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(jīng)過加熱汽化后的TEOS氣體為工作氣體，同時通入氧氣，產(chǎn)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(yīng)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(jié)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(shù)領(lǐng)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(shù)】
[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(yīng)用納米技術(shù)對其進行表面處理，使其具有抗紫外線的功能，這種應(yīng)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(yīng)，并且制程復(fù)雜，且處理過程會產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)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(jié)構(gòu)有要求，應(yīng)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(chǎn)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(jié)合為物理結(jié)合，這種結(jié)合不夠緊密，紡織物在經(jīng)水洗幾次后，表面的納米涂層就會脫離。


【發(fā)明內(nèi)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(shè)備的反應(yīng)室的平行電極板之間，將反應(yīng)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(diào)整功率到100-200W，在電極之間產(chǎn)生等離子體轟擊基材表面，進行清潔和活化處理。再將反應(yīng)室抽真空至30-70mT，然后將經(jīng)過加熱汽化后的TEOS氣體通入反應(yīng)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(diào)整射頻電源為100-200W，產(chǎn)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(shè)備的反應(yīng)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(chǎn)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(shè)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(yīng)過程完全清潔和環(huán)保，不會產(chǎn)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(jié)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(shè)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(shè)備圖，它包括反應(yīng)室，供氣系統(tǒng)，真空機，加熱裝置和排氣系統(tǒng)，其中反應(yīng)室中設(shè)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(yīng)室倉門，將待處理的樣品布料放置在電極之間，然后關(guān)閉倉門，將反應(yīng)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(yīng)室中，氦氣流量為250sCCm，開啟射頻電源，將射頻電源的功率調(diào)整為150W，在電極板之間產(chǎn)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(zhì)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(yīng)室抽真空，真空度保持為50mT，然后將TEOS液體裝入加熱裝置，調(diào)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(yīng)室，控制氣體的流量為35sCCm，同時通入氧氣當(dāng)作輔助性氣體，控制氧氣的流量為70SCCm，再次調(diào)整射頻電源的功率到150W將反應(yīng)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(yīng)，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(shè)備的反應(yīng)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(jié)合非常牢固沒有剝落現(xiàn)象，涂層為親水性薄膜，樣品布料未處理前的UPF值經(jīng)測試為14.12，樣品布料處理后UPF值經(jīng)測試為40.25，該數(shù)據(jù)表明，經(jīng)上述方法處理后紡織物有較好的抗紫外輻射能力。
【權(quán)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(shè)備的反應(yīng)室的平行電極板之間； (2)將反應(yīng)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(diào)整功率為100-200W，在電極之間產(chǎn)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(yīng)室抽真空至30-70mT，然后將經(jīng)過加熱汽化后的TEOS氣體通入反應(yīng)室，同時通入氧氣，再次調(diào)整射頻電源為100-200W，產(chǎn)生等離子體在基材表面沉積覆膜。
2.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(quán)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