本實用新型屬于等離子體技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種等離子體引發(fā)聚合表面涂層裝置，用于在基材表面制備聚合物涂層。

背景技術(shù)：

等離子體聚合是利用放電把有機類氣態(tài)單體等離子體化,使其產(chǎn)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(yīng)形成聚合物的方法。等離子體聚合可分為等離子體態(tài)聚合和等離子體引發(fā)聚合兩種形式，它們的區(qū)別是：等離子體態(tài)聚合整個反應(yīng)過程中單體完全暴露于等離子體環(huán)境，而等離子體引發(fā)聚合中氣體只在短時間內(nèi)通過輝光放電形成的等離子體,使單體蒸汽發(fā)生氣相反應(yīng)生成活性中心，引發(fā)單體蒸汽在長時間無等離子體的后續(xù)過程中進行聚合反應(yīng)。與等離子體態(tài)聚合產(chǎn)物存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，反應(yīng)重現(xiàn)性差，處理效果隨時間衰減的問題相比，等離子體引發(fā)聚合方式可以較少破壞單體的結(jié)構(gòu)，保留單體優(yōu)良性能，使聚合產(chǎn)物結(jié)構(gòu)較為單一，易于形成線性大分子產(chǎn)物；另一方面，通過與材料表面發(fā)生接枝反應(yīng)，能夠增強表面的附著力，使涂層效果不隨時間衰減。

現(xiàn)有的等離子體引發(fā)聚合技術(shù)是通過脈沖調(diào)制高頻輝光放電實現(xiàn)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(diào)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(diào)制高頻輝光放電制備聚合物涂層的方法。這些現(xiàn)有技術(shù)必須采用脈沖調(diào)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(chǎn)物絕緣所造成的放電終止，高頻放電即使電極被聚合產(chǎn)物絕緣情況下也可以維持，而采用脈沖調(diào)制使高頻放電周期性開啟/關(guān)斷是為了滿足等離子體引發(fā)聚合所需要的短時間放電和長時間無放電聚合，其中為了盡可能減少脈沖放電開啟階段等離子體作用于單體而產(chǎn)生的單體碎片，要盡可能縮短脈沖放電開啟階段時間。然而，現(xiàn)有技術(shù)所采用的脈沖調(diào)制高頻輝光放電的方法需要使用具有脈沖調(diào)制功能的高頻電源，且需要充入一定氣壓的載體氣體來維持放電。其缺點是：脈沖調(diào)制高頻電源結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴；不易調(diào)整匹配，設(shè)備不易放大，工藝移植性不好；放電不穩(wěn)定，工藝重復(fù)性不良；存在強射頻電場易損傷基材；另外，充入載體氣體使腔內(nèi)氣壓較高，單體擴散不良，從而造成涂層不均勻等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種電火花等離子體引發(fā)聚合表面涂層裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)電源結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴、不易調(diào)整匹配、設(shè)備不易放大，工藝移植性不好、放電不穩(wěn)定、工藝重復(fù)性不良、存在強射頻電場易損傷基材、需要載體氣體、單體擴散不良、涂層不均勻的問題。

本實用新型所采用的技術(shù)方案如下：

一種電火花等離子體引發(fā)聚合表面涂層裝置，其特征在于：在真空室內(nèi)間隔安裝多個火花塞，構(gòu)成陣列，火花塞與電源連接，單體蒸汽管路連接在真空室內(nèi)，單體蒸汽管路在位于火花塞的正前方設(shè)置出口，單體蒸汽管路另一端連接單體蒸汽源，排氣管位于真空室遠離火花塞和單體蒸汽管路出口的一側(cè)，排氣管另一端與真空泵連接，待處理的基材放在真空室內(nèi)。

所述的火花塞相鄰間隔10cm-30cm進行安裝。

所述單體蒸汽管路的出口與火花塞的距離為1cm-10cm。

所述電源產(chǎn)生的高壓脈沖的峰值為5-20kV，脈寬為2-50μs，重復(fù)頻率為1-1000Hz。

本實用新型的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

(1)火花塞電源結(jié)構(gòu)簡單、價格低、無需調(diào)整匹配。

(2)火花塞數(shù)量和陣列面積可根據(jù)需要增加擴展，設(shè)備容易放大，工藝移植性好。

(3)放電穩(wěn)定，工藝重復(fù)性好。

(4)不存在強射頻電場，不損傷基材。

(5)不需要載體氣體，單體擴散良好，涂層均勻。

附圖說明

圖1是實現(xiàn)本實用新型方法的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、真空室，2、火花塞，3、單體蒸汽管路，4、排氣管，5、真空泵，6、基材，7、電源。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例詳細說明本實用新型，但本實用新型并不局限于具體實施例。

實施例1

如圖1中，在真空室內(nèi)相鄰間隔10cm安裝多個火花塞，構(gòu)成陣列，火花塞與電源連接，電源產(chǎn)生的高壓脈沖峰值為5kV，脈寬為2μs，重復(fù)頻率為1000Hz，單體蒸汽通過單體蒸汽管路送入真空室內(nèi)，單體蒸汽管路連接在真空室內(nèi)，且在與火花塞的正前方距離為1cm處設(shè)置出口，單體蒸汽管路另一端連接單體蒸汽源，排氣管位于真空室遠離火花塞和單體蒸汽管路出口的一側(cè)，與真空泵連接，待處理的基材放在真空室內(nèi)。

實施例2

如圖1中，在真空室內(nèi)相鄰間隔30cm安裝多個火花塞，構(gòu)成陣列，火花塞與電源連接，電源產(chǎn)生的高壓脈沖峰值為20kV，脈寬為50μs，重復(fù)頻率為1Hz，單體蒸汽通過單體蒸汽管路送入真空室內(nèi)，單體蒸汽管路連接在真空室內(nèi)，且在與火花塞的正前方距離為10cm處設(shè)置出口，單體蒸汽管路另一端連接單體蒸汽源，排氣管位于真空室遠離火花塞和單體蒸汽管路出口的一側(cè)，與真空泵連接，待處理的基材放在真空室內(nèi)。

實施例3

如圖1中，在真空室內(nèi)相鄰間隔20cm安裝多個火花塞，構(gòu)成陣列，火花塞與電源連接，電源產(chǎn)生的高壓脈沖峰值為10kV，脈寬為25μs，重復(fù)頻率為500Hz，單體蒸汽通過單體蒸汽管路送入真空室內(nèi)，單體蒸汽管路連接在真空室內(nèi)，且在與火花塞的正前方距離為5cm處設(shè)置出口，單體蒸汽管路另一端連接單體蒸汽源，排氣管位于真空室遠離火花塞和單體蒸汽管路出口的一側(cè)，與真空泵連接，待處理的基材放在真空室內(nèi)。

在進行涂層時，首先將真空室抽至壓強1Pa以下真空狀態(tài)；再通入單體蒸汽，同時開啟電源，電源產(chǎn)生高壓脈沖加在火花塞上產(chǎn)生電火花，引發(fā)單體蒸汽聚合并沉積在基材表面形成涂層。