專利名稱：一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著生活水平的提高，人們對于新型的裝飾材料的要求越來越需具備制備以下條件(I)制備過程環(huán)保話，即生產(chǎn)工藝對環(huán)境無污染；(2)材料的高檔化，即材料裝飾不僅具備高檔的效果，其表面還需要具備耐磨、耐腐蝕、耐久、耐老化的性能；(3)材料的綠色化，及材料對于室內(nèi)外的環(huán)境不會在成污染。自上世紀(jì)60年代開始，國外就已經(jīng)開始對各種硬質(zhì)裝飾薄膜進(jìn)行過研究，而且到現(xiàn)在已有幾十年工業(yè)化歷史。例如，國外廠家把黃金色的TiN與各種顏色的TiO2薄膜沉積在尺寸2100X 1300 5mm的各種玻璃上，年產(chǎn)量1200m2，這些玻璃板即可以做玻璃幕墻也可以用作各種裝飾面板。而國內(nèi)的起步比較晚，直到上世紀(jì)80年代初，唯一的鍍膜建筑裝飾材料建筑幕墻玻璃才來時(shí)出現(xiàn)在國內(nèi)，并且大多數(shù)用Al膜作為裝飾薄膜。經(jīng)過20多年的發(fā)展與進(jìn)步，我國僅鍍膜玻璃的年需求量約為150 X 105m2，更加不用說其它用量更巨大的瓷磚，板材等，因此，隨著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步的發(fā)展，鍍膜建筑裝飾材料將有更加廣闊的空間。然而，對于各種裝飾性薄膜，能呈現(xiàn)紫色效果的薄膜材料較少，這使紫色裝飾薄膜在裝飾材料行業(yè)的應(yīng)用得到限制。目前，制備紫色裝飾材料的主要方法是利用傳統(tǒng)的工藝生產(chǎn)紫色玻璃。按照傳統(tǒng)的工藝，在普通玻璃配料中加入MnO2可使得玻璃呈現(xiàn)紫色，但此過程需在玻璃的生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)，并且由于生產(chǎn)工藝等問題使其紫色裝飾效果不理想。并且該方法使生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)完成后其玻璃顏色便不能改變，生產(chǎn)靈活性較差。此外，雖然國內(nèi)外對各種裝飾薄膜制備工藝的研究已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是制備這些材料的溫度都很高，其中多弧離子鍍的沉積溫度為350°C以上，化學(xué)氣象沉積溫度要更高一些，通常在600°C以上，而過高的成績溫度會是基材的選擇范圍變窄，只適合高熔點(diǎn)，耐高溫的基材，從而使裝飾材料的應(yīng)用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是為了解決上述的裝飾薄膜制備過程中的溫度過高，使基材的選擇范圍變窄，只適合高熔點(diǎn)、耐高溫的基材等技術(shù)問題而提供一種制備過程中無需加熱、適用基材廣的帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材的制備方法。本發(fā)明的目的之二是提供上述帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材的制備方法中所得的一種紫色裝飾薄膜。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，為層狀的結(jié)構(gòu)，包括底層基材和采用磁控濺射方法在底層基材上制備而成的紫色裝飾薄膜；
所述的底層基材為玻璃或低熔點(diǎn)、不耐高溫的有機(jī)板材； 所述的紫色裝飾薄膜為氧化鈰膜，厚度為30nm-50nm。上述的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材的制備方法，具體包括如下步驟
(1)、用洗液或溶液將底層基材襯底進(jìn)行清洗和烘干；
(2)、將底層基材襯底放入薄膜沉積室，向薄膜沉積室中通入O2氣與Ar氣組成的混合工作氣體，然后采用磁控濺射方法在底層基材襯底上制備氧化鈰薄膜，最終得到一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材；
所述的O2氣和Ar氣組成的混合工作氣體,按氣流比計(jì)算，即O2氣Ar氣為8_llsccm 52_60sccm ；
所述的磁控濺射方法制備紫色裝飾薄膜，即采用金屬鈰作為陰極濺射材料，濺射方式為射頻濺射，濺射氣壓為O. 1-0. 3Pa，濺射功率為80-100W，沉積的溫度為常溫，沉積時(shí)間為20_30mino本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例中僅以玻璃基材進(jìn)行舉例，由于制備過程中無需加熱，因此并不限制其它基材，特別是低熔點(diǎn)、不耐高溫的有機(jī)板材在本發(fā)明的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材中的底層基材的應(yīng)用。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，由于采用磁控濺射的方法，在濺射過程中的被濺射出的金屬鈰原子具有可以達(dá)到幾個(gè)電子伏甚至更高的能量。在沉積到底層基材襯底上時(shí)可以與表面的原子達(dá)到更近的距離，所以濺射沉積的氧化鈰膜層與底層基材襯底的結(jié)合力較高，特別是對于玻璃襯底，經(jīng)測定所得的紫色裝飾薄膜與玻璃的結(jié)合力為20-30N,該結(jié)合力滿足使用要求。本發(fā)明的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材的制備方法，由于采用磁控濺射的方法在底層基材襯底上濺射而成的一層氧化鈰膜，即最終所得的紫色裝飾膜為單層薄膜結(jié)構(gòu)，光線在具有的單層氧化鈰膜的底層基材襯底上反射顏色為紫色。本發(fā)明的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材的制備方法，由于在該紫色裝飾薄膜的制備過程中無需對其進(jìn)行額外的加熱處理，制備原料為金屬鈰、氧氣與氬氣，且無污染廢料產(chǎn)生，所以該制備方法對于環(huán)境無污染，操作簡單、生產(chǎn)成本低、可以大規(guī)模的生產(chǎn)。


