CN106893980A - 一种低温真空镀膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低温真空镀膜方法，对基底材料进行清洁；将清洁后的基底材料放入真空蒸发室中，采用惰性气体作为清洁源对基底材料进行再清洁；采用低熔点靶材，在真空度为10‑5～10‑4Pa，反应压力为0.4MPa～0.8MPa，反应距离为7cm～10cm，靶材温度为150℃～400℃，蒸发速率为1.2g/m3·s～1.8g/m3·s，基底温度为110℃～150℃的条件下对基底材料进行真空蒸发镀膜处理；采用紫外线对经处理的基底材料进行光固化处理。本发明采用的低温真空镀膜方法在较低温度条件下实现对各种高分子基材进行镀膜，可充分满足实际需求。

Description

一种低温真空镀膜方法
技术领域
本发明涉及真空蒸发法的镀覆领域，具体涉及一种低温真空镀膜方法。
背景技术
根据对基材表面进行技术处理时具体反应形式和过程的不同，可以分为物理气相沉积法和化学气相沉积法两大镀膜方法。而采用真空蒸发法镀膜属于常见的物理气相沉积镀膜方法之一。真空蒸镀法指在真空环境中，通过加热使金属等蒸发形成气相，使蒸发物质的原子以冷凝的方式逐步沉积在基材表面，从而完成对基材的表面镀膜处理。采用真空蒸镀法进行表面镀膜，具有较高的沉积速率，可以制备各种热稳定性好的单质薄膜和化合物薄膜。
采用真空蒸发法镀膜时，靶材处于较高温度，才能正靶材分子蒸镀至基材表面，形成镀膜。但是对于纺织品或者塑料制品等低熔点基材，高温度的靶材蒸镀到基材表面时，会破坏基材表面的完整性，易造成白点、坏点等缺陷，并且会对基材表面进行氧化，使基材表面镀膜发生性质改变。
中国专利CN201410107025.1公开了一种铝材真空镀膜工艺，该发明采用磁控溅射真空镀膜技术对经过工艺处理的铝材表面进行钛铬合金镀膜处理，得到了具有耐磨耐腐蚀性的镀层。但是该专利对于镀膜靶材的实际使用率较低。
因此，需要一种在较低温度条件下实现对各种高分子基材进行镀膜的真空蒸镀技术，以充分满足实际需求。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种低温真空镀膜方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种低温真空镀膜方法，包括以下步骤：
步骤S1，对基底材料进行清洁；
步骤S2，将清洁后的基底材料放入真空蒸发室中，采用惰性气体作为清洁源，以1.2m/s～1.8m/s的流速对基底材料进行再清洁；
步骤S3，采用低熔点靶材，在真空度为10-5～10-4Pa，反应压力为0.4MPa～0.8MPa，反应距离为7cm～10cm，靶材温度为150℃～400℃，蒸发速率为1.2g/m3·s～1.8g/m3·s，基底温度为110℃～150℃的条件下对基底材料进行真空蒸发镀膜处理；
步骤S4，在60℃～80℃的温度条件下，采用紫外线对经步骤S3处理的基底材料进行光固化处理。
进一步地，步骤S1中，基底材料为：塑料或纺织品。
进一步地，步骤S1中，清洁具体为：先采用去离子水对基底材料进行超声波清洗30min～60min，再采用无水乙醇对经水清洗后的基底材料以0.2m/s～0.5m/s的流速进行冲洗，再进行真空烘干处理，得到清洁后的基底材料；
更进一步地，真空烘干处理具体为：在压力为0.6MPa～0.9MPa、温度为60℃～70℃的条件下进行烘干4h～8h。
进一步地，步骤S2中，再清洁的处理时间为：5min～20min。
进一步地，步骤S3中，低熔点靶材包括：铟合金、铅合金、锡合金、铝合金、铟单质、锡单质中的任一种。
进一步地，步骤S3中，真空蒸发镀膜的时间为：10min～20min。
进一步地，步骤S4中，紫外线的工作功率为：1500W～2000W。
进一步地，步骤S4中，光固化处理的时间为：30min～50min。
进一步地，还包括对经光固化处理的基底材料进行清洁、筛选的步骤。
本发明的优点是：
1.本发明能够在较低的工作温度条件下完成对各种树脂基基材的镀膜操作，具有沉积速率大，镀膜厚度均匀等优点；
2.本发明能够对镀膜时的真空度、反应距离、蒸发速率等重要工艺参数实现准确控制，技术创新性高，；
3.本发明能够实现多种低熔点金属和化合物的真空镀膜操作，且操作方法便捷，易于全面推广。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种低温真空镀膜方法，包括以下步骤：
步骤S1，先采用去离子水对塑料基底材料进行超声波清洗30min，再采用无水乙醇对经水清洗后的基底材料以0.2m/s的流速进行冲洗，再在真空度为0.6MPa、温度为60℃的条件下进行真空烘干处理4h，得到清洁后的基底材料；
步骤S2，将清洁后的基底材料放入真空蒸发室中，采用惰性气体作为清洁源，以1.2m/s的流速对基底材料进行再清洁5min；
步骤S3，采用铟合金靶材，在真空度为10-5Pa，反应压力为0.4MPa，反应距离为7cm，靶材温度为150℃，蒸发速率为1.2g/m3·s，基底温度为110℃的条件下对基底材料进行真空蒸发镀膜处理10min；
步骤S4，在60℃的温度条件下，采用工作功率为1500W的紫外线对经步骤S3处理的基底材料进行光固化处理30min。
步骤S5，对经光固化处理的基底材料进行清洁、