復(fù)合材料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)明屬于功能性紡織復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合材料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)生各種優(yōu)異功能和作用。如納米銀、納米銅及其合金都具有很強(qiáng)的殺菌抗菌功能(納米銀可在數(shù)分鐘內(nèi)殺死650多種細(xì)菌)，廣譜殺菌抗菌且無任何的耐藥性和毒副刺激作用。多孔狀聚乙烯薄膜與無紡布復(fù)合材料表面納米金屬化時(shí)，還存在一些核心的技術(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、納米粒子分布不均勻，使納米級(jí)金屬鍍層變成為亞微米級(jí)甚至是微米級(jí)的金屬鍍層，而微米級(jí)金屬層的表面性能與納米級(jí)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；三是基體含水含氣率和基體表面潔凈度的高低會(huì)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，提供一種復(fù)合材料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)明提供的復(fù)合材料離子鍍納米金屬工藝，基體為多孔狀聚乙烯薄膜與無紡布復(fù)合的復(fù)合材料，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1Pa?3.0 X 10_4Pa，加熱溫度為50°C?150°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1.0?10.0m/min，對(duì)基體進(jìn)行等離子體表面清潔處理，以金屬為靶材，產(chǎn)生金屬離子和納米粒子，金屬離子和納米粒子密度為1.0?5.0g/m2，在基體表面進(jìn)行離子鍍納米金屬，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)明以多孔狀聚乙烯薄膜與無紡布復(fù)合材料為基體，先對(duì)基體進(jìn)行真空除水脫氣處理，再采用離子鍍膜法鍍納米金屬，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、納米金屬表面活性高和無雜質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。
[0009]進(jìn)一步地，所述納米金屬鍍層的納米粒子的粒度為10?30nm。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】
[0010]本發(fā)明提供了一種復(fù)合材料離子鍍納米金屬工藝，基體為多孔狀聚乙烯薄膜與無紡布復(fù)合的復(fù)合材料，多孔狀聚乙烯薄膜具有大量的微孔，與無紡布復(fù)合后的復(fù)合材料具有導(dǎo)流、透氣和過濾等作用。多孔狀聚乙烯薄膜密度2.2?6.8g/m2、幅寬1380mm、厚度
0.06?0.018mm。無紡布密度20?180g/m2、厚度0.04?0.5mm、幅寬1360mm、纖維單絲直徑 0.010 ?0.018mm、細(xì)度 1.58 ?1.86dtex。
[0011]實(shí)施例1
[0012]基體為多孔狀聚乙烯薄膜與純棉無紡布復(fù)合的復(fù)合材料，多孔狀聚乙烯薄膜密度6.8g/m2、幅寬1380mm、厚度0.012mm，純棉無紡布密度40g/m2、厚度0.28mm、幅寬1360mm、纖維單絲直徑0.015mm、細(xì)度1.67dtex。工藝步驟包括:
[0013](I)將基體放置在真空室內(nèi)，真空度為1.0XKT1Pa,加熱溫度50?80°C，加熱時(shí)間10?60分鐘，進(jìn)行基體真空除水脫氣處理。
[0014](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2.1 X KT1Pa,溫度為-15°C，基體運(yùn)行速度為7.0m/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，磁控電壓460?880V，電流12?20A，產(chǎn)生銀離子和納米粒子，在基體表面實(shí)現(xiàn)離子鍍納米銀，產(chǎn)生的銀離子和納米粒子密度為1.0?5.0g/m2，納米金屬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徑為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。
[0015](3)按要求將上述材料分切，計(jì)量，真空封裝。
[0016]實(shí)施例2
[0017]基體為多孔狀聚乙烯薄膜與聚乳酸纖維無紡布復(fù)合的復(fù)合材料，多孔狀聚乙烯薄膜密度6.8g/m2、幅寬1380mm、厚度0.012mm,聚乳酸纖維無紡布密度30g/m2、厚度0.22mm、幅寬1380mm、纖維單絲直徑0.016mm、細(xì)度1.68dtex。工藝步驟包括:
[0018](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?80°C，加熱時(shí)間10?50分鐘，進(jìn)行基體真空除水脫氣處理。
[0019](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2.2X KT1Pa,溫度為-20°C，基體運(yùn)行速度為4.0m/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%無氧銅作為靶材，磁控電壓320?580V，電流15?36A，產(chǎn)生銅離子和納米粒子，在基體表面實(shí)現(xiàn)離子鍍納米銅，產(chǎn)生的銅離子和納米粒子密度為1.0?5.0g/m2，納米金屬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粒徑為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。
[0020](3)按要求將上述材料分切，計(jì)量，真空封裝。
[0021]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50°C至150°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1.0至10.0m/min,產(chǎn)生的金屬離子和納米粒子密度為1.0至5.0g/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?30nm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。
[0022]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(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。
[0023]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，采用離子鍍膜法在基體上鍍兩層或兩層以上納米金屬鍍層，通過鍍層的疊加和復(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。
[0024]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、納米金屬表面活性高和無雜質(zhì)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。得到的制品可同時(shí)具有導(dǎo)流、透氣、過濾、平衡水分和殺菌抗菌等多種優(yōu)異功能和性能，可廣泛用于醫(yī)療敷材、衛(wèi)生用品和防護(hù)用品等產(chǎn)品中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.復(fù)合材料離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，基體為多孔狀聚乙烯薄膜與無紡布復(fù)合的復(fù)合材料，所述工藝包括以下步驟: (1)所述基體在真空室內(nèi)，真空度1Pa?3.0 X 10_4Pa，加熱溫度為50°C?150°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1.0?10.0m/min，對(duì)基體進(jìn)行等離子體表面清潔處理，以金屬為靶材，產(chǎn)生金屬離子和納米粒子，金屬離子和納米粒子密度為1.0?5.0g/m2，在基體表面進(jìn)行離子鍍納米金屬，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所述的復(fù)合材料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?30nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料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。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合材料離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，所述無紡布密度20?180g/m2、厚度0.04?0.5mm、纖維單絲直徑0.010?0.018mm、細(xì)度1.58?1.86dtex0
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，所述無紡布為純棉無紡布，密度40g/m2、厚度0.28mm、纖維單絲直徑0.015mm、細(xì)度1.67dtex。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的復(fù)合材料離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，所述多孔狀聚乙稀薄膜密度2.2?6.8g/m2、厚度0.06?0.018_。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合材料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。
8.采用權(quán)利要求1所述工藝制備的制品，其特征在于，基體為多孔狀聚乙烯薄膜與無紡布復(fù)合的復(fù)合材料，所述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小于 10nm0
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 ?30nm。
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)明涉及復(fù)合材料離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，基體為多孔狀聚乙烯薄膜與無紡布復(fù)合的復(fù)合材料，工藝包括：(1)基體在真空度10Pa～3.0×10-4Pa的真空室內(nèi)加熱50℃～150℃，進(jìn)行真空除水脫氣處理；(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1.0～10.0m/min，對(duì)基體進(jìn)行等離子體表面清潔處理，以金屬為靶材，產(chǎn)生密度為1.0～5.0g/m2的金屬離子和納米粒子，在基體表面進(jìn)行離子鍍納米金屬，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、納米金屬表面活性高和無雜質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C23C14-20, C23C14-28
【公開號(hào)】CN104831238
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510149091
【發(fā)明人】朱家駿
【申請(qǐng)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(qǐng)日】2015年3月31日