取用teos的pecvd制備納米涂層的方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種取用TEOS的PECVD制備納米涂層的方法，以紡織材料為基材，以經過加熱汽化后的TEOS氣體為工作氣體，同時通入氧氣，產生等離子體在基材表面沉積覆膜,本發(fā)明的有益效果在于：不僅具用抗紫外線的功能，可以有效的保護皮膚，而且納米涂層的透氣性和親水性都很好，這種紡織材料穿在身上，既透氣又吸汗，穿者會感到非常舒適,所有過程都是在真空中完成，處理制程時間短，工藝簡單，效率極高，且整個反應過程完全清潔和環(huán)保，本發(fā)明所制備的一種類似納米二氧化硅的薄膜，這種納米聚合物涂層與基材以共價鍵結合，非常緊密和牢固，很難從基材表面脫離。
【專利說明】取用TEOS的PECVD制備納米涂層的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紡織物材料表面處理方法，具體是一種在紡織物表面取用TEOS的PECVD制備納米涂層的方法。
【背景技術】
[0002]太陽中的紫外線對人的身體傷害很大，在紡織物如衣服表面應用納米技術對其進行表面處理，使其具有抗紫外線的功能，這種應用越來越普遍，中國專利200810024108.9，200710046901.4和2009102449724都公開了幾種制備納米涂層的方法，但該方法都需要配制大量的溶液，并將基材浸在溶液中進行反應，并且制程復雜，且處理過程會產生大量有毒廢液排放，這種處理方式極其耗費原料并且效率極低，而且又污染環(huán)境；中國專利200610154950.5公開了一種聚合物高分子材料表面改性的方法及其裝置，這種在聚合物高分子材料表面產生的類剛石薄膜雖然也有抗紫外線功能但是硬度較高，親水性和透氣性都較差，如果應用在紡織物特別是衣服上，穿戴者會感到非常悶熱和不舒適；中國專利201210191334.2公開一種清潔型抗紫外涂層織物的發(fā)明，但是該專利對基布的表面結構有要求，應用范圍較窄，且該專利的涂層厚度為毫米級，厚度較厚，所用紫外線反射劑為氧化鋅或二氧化鈦納米微粒，這種方法容易產生納米粒子團聚問題，并且以上專利得到的納米涂層大多與基材表面的結合為物理結合，這種結合不夠緊密，紡織物在經水洗幾次后，表面的納米涂層就會脫離。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明針對上述之不足提出了一種取用TEOS的PECVD制備納米涂層的方法，它包括如下步驟:以紡織材料為基材，將其放置于PECVD鍍膜設備的反應室的平行電極板之間，將反應室抽真空至30-150mT，通入惰性氣體，惰性氣體流量為200-300sccm，開啟射頻電源，調整功率到100-200W，在電極之間產生等離子體轟擊基材表面，進行清潔和活化處理。再將反應室抽真空至30-70mT，然后將經過加熱汽化后的TEOS氣體通入反應室，TEOS氣體流量為20-50 sccm,同時通入氧氣，氧氣的流量為40-100sCCm，再次調整射頻電源為100-200W，產生等離子體在基材表面沉積覆膜。
[0004]所述惰性氣體為氦氣或氬氣，所述TEOS的汽化加熱溫度在130-150度，所述納米涂層的厚度為100-300nm，所述PECVD鍍膜設備的反應室的溫度始終保持在20-70°C。
[0005]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明在紡織基材表面產生的納米薄膜，不僅具用抗紫外線的功能，可以有效的保護皮膚，而且納米涂層的透氣性和親水性都很好，這種紡織材料穿在身上，既透氣又吸汗，穿者會感到非常舒適；本發(fā)明利用的是系統(tǒng)集成度很高的PECVD鍍膜設備，所有過程都是在真空環(huán)境中完成，一個處理制程時間最短只有20分鐘，工藝簡單，效率極高，且整個反應過程完全清潔和環(huán)保，不會產生有害排放物；本發(fā)明所制備的納米涂層解決了納米顆粒的團聚問題，得到一種類似納米二氧化硅的薄膜，這種納米聚合物涂層與基材以共價鍵結合，非常緊密和牢固，很難從基材表面脫離。