圖1、一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中I為底層基材、2為紫色裝飾薄膜；
圖2、圖1中一種帶有紫色薄膜的裝飾板材的A-A向剖視圖，圖中I為底層基材、2為紫色裝飾薄膜。具體的實(shí)施方式
下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明內(nèi)容作出進(jìn)一步的說明，但并不限制本發(fā)明。磁控濺射所用的儀器為JGP-450型多靶磁控濺射儀，沈陽科學(xué)儀器公司生產(chǎn)，該JGP-450型多靶磁控濺射儀包括一個(gè)進(jìn)樣室和一個(gè)主濺射室。主濺射室與一個(gè)分子擴(kuò)散泵連接，真空度為2. O X 10_6Pa。主濺射室有三個(gè)靶位可供安裝直徑為75mm的不同靶材。樣品載臺可以升溫至600°C并可在濺射過程中連續(xù)的轉(zhuǎn)動。
紫色裝飾薄膜的厚度采用FEI公司生產(chǎn)的QuantaFEG-450型場發(fā)射環(huán)境掃描電子顯微鏡(SEM)進(jìn)行測量。磁控濺射過程中紫色裝飾薄膜的厚度的計(jì)算方法，即首先采用FEI公司生產(chǎn)的QuantaFEG-450型場發(fā)射環(huán)境掃描電子顯微鏡測量磁控派射沉積Ih后的氧化鋪膜的相對厚度，根據(jù)總的沉積時(shí)間，計(jì)算出最終紫色裝飾薄膜，即氧化鈰的厚度，或者計(jì)算出沉積Ih所得的氧化鈰膜厚度，反過來設(shè)定達(dá)到預(yù)先設(shè)定的氧化鈰膜厚度所需要的沉積時(shí)間。紫色裝飾薄膜與底層基材襯底的結(jié)合力采用中科院蘭州中科凱華科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的WS - 2005型涂層附著力自動劃痕儀。實(shí)施例1
一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，為層狀結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括底層基材I和采用磁控濺射方法在底層基材I上制備而成的紫色裝飾薄膜2，所述的紫色裝飾薄膜2的厚度為30nm的氧化鈰膜；
所述的底層基材為玻璃。上述的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材的制備方法，具體包括如下的步驟
(1)、底層基材玻璃襯底的清洗
將底層基材玻璃襯底放入高純酒精中，用超聲清洗5min，接著將其放入丙酮溶液中，再用超聲清洗5min，之后將其烘干，并立即放入到真空室內(nèi)進(jìn)行30min的離子清洗；
(2)、氧化鈰薄膜的制備
采用JGP-450型多靶磁控濺射儀在步驟(I)清洗過的底層基材玻璃襯底上進(jìn)行磁控濺射制備紫色裝飾薄膜，即氧化鈰膜，最終得到一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材；
上述的磁控濺射采用金屬鈰靶(純度99. 9%)在O2氣與Ar氣的氣流比為8sCCm 52sccm的混合工作氣體中進(jìn)行反應(yīng)性沉積，濺射氣壓為O.1Pa，濺射功率為80W，沉積溫度為常溫，沉積時(shí)間為20min。上述所得的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，從紫色裝飾薄膜表面上看，反射的顏色為淡紫色。上述所得的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，利用WS - 2005型涂層附著力自動劃痕儀對紫色裝飾薄膜與底層基材玻璃的結(jié)合力進(jìn)行測定，結(jié)果為20N。實(shí)施例2
一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，為層狀結(jié)構(gòu)，包括底層基材和采用磁控濺射方法在底層基材上制備而成的紫色裝飾薄膜，所述的紫色裝飾薄膜的厚度為40nm的氧化鈰膜；所述的基材為玻璃。上述的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材的制備方法，具體包括如下步驟
(1)、底層基材玻璃襯底的清洗同實(shí)施例1;
(2)、氧化鈰膜的制備
采用JGP-450型多靶磁控濺射儀在步驟(I)清洗過的底層基材玻璃襯底上進(jìn)行磁控濺射制備紫色裝飾薄膜，即氧化鈰膜，最終得到一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材；
上述的磁控派射米用金屬鋪祀(純度99. 9%)在O2氣與Ar氣的氣流比為9sccm 55sccm的混合工作氣體中進(jìn)行反應(yīng)性沉積，濺射氣壓為O. 2Pa，濺射功率為90W，沉積溫度為常溫，沉積時(shí)間25min。
上述所得的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，從紫色裝飾薄膜表面上看，反射的顏色為紫色。上述所得的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，利用WS - 2005型涂層附著力自動劃痕儀對紫色裝飾薄膜與底層基材玻璃的結(jié)合力進(jìn)行測定，結(jié)果為26 N。實(shí)施例3
一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，為層狀結(jié)構(gòu)，包括底層基材和采用磁控濺射方法在底層基材上制備而成的紫色裝飾薄膜，所述的紫色裝飾薄膜的厚度為50nm的氧化鈰膜；所述的底層基材為玻璃。上述的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材的制備方法，具體包括如下步驟
