本發(fā)明涉及真空蒸發(fā)法的鍍覆領域,具體涉及一種低溫真空鍍膜方法。
背景技術:
根據對基材表面進行技術處理時具體反應形式和過程的不同,可以分為物理氣相沉積法和化學氣相沉積法兩大鍍膜方法。而采用真空蒸發(fā)法鍍膜屬于常見的物理氣相沉積鍍膜方法之一。真空蒸鍍法指在真空環(huán)境中,通過加熱使金屬等蒸發(fā)形成氣相,使蒸發(fā)物質的原子以冷凝的方式逐步沉積在基材表面,從而完成對基材的表面鍍膜處理。采用真空蒸鍍法進行表面鍍膜,具有較高的沉積速率,可以制備各種熱穩(wěn)定性好的單質薄膜和化合物薄膜。
采用真空蒸發(fā)法鍍膜時,靶材處于較高溫度,才能正靶材分子蒸鍍至基材表面,形成鍍膜。但是對于紡織品或者塑料制品等低熔點基材,高溫度的靶材蒸鍍到基材表面時,會破壞基材表面的完整性,易造成白點、壞點等缺陷,并且會對基材表面進行氧化,使基材表面鍍膜發(fā)生性質改變。
中國專利CN201410107025.1公開了一種鋁材真空鍍膜工藝,該發(fā)明采用磁控濺射真空鍍膜技術對經過工藝處理的鋁材表面進行鈦鉻合金鍍膜處理,得到了具有耐磨耐腐蝕性的鍍層。但是該專利對于鍍膜靶材的實際使用率較低。
因此,需要一種在較低溫度條件下實現(xiàn)對各種高分子基材進行鍍膜的真空蒸鍍技術,以充分滿足實際需求。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對上述問題,提供一種低溫真空鍍膜方法。
本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案是:一種低溫真空鍍膜方法,包括以下步驟:
步驟S1,對基底材料進行清潔;
步驟S2,將清潔后的基底材料放入真空蒸發(fā)室中,采用惰性氣體作為清潔源,以1.2m/s~1.8m/s的流速對基底材料進行再清潔;
步驟S3,采用低熔點靶材,在真空度為10-5~10-4Pa,反應壓力為0.4MPa~0.8MPa,反應距離為7cm~10cm,靶材溫度為150℃~400℃,蒸發(fā)速率為1.2g/m3·s~1.8g/m3·s,基底溫度為110℃~150℃的條件下對基底材料進行真空蒸發(fā)鍍膜處理;
步驟S4,在60℃~80℃的溫度條件下,采用紫外線對經步驟S3處理的基底材料進行光固化處理。
進一步地,步驟S1中,基底材料為:塑料或紡織品。
進一步地,步驟S1中,清潔具體為:先采用去離子水對基底材料進行超聲波清洗30min~60min,再采用無水乙醇對經水清洗后的基底材料以0.2m/s~0.5m/s的流速進行沖洗,再進行真空烘干處理,得到清潔后的基底材料;
更進一步地,真空烘干處理具體為:在壓力為0.6MPa~0.9MPa、溫度為60℃~70℃的條件下進行烘干4h~8h。
進一步地,步驟S2中,再清潔的處理時間為:5min~20min。
進一步地,步驟S3中,低熔點靶材包括:銦合金、鉛合金、錫合金、鋁合金、銦單質、錫單質中的任一種。
進一步地,步驟S3中,真空蒸發(fā)鍍膜的時間為:10min~20min。
進一步地,步驟S4中,紫外線的工作功率為:1500W~2000W。
進一步地,步驟S4中,光固化處理的時間為:30min~50min。
進一步地,還包括對經光固化處理的基底材料進行清潔、篩選的步驟。
本發(fā)明的優(yōu)點是:
1.本發(fā)明能夠在較低的工作溫度條件下完成對各種樹脂基基材的鍍膜操作,具有沉積速率大,鍍膜厚度均勻等優(yōu)點;
2.本發(fā)明能夠對鍍膜時的真空度、反應距離、蒸發(fā)速率等重要工藝參數實現(xiàn)準確控制,技術創(chuàng)新性高,;
3.本發(fā)明能夠實現(xiàn)多種低熔點金屬和化合物的真空鍍膜操作,且操作方法便捷,易于全面推廣。
具體實施方式
以下對本發(fā)明的實施例進行詳細說明,但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
實施例1
一種低溫真空鍍膜方法,包括以下步驟:
步驟S1,先采用去離子水對塑料基底材料進行超聲波清洗30min,再采用無水乙醇對經水清洗后的基底材料以0.2m/s的流速進行沖洗,再在真空度為0.6MPa、溫度為60℃的條件下進行真空烘干處理4h,得到清潔后的基底材料;
步驟S2,將清潔后的基底材料放入真空蒸發(fā)室中,采用惰性氣體作為清潔源,以1.2m/s的流速對基底材料進行再清潔5min;
步驟S3,采用銦合金靶材,在真空度為10-5Pa,反應壓力為0.4MPa,反應距離為7cm,靶材溫度為150℃,蒸發(fā)速率為1.2g/m3·s,基底溫度為110℃的條件下對基底材料進行真空蒸發(fā)鍍膜處理10min;
步驟S4,在60℃的溫度條件下,采用工作功率為1500W的紫外線對經步驟S3處理的基底材料進行光固化處理30min。