[0006]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是PECVD鍍膜設備的系統(tǒng)組成示意圖【具體實施方式】:
如圖所示為PECVD鍍膜設備圖，它包括反應室，供氣系統(tǒng)，真空機，加熱裝置和排氣系統(tǒng)，其中反應室中設有兩對平行放置的電板，電極連接躲頻電源，其中一電極接地，首先打開反應室倉門，將待處理的樣品布料放置在電極之間，然后關閉倉門，將反應室抽真空，保持真空度90mT，然后通過供氣系統(tǒng)將氦氣通入到反應室中，氦氣流量為250sCCm，開啟射頻電源，將射頻電源的功率調整為150W，在電極板之間產生高頻電場，并對電場中的氦氣進行電離，氦氣在高頻電場的作用下電離成等離子體，對基材表面進行轟擊，基材表面在氦氣等離子體的轟擊下，表面的雜質顆粒被清理干凈，這個過程為基材的清潔和活化處理過程，這個處理過程為4分鐘。完畢后，再將反應室抽真空，真空度保持為50mT，然后將TEOS液體裝入加熱裝置，調節(jié)加熱溫度為140°C，對TEOS液體進行加熱化，再將TEOS蒸氣通入反應室，控制氣體的流量為35sCCm，同時通入氧氣當作輔助性氣體，控制氧氣的流量為70SCCm，再次調整射頻電源的功率到150W將反應室中的氣體電離，TEOS蒸汽和氧氣在高頻電場作用下再次電離成等離子體，與基材表面發(fā)生聚合反應，在基材表面沉積覆膜，沉積覆膜過程的時間為30min，所述PECVD鍍膜設備的反應室的溫度始終保持在45°C。
[0008]所沉積的納米涂層厚度為200nm，是一種類似于二氧化硅的薄膜，膜基結合非常牢固沒有剝落現象，涂層為親水性薄膜，樣品布料未處理前的UPF值經測試為14.12，樣品布料處理后UPF值經測試為40.25，該數據表明，經上述方法處理后紡織物有較好的抗紫外輻射能力。
【權利要求】
1.取用TEOS的PECVD制備納米涂層的方法，其特征在于，它包括如下步驟: (O以紡織材料為基材，將其放置于PECVD鍍膜設備的反應室的平行電極板之間； (2)將反應室抽真空至30-150mT，通入惰性氣體，惰性氣體流量為200-300sccm，開啟射頻電源，調整功率為100-200W，在電極之間產生等離子體轟擊基材表面，進行清潔和活化處理； (3)再將反應室抽真空至30-70mT，然后將經過加熱汽化后的TEOS氣體通入反應室，同時通入氧氣，再次調整射頻電源為100-200W，產生等離子體在基材表面沉積覆膜。
2.根據權利要求1所述的取用TEOS的PECVD制備納米涂層的方法，其特征在于:所述惰性氣體為氦氣或氬氣。
3.根據權利要求1所述的取用TEOS的PECVD制備納米涂層的方法，其特征在于:所述的TEOS的汽化加熱溫度在130-150°C，所述TEOS氣體的流量為20-50sCCm。
4.根據權利要求1所述的取用TEOS的PECVD制備納米涂層的方法，其特征在于:所述氧氣流量為40_100sccm。
5.根據權利要求1所述的取用TEOS的PECVD制備納米涂層的方法，其特征在于:所述的清潔和活化處理步驟的時間為3-5min。
6.根據權利要求1所述的取用TEOS的PECVD制備納米涂層的方法，其特征在于:所述納米涂層厚度為100-300nm。
【文檔編號】B82Y30/00GK104264442SQ201410503353
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權日:2014年9月26日
【發(fā)明者】陳正士, 板本昇一郎, 蔡依廷 申請人:東莞市和域戰(zhàn)士納米科技有限公司