[發明專利]一種帶有定轉電極組的等離子體引發聚合裝置

在審

• 申請號: 201710330463.8
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN106961779A
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 宗堅
• 申請（專利權）人: 無錫榮堅五金工具有限公司
• 主分類號: H05H1/46
• 分類號: H05H1/46
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明屬于等離子體技術領域，具體涉及一種等離子體引發聚合裝置。

背景技術

等離子體聚合是利用放電把有機類氣態單體等離子體化，使其產生各類活性種，由這些活性種之間或活性種與單體之間進行加成反應形成聚合物的方法。等離子體聚合可分為等離子體態聚合和等離子體引發聚合兩種形式，它們的區別是：等離子體態聚合整個反應過程中單體完全暴露于等離子體環境，而等離子體引發聚合中氣體只在短時間內通過輝光放電形成的等離子體，使單體蒸汽發生氣相反應生成活性中心，引發單體蒸汽在長時間無等離子體的后續過程中進行聚合反應。與等離子體態聚合產物存在結構復雜，反應重現性差，處理效果隨時間衰減的問題相比，等離子體引發聚合方式可以較少破壞單體的結構，保留單體優良性能，使聚合產物結構較為單一，易于形成線性大分子產物；另一方面，通過與材料表面發生接枝反應，能夠增強表面的附著力，使涂層效果不隨時間衰減。

可見，實現等離子體引發聚合的必要條件是等離子體周期性的燃滅過程。現有的等離子體引發聚合技術是通過脈沖調制高頻輝光放電實現的，例如文獻《表面涂層》(CN 1190545C)公開了一種疏水和/或疏油基材，其中包括利用脈沖調制高頻輝光放電制備聚合物涂層的方法；文獻《通過低壓等離子體工藝施加保形納米涂層的方法》(CN201180015332.1)也涉及利用脈沖調制高頻輝光放電制備聚合物涂層的方法。這些現有技術均采用脈沖調制高頻輝光放電，是因為采用高頻放電能夠避免由于電極被聚合產物絕緣所造成的放電終止，高頻放電即使電極被聚合產物絕緣的情況下也可以維持，而采用脈沖調制使高頻放電周期性開啟/關斷是為了滿足等離子體引發聚合所需要的短時間放電和長時間無放電聚合。然而，現有技術所采用的脈沖調制高頻輝光放電的方法需要使用具有脈沖調制功能的高頻電源，其缺點是：脈沖調制高頻電源結構復雜、價格高、不易調試；脈沖調制高頻放電產生的等離子體穩定性較差；對放電電極結構和加工裝配精度要求高，工藝重復性較差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種帶有定轉電極組的等離子體引發聚合裝置，以解決現有等離子體引發聚合裝置存在的脈沖調制高頻電源結構復雜、價格高、不易調試；等離子體穩定性較差；工藝重復性較差等問題。

本發明技術方案是：

一種帶有定轉電極組的等離子體引發聚合裝置，其特征在于：該裝置包括真空室、固定電極、轉動電極；所述真空室上安裝有載體氣體和單體蒸汽管路及排氣管，待處理的基材放置于真空室內轉動電極圍成的空間內；

所述固定電極包括一組固定金屬直桿、一組絕緣基座和導線，固定金屬直桿通過絕緣基座沿真空室軸向等間距固定連接在真空室內壁上，固定金屬直桿經導線串聯連接構成固定電極；

所述轉動電極包括一組轉動金屬直桿和金屬轉架，所述金屬轉架的旋轉軸與真空室的中心軸同軸，金屬轉架可繞旋轉軸轉動；所述轉動金屬直桿沿真空室軸向等間距固定連接在金屬轉架上，構成轉動電極；

固定金屬直桿和轉動金屬直桿數量可以一樣，也可以不一樣，由于兩組金屬桿都是等間距，如果數量一樣，放電在一對金屬桿間會同時發生同時熄滅，如果數量不一樣，兩組金屬桿有的靠近有的遠離，靠近的放電，離開的熄滅，放電具有空間上的不對稱性，但隨時間積累效果也是空間均勻的，對鍍膜結果沒有影響。

所述固定電極與轉動電極構成定轉電極組。

所述真空室側部的室體內壁任一橫截面為相同直徑的圓或相同邊長的正多邊形，所述正多邊形邊數至少為6邊；所述真空室的頂蓋和底蓋為與真空室的側部室體內壁橫截面匹配的平板或拱形結構。

所述排氣管豎直安裝于真空室內的中心軸上，排氣管一端伸出真空室后與真空泵連接，所述排氣管的管壁上開孔。

所述排氣管內徑為25-100mm，其管壁上均勻開孔，孔徑為2-30mm，孔間隔為2-100mm。

所述固定電極連接高頻電源輸出端，所述轉動電極接地；所述高頻電源的頻率范圍為10kHz-100MHz，所述高頻電源輸出的電壓波形為正弦波或方波。

所述固定電極所在的柱面與轉動電極所在的柱面之間的距離為1-5cm。該距離是兩組金屬桿能夠靠近的最小距離，該距離1-5cm是通常等離子體鍍膜氣壓0.1-100Pa下的放電距離，保證能夠可靠放電，距離近了或遠了都不能放電或激發電弧。