(1)、底層基材玻璃襯底的清洗同實(shí)施例1;
(2)、氧化鈰膜的制備
采用JGP-450型多靶磁控濺射儀在步驟(I)清洗過的底層基材玻璃襯底上進(jìn)行磁控濺射制備紫色裝飾薄膜，即氧化鈰膜，最終得到一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材；
上述的磁控派射米用金屬鋪祀(純度99. 9%)在O2氣與Ar氣的氣流比為IOsccm 58sccm的混合工作氣體中進(jìn)行反應(yīng)性沉積，濺射氣壓為O. 2Pa，濺射功率為100W，沉積溫度為常溫，沉積時(shí)間30min。上述所得的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，從紫色裝飾薄膜表面上看，反射的顏色為紫色。上述所得的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，利用WS - 2005型涂層附著力自動劃痕儀對紫色裝飾薄膜與底層基材玻璃的結(jié)合力進(jìn)行測定，結(jié)果為30N。實(shí)施例4
一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，為層狀結(jié)構(gòu)，包括底層基材和采用磁控濺射方法在底層基材上制備而成的紫色裝飾薄膜，所述的紫色裝飾薄膜的厚度為45nm的氧化鈰膜；所述的底層基材為玻璃。上述的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材的制備方法，具體包括如下步驟
(1)、底層基材玻璃襯底的清洗同實(shí)施例1;
(2)、氧化鈰膜的制備
采用JGP-450型多靶磁控濺射儀在步驟(I)清洗過的底層基材玻璃襯底上進(jìn)行磁控濺射制備紫色裝飾薄膜，即氧化鈰膜，最終得到一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材；
上述的磁控派射采用金屬鋪祀(純度99. 9%)在O2氣與Ar氣的氣流比為llsccm 60sccm的混合工作氣體中進(jìn)行反應(yīng)性沉積，濺射氣壓為O. 3Pa，濺射功率為100W，沉積溫度為常溫，沉積時(shí)間30min。上述所得的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，從紫色裝飾薄膜表面上看，反射的顏色為紫色。上述所得的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，利用WS - 2005型涂層附著力自動劃痕儀對紫色裝飾薄膜與底層基材玻璃的結(jié)合力進(jìn)行測定，結(jié)果為30N。上述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，為層狀的結(jié)構(gòu)，包括底層基材，其特征在于還包括一層采用磁控濺射方法在底層基材上制備而成的紫色裝飾薄膜； 所述的底層基材為玻璃或低熔點(diǎn)、不耐高溫的有機(jī)板材。
2.如權(quán)利要求1所述一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，其特征在于所述的紫色裝飾薄膜為氧化鈰膜。
3.如權(quán)利要求1所述一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，其特征在于所述的氧化鈰薄膜的厚度為30nm-50nm。
4.如權(quán)利要求書1、2、3所述的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材的制備方法，其特征具體包括如下步驟: (1)、用洗液或溶液將底層基材襯底進(jìn)行清洗和烘干； (2)、將底層基材襯底放入薄膜沉積室，向薄膜沉積室中通入O2氣與Ar氣組成的混合工作氣體，然后采用磁控濺射方法在底層基材襯底上制備氧化鈰薄膜，最終得到一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材。
5.如權(quán)利要求4所述的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的O2氣和Ar氣組成的混合工作氣體，按氣流比計(jì)算，即02氣:Ar氣為8—llsccm:52_60sccm ； 所述的采用磁控濺射方法制備紫色裝飾薄膜，即采用金屬鈰作為陰極濺射材料，濺射方式為射頻濺射，濺射 氣壓為0.1-0.3Pa，濺射功率為80-100W，沉積的溫度為常溫。
全文摘要
本發(fā)明公開一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材及其制備方法，所述的帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材為層狀的結(jié)構(gòu)，包括底層基材和采用磁控濺射方法在底層基材上制備而成的紫色裝飾薄膜，所述的基材為玻璃或低熔點(diǎn)、不耐高溫的有機(jī)板材，所述的紫色裝飾薄膜為氧化鈰膜，厚度優(yōu)選為30nm-50nm。本發(fā)明的一種帶有紫色裝飾薄膜的裝飾板材，所得的紫色裝飾薄膜與基材，特別是玻璃基材具有良好的結(jié)合力，制備的過程中無需對基材進(jìn)行加熱，因此制備過程中不受高溫環(huán)節(jié)的限制，并且該制備方法對于環(huán)境無污染，操作簡單，生產(chǎn)成本低，可以大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號E04F13/075GK103074978SQ20131005207
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月18日
發(fā)明者李偉, 王建鵬, 劉平, 馬鳳倉, 劉新寬, 陳小紅, 何代華 申請人:上海理工大學(xué)