防水透氣聚氨酯薄膜復(fù)合離子鍍納米金屬工藝及其制品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于功能性高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種防水透氣聚氨酯薄膜復(fù)合離子鍍納米金屬工藝及其制品。
【背景技術(shù)】
[0002]納米金屬(銀、銅、鋅、鎳及其合金等)是利用先進(jìn)的納米技術(shù)將金屬材料納米化，所述的金屬納米化粒子平均主要尺寸是小于10nm的單獨(dú)粒子或粒子聚集體。納米金屬可產(chǎn)生強(qiáng)大和持久的各種性能(如導(dǎo)電性、電磁屏蔽性、防靜電性、絕熱性、殺菌抗菌性等)。納米銀、納米銅和納米鎳合金可在數(shù)分鐘內(nèi)殺死多種細(xì)菌和病毒，廣譜殺菌抗菌且無任何的耐藥性和毒副刺激作用，納米金屬這些優(yōu)異性能可廣泛用于功能服裝、防護(hù)用品和衛(wèi)生用品等產(chǎn)品中?；谋砻驽兗{米金屬粒子時(shí)，還存在許多技術(shù)問題，一是納米金屬粒子數(shù)量不足和鍍層附著力不強(qiáng)，而使材料的各種優(yōu)異功能不夠持久和充足；二是納米金屬鍍層其納米粒子分布范圍難控、納米粒子分布不均勾，使納米級金屬鍍層變成為亞微米級甚至是微米級的金屬鍍層，而微米級金屬層的表面性能與納米級金屬層表面所具有的性能(如比表面積、表面效應(yīng)、體積效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)等)有巨大差別；三是基體表面潔凈度的高低，會直接影響納米金屬鍍層附著力的強(qiáng)弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，提供一種防水透氣聚氨酯薄膜復(fù)合離子鍍納米金屬工藝，使鍍層的納米粒子分布窄且分布均勻，鍍層附著力強(qiáng)，以提高制品的性能。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種防水透氣聚氨酯薄膜復(fù)合離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，基體為防水透氣聚氨酯薄膜，所述工藝包括以下步驟:
[0005](I)所述基體在真空室內(nèi)，真空度為1Pa?3.0X10_4Pa，加熱溫度為60°C?120°C，進(jìn)行基體真空除水脫氣處理；
[0006](2)采用陰極離子鍍膜設(shè)備，以氬氣或氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，真空度為1.0\10^^?3.0父101^，溫度為-1°〇?-35°〇，基體運(yùn)行速度3.0?30.0m/min，對基體進(jìn)行等離子體表面清潔處理，以金屬為靶材，采用復(fù)合離子鍍膜方式產(chǎn)生金屬離子和納米粒子，金屬離子和納米粒子密度1.0?5.0g/m2，在基體表面鍍上了納米金屬鍍層，納米金屬鍍層的納米粒子的粒度小于10nm ；
[0007](3)將上述材料分切、計(jì)量、真空封裝。
[0008]本發(fā)明以防水透氣聚氨酯薄膜為基體，先對基體進(jìn)行真空除水脫氣處理，再采用復(fù)合離子鍍膜方式鍍納米金屬，具有納米金屬鍍層的納米粒子分布窄、納米金屬鍍層均勻性好、納米金屬性能優(yōu)異穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
[0009]進(jìn)一步地，所述復(fù)合離子鍍膜方式為電弧離子鍍膜和磁控濺射鍍膜這兩種鍍膜方式相結(jié)合。電弧離子鍍膜和磁控濺射鍍膜這兩種鍍膜方式的結(jié)合，能很好地控制產(chǎn)生的金屬離子和納米粒子的密度和二者間的比例，使鍍層附著力更強(qiáng)、均勻性更好。
[0010]更進(jìn)一步地，所述納米金屬鍍層的納米粒子的粒度為10?60nm。納米粒子分布范圍窄、納米粒子分布均勻，鍍層附著力更強(qiáng)、度量更好。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明防水透氣聚氨酯薄膜復(fù)合離子鍍納米金屬工藝，基體為防水透氣聚氨酯薄膜，防水透氣聚氨酯薄膜具有大量的納米級孔，具有良好的防水透氣性。
[0012]實(shí)施例1
[0013]基體為防水透氣聚氨醋薄膜，比重1.21、幅寬1380mm、厚度0.015mm、透濕度12000g/m2/24h、防水度10000mmH20。工藝步驟包括:
[0014](I)將基體放置在真空室內(nèi)，真空度為1.0 X KT1Pa,加熱溫度60?90°C，加熱時(shí)間20?50分鐘，進(jìn)行基體真空除水脫氣處理。
