[發明專利]一種含納米抗菌元素粉體的制備方法

在審

• 申請號: 202011187850.9
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112609163A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 周鴻奎
• 申請（專利權）人: 深圳市矽谷濺射靶材有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/16;B22F1/02;C23C14/32;C23C14/18;C23C14/02;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

1.一種含納米抗菌元素粉體的制備方法，其特征是：采用物理氣相沉積(PVD)方法在粉體上沉積納米抗菌元素的鍍層或顆粒。

2.根據權利要求1所述的含納米抗菌元素粉體的制備方法，其特征是：所述的PVD沉積方法包括真空陰極電弧沉積、磁控濺射沉積和離子濺射沉積，采用單一技術或多種技術組合；所述的納米抗菌元素包括銀、銅、氧化鋅和氧化鈦在內的各種廣譜抗菌元素和物料；所述的粉體包括金屬粉體和非金屬粉體、陶瓷粉體、塑料粉體、各種制品填充劑粉體和生物體粉末。

3.根據權利要求2所述的含納米抗菌元素粉體的制備方法，其特征是：所述的金屬粉體除不銹鋼粉外，還包括鈦粉、鋁合金粉、銅粉、鎳粉、鉻粉、鎢粉、鐵粉和錳粉；非金屬粉包括碳粉和硅粉；陶瓷粉體包括氧化鈦、氧化鋯、氧化鋅、氧化釔、氧化鎢和氧化鋁；塑料粉體包括PP PE PC PVC ABS PA PET POM PMMA PPA PPSV PEI TPV TPX和TPE粉體；其他物料包括磷酸鋯、高領土、二氧化硅、碳酸鈣、氧化銅和氧化鐵。

4.根據權利要求1-3任意一項所述的含納米抗菌元素粉體的制備方法，其特征是：用其中的離子鍍方法在不銹鋼粉體上沉積上納米銀和/或納米銅的不連續的鍍層或顆粒，是在真空鍍膜艙內置有一外接偏壓電源負極的滾筒，不銹鋼粉盛在滾筒內，轉動滾筒，不停地翻動位于滾筒內下方的不銹鋼粉體，而在其上方設有至少一支磁控濺射靶，向下朝著翻動的不銹鋼粉體濺射納米銀顆粒、銅顆粒或銀銅混合顆粒，產生附有納米銀、納米銅或納米銀銅不連續鍍層或顆粒的不銹鋼粉體。

5.根據權利要求4所述的含納米抗菌元素粉體的制備方法，其特征是：磁控濺射靶優選兩支，為銀靶和/或銅靶。

6.根據權利要求5所述的含納米抗菌元素粉體的制備方法，其特征是：專用于本方法的裝置，其包括：

一真空腔室，設有抽真空管道；

一軸線水平且帶有驅動機構的滾筒，設在所述真空腔室內，滾筒一端封閉一端開口，內盛需要沉積納米抗菌元素的粉體，滾筒連接負偏壓；

一對設有抗菌材料靶材的磁控濺射靶和/或陰極電弧源，沿滾筒中軸方向水平平行排列中間留有空間地固定伸進所述的滾筒中間。

7.根據權利要求6所述的含納米抗菌元素粉體的制備方法，其特征是：所述的真空腔室為一支撐在機架上的軸線水平的大圓管，大圓管的后側壁開有抽真空管道，在機架上設有兩平行于大圓管軸線的軌道、軌道兩端各設有移動支架，移動支架上固定有對應可封閉大圓管兩端口的左右真空艙側蓋板；所述滾筒的封閉端的外側固定設有滾筒軸，滾筒軸穿過并支承在左真空艙側蓋板的中間孔后連接可編程旋轉機構，滾筒連接偏壓電源負極，滾筒與真空艙室壁絕緣；所述的磁控濺射靶和/或陰極電弧源的一端固定在所述右真空艙側蓋板上并伸進真空艙的內側。

8.根據權利要求7所述的含納米抗菌元素粉體的制備方法，其特征是：適用上述裝置且適用磁控濺射法和陰極電弧沉積法，用于沉積銀、銅、氧化鋅和氧化鈦納米顆粒，適用沉積的粉體包括含不銹鋼的金屬粉體、非金屬粉體、陶瓷粉體、塑膠粉體和其他物料粉體的步驟如下：

1)選靶：根據要求沉積的速度快慢和納米顆粒度決定選用沉積方法-要求沉積快選用電弧法，要求沉積納米顆粒徑度細選用濺射法；除由于某些材料管材成型困難，只能選用平面矩形靶或小圓形平面靶外，無論電弧法或濺射法都優先選用靶材利用率高的柱狀靶；根據要求沉積的納米抗菌元素對應地選用銀靶、或銅靶、或銀/氧化鋅復合靶、或銅/氧化鋅復合靶、或氧化鋅靶、或氧化鈦靶；

2)粉體裝爐：把粉體裝入滾筒內；

3)抽真空與加熱：抽真空優于6.6x10^-3Pa，邊抽真空、邊加熱排除水氣，直至80--250攝氏度；

4)輝光離子轟擊清洗：抽真空優于6.6x10^-3Pa，充入氬氣，達1—8Pa，施加偏壓-400V至-700V、產生輝光放電，偏流1—8A，離子轟擊10-30分鐘；

5)沉積納米抗菌元素：恢復真空優于6.6x10^-3Pa，再充氬氣至1—8x10^-1Pa，施加偏壓-10至-300V；如果采用柱狀磁控濺射靶，則開磁控濺射靶，靶流15—30A，沉積1.5—2.5小時；如果采用柱狀電弧源，弧流100--150A，沉積30--45分鐘；如果采用兩個小圓電弧源，弧流50—100A，沉積40—80分鐘；

6)冷卻出爐：恢復真空優于6.6x10^-3Pa，爐內冷卻至50至100攝氏度出爐。