步驟S5,對經光固化處理的基底材料進行清潔、篩選。
實施例2
一種低溫真空鍍膜方法,包括以下步驟:
步驟S1,先采用去離子水對紡織品基底材料進行超聲波清洗60min,再采用無水乙醇對經水清洗后的基底材料以0.5m/s的流速進行沖洗,再在真空度為0.9MPa、溫度為70℃的條件下進行真空烘干處理8h,得到清潔后的基底材料;
步驟S2,將清潔后的基底材料放入真空蒸發(fā)室中,采用惰性氣體作為清潔源,以1.8m/s的流速對基底材料進行再清潔20min;
步驟S3,采用錫合金靶材,在真空度為10-4Pa,反應壓力為0.8MPa,反應距離為10cm,靶材溫度為400℃,蒸發(fā)速率為1.8g/m3·s,基底溫度為150℃的條件下對基底材料進行真空蒸發(fā)鍍膜處理20min;
步驟S4,在80℃的溫度條件下,采用工作功率為2000W的紫外線對經步驟S3處理的基底材料進行光固化處理50min。
步驟S5,對經光固化處理的基底材料進行清潔、篩選。
實施例3
一種低溫真空鍍膜方法,包括以下步驟:
步驟S1,先采用去離子水對塑料基底材料進行超聲波清洗45min,再采用無水乙醇對經水清洗后的基底材料以0.35m/s的流速進行沖洗,再在真空度為0.7MPa、溫度為65℃的條件下進行真空烘干處理6h,得到清潔后的基底材料;
步驟S2,將清潔后的基底材料放入真空蒸發(fā)室中,采用惰性氣體作為清潔源,以1.5m/s的流速對基底材料進行再清潔12min;
步驟S3,采用鋁合金靶材,在真空度為5×10-5Pa,反應壓力為0.6MPa,反應距離為9cm,靶材溫度為220℃,蒸發(fā)速率為1.5g/m3·s,基底溫度為130℃的條件下對基底材料進行真空蒸發(fā)鍍膜處理15min;
步驟S4,在70℃的溫度條件下,采用工作功率為1700W的紫外線對經步驟S3處理的基底材料進行光固化處理40min。
步驟S5,對經光固化處理的基底材料進行清潔、篩選。
實施例4
一種低溫真空鍍膜方法,包括以下步驟:
步驟S1,先采用去離子水對紡織品基底材料進行超聲波清洗40min,再采用無水乙醇對經水清洗后的基底材料以0.25m/s的流速進行沖洗,再在真空度為0.65MPa、溫度為62℃的條件下進行真空烘干處理5h,得到清潔后的基底材料;
步驟S2,將清潔后的基底材料放入真空蒸發(fā)室中,采用惰性氣體作為清潔源,以1.3m/s的流速對基底材料進行再清潔10min;
步驟S3,采用鉛合金靶材,在真空度為2×10-5Pa,反應壓力為0.5MPa,反應距離為7.5cm,靶材溫度為200℃,蒸發(fā)速率為1.4g/m3·s,基底溫度為120℃的條件下對基底材料進行真空蒸發(fā)鍍膜處理12min;
步驟S4,在65℃的溫度條件下,采用工作功率為1600W的紫外線對經步驟S3處理的基底材料進行光固化處理35min。
步驟S5,對經光固化處理的基底材料進行清潔、篩選。
實施例5
一種低溫真空鍍膜方法,包括以下步驟:
步驟S1,先采用去離子水對塑料基底材料進行超聲波清洗50min,再采用無水乙醇對經水清洗后的基底材料以0.45m/s的流速進行沖洗,再在真空度為0.85MPa、溫度為68℃的條件下進行真空烘干處理7h,得到清潔后的基底材料;
步驟S2,將清潔后的基底材料放入真空蒸發(fā)室中,采用惰性氣體作為清潔源,以1.7m/s的流速對基底材料進行再清潔16min;
步驟S3,采用銦單質靶材,在真空度為8×10-5Pa,反應壓力為0.7MPa,反應距離為9cm,靶材溫度為350℃,蒸發(fā)速率為1.7g/m3·s,基底溫度為145℃的條件下對基底材料進行真空蒸發(fā)鍍膜處理18min;
步驟S4,在75℃的溫度條件下,采用工作功率為1900W的紫外線對經步驟S3處理的基底材料進行光固化處理45min。
步驟S5,對經光固化處理的基底材料進行清潔、篩選。
實驗例1
對采用實施例1~5所用低溫真空鍍膜方法制得的鍍膜標記為樣品1~樣品5,對樣品1~樣品5的鍍膜性質進行測試,測試結果如表1所示。
其中,薄膜厚度采用臺階儀測試;透過率采用紫外-可見分光光度計測試;膜基結合強度采用劃痕法進行測試;鍍膜耐蝕性采用中性鹽霧實驗法測試,測試中性鹽霧腐蝕10h后鍍膜的變化情況;耐磨性采用摩擦系數來衡量。
表1采用低溫真空鍍膜方法制得的鍍膜的性質測試結果
結果:采用實施例1~5低溫真空鍍膜方法制得的鍍膜的鍍膜厚度適中,透過率好,膜基結合強度高,鍍膜耐蝕性好,耐磨性能好。
結論:采用本申請低溫真空鍍膜方法,鍍膜效果好,耐用性好,使用壽命長,是一種適合紡織品和塑料等低熔點基材的真空鍍膜方法。
以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領域的技術人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。