[0015](2)采用幅寬為1400mm的陰極離子鍍膜設(shè)備，把處理后的基體放置在鍍膜設(shè)備的放卷裝置上，真空度為2.4X KT1Pa,溫度為-15°C，基體運(yùn)行速度為15.0m/min,以99.9%的氬氣作為保護(hù)氣體，流量為1200ml/min，進(jìn)行基體等離子體表面清潔處理，以99.99%高純度銀作為靶材，電弧電流80?120A，磁控電壓460?880V，電流12?20A，采用復(fù)合離子鍍膜方式產(chǎn)生銀離子和納米粒子，銀離子和納米粒子密度為1.0?5.0g/m2，在基體表面鍍上了納米銀鍍層，納米銀鍍層的納米粒子的粒度為10?30nm。得到的制品在基體上鍍有納米金屬鍍層，納米金屬鍍層的納米粒子的粒度為10?30nm。通過控制等離子體電源的功率和放卷速度，可以調(diào)節(jié)鍍層的厚度。
[0016](3)按要求將上述材料分切，計(jì)量，真空封裝。
[0017]實(shí)施例2
[0018]基體為防水透氣聚氨酯薄膜，比重1.21、幅寬1380mm、厚度0.020mm、透濕度12000g/m2/24h、防水度10000mmH20。工藝步驟包括:
[0019](I)將基體放置在真空室內(nèi)，真空度為1.0 X KT1Pa,加熱溫度60?90°C，加熱時(shí)間30?50分鐘，進(jìn)行基體真空除水脫氣處理。
[0020](2)采用幅寬為1400mm的陰極離子鍍膜設(shè)備，把處理后的基體放置在鍍膜設(shè)備的放卷裝置上，真空度為2.6X KT1Pa,溫度為-15°C，基體運(yùn)行速度為10.0m/min,以99.9%的氬氣作為保護(hù)氣體，流量為1200ml/min，進(jìn)行基體等離子體表面清潔處理，以99.9%高純度金屬鋁作為靶材，電弧電流80?120A，磁控電壓360?460V，電流22?28A，采用復(fù)合離子鍍膜方式產(chǎn)生鋁離子和納米粒子，鋁離子和納米粒子密度為1.0?10.0g/m2，在基體表面鍍上了納米鋁鍍層，納米鋁鍍層的納米粒子的粒度為10?60nm。得到的制品在基體上鍍有納米金屬鍍層，納米金屬鍍層的納米粒子的粒度為10?60nm。通過控制等離子體電源的功率和放卷速度，可以調(diào)節(jié)鍍層的厚度。
[0021](3)按要求將上述材料分切，計(jì)量，真空封裝。
[0022]本發(fā)明在步驟(I)中，真空度可以在1Pa至3.0X10_4Pa范圍內(nèi)選擇，加熱溫度可以在60°C至120°C范圍內(nèi)選擇，加熱時(shí)間控制在10至60分鐘。步驟(I)能有效除去基體上的水分、氣泡和雜質(zhì)，為后續(xù)的鍍膜做好準(zhǔn)備，可以使鍍層附著力強(qiáng)，不易脫落。在步驟(2)中，保護(hù)氣體可以是氬氣或氮?dú)?，真空度為LOXKT1Pa至3.0X10_4Pa，溫度為-1°C至_35°C，基體運(yùn)行速度3.0至30.0m/min，金屬離子和納米粒子密度1.0至10.0g/m2。納米金屬鍍層的納米粒子的粒度小于lOOnm，相應(yīng)地，得到的制品的納米金屬鍍層的納米粒子的粒度小于lOOnm。納米金屬鍍層的納米粒子的粒度在10?60nm為優(yōu)選，納米粒子分布范圍窄、納米粒子分布均勻，鍍層附著力更強(qiáng)、度量更好。
[0023]復(fù)合離子鍍膜方式為電弧離子鍍膜和磁控濺射鍍膜這兩種鍍膜方式相結(jié)合，該方式能很好地控制產(chǎn)生的金屬離子和納米粒子的密度和二者間的比例，使鍍層附著力更強(qiáng)、均勻性更好。金屬為金、銀、鋁、銅、鋅、鐵、鎳、鈦、鉑、鈀、鈷、鉭、稀土金屬及其混合物與合金、以及這些金屬的混合物與合金，前述列出的金屬為或的關(guān)系。最優(yōu)先的是貴金屬，其他的金屬對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。
[0024]本發(fā)明可根據(jù)材料功能的具體要求設(shè)計(jì)納米金屬鍍層，通過納米金屬鍍層的疊加和材料復(fù)合得到各種功能性材料，如導(dǎo)電性、電磁屏蔽性、防靜電性、絕熱性、殺菌抗菌性等，使防水透氣聚氨酯薄膜本身的性能充分體現(xiàn)出來，同時(shí)，又使制品具有納米金屬鍍層所具有的各種功能和作用。
[0025]本發(fā)明具有納米金屬鍍層的納米粒子分布窄、納米金屬鍍層均勻性好、納米金屬性能優(yōu)異穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，可連續(xù)化生產(chǎn)，成品率高、質(zhì)量好、無污染且性能優(yōu)異穩(wěn)定。得到的制品既具有防水透氣和過濾細(xì)菌病毒的作用，又具有殺菌抗菌、防靜電和絕熱等性能，可廣泛用于功能服裝、防護(hù)用品和衛(wèi)生用品等產(chǎn)品中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.防水透氣聚氨酯薄膜復(fù)合離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，基體為防水透氣聚氨酯薄膜，所述工藝包括以下步驟: (1)所述基體在真空室內(nèi)，真空度為1Pa?3.0 X 10_4Pa，加熱溫度為60°C?120°C，進(jìn)行基體真空除水脫氣處理； (2)采用陰極離子鍍膜設(shè)備，以氬氣或氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，真空度為1.0X KT1Pa?3.0X10_4Pa，溫度為-1°C?-35 °C，基體運(yùn)行速度3.0?30.0m/min，對基體進(jìn)行等離子體表面清潔處理，以金屬為靶材，采用復(fù)合離子鍍膜方式產(chǎn)生金屬離子和納米粒子，金屬離子和納米粒子密度1.0?10.0g/m2，在基體表面鍍上了納米金屬鍍層，納米金屬鍍層的納米粒子的粒度小于10nm ； (3)將上述材料分切、計(jì)量、真空封裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水透氣聚氨酯薄膜復(fù)合離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，所述復(fù)合離子鍍膜方式為電弧離子鍍膜和磁控濺射鍍膜這兩種鍍膜方式相結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防水透氣聚氨酯薄膜復(fù)合離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，所述納米金屬鍍層的納米粒子的粒度為10?60nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防水透氣聚氨酯薄膜復(fù)合離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，所述金屬為金、銀、鋁、銅、鋅、鐵、鎳、鈦、鉑、鈀、鈷、鉭、稀土金屬及其混合物與合金、以及這些金屬的混合物與合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防水透氣聚氨酯薄膜復(fù)合離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，所述防水透氣聚氨醋薄膜比重1.21、厚度0.01?0.02mm、透濕度12000g/m2/24h、防水度 1000mmH2Otj
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的防水透氣聚氨酯薄膜復(fù)合離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，在所述步驟(I)中，加熱時(shí)間為10?60分鐘。
7.采用權(quán)利要求1所述工藝制備的制品，其特征在于，基體為防水透氣聚氨酯薄膜，采用復(fù)合離子鍍膜方式在所述基體上鍍上納米金屬鍍層，納米金屬鍍層的納米粒子的粒度小于 10nm0
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制品，其特征在于，所述復(fù)合離子鍍膜方式為電弧離子鍍膜和磁控濺射鍍膜這兩種鍍膜方式相結(jié)合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制品，其特征在于，所述納米金屬鍍層的納米粒子的粒度為10 ?60nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制品，其特征在于，所述納米金屬鍍層的金屬為金、銀、鋁、銅、鋅、鐵、鎳、鈦、鉑、鈀、鈷、鉭、稀土金屬及其混合物與合金、以及這些金屬的混合物與合金。
【專利摘要】本發(fā)明涉及防水透氣聚氨酯薄膜復(fù)合離子鍍納米金屬工藝，基體為防水透氣聚氨酯薄膜，工藝包括：(1)基體在真空室內(nèi)，真空度為10Pa～3.0×10-4Pa，加熱溫度為60℃～120℃，進(jìn)行基體真空除水脫氣處理；(2)采用陰極離子鍍膜設(shè)備，以氬氣或氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，真空度為1.0×10-1Pa～3.0×10-4Pa，溫度為-1℃～-35℃，基體運(yùn)行速度3.0～30.0m/min，對基體進(jìn)行等離子體表面清潔處理，以金屬為靶材，采用復(fù)合離子鍍膜方式產(chǎn)生密度為1.0～10.0g/m2的金屬離子和納米粒子，在基體表面鍍上了納米金屬鍍層，納米金屬鍍層的納米粒子的粒度小于100nm；(3)將上述材料分切、計(jì)量、真空封裝。本發(fā)明具有納米金屬鍍層的納米粒子分布窄、納米金屬鍍層均勻性好、納米金屬性能優(yōu)異穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C23C14-20, C23C14-02, C23C14-22
【公開號】CN104831236
【申請?zhí)枴緾N201510149112
【發(fā)明人】朱家駿
【申請人】嘉興中科奧度新材料有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年3月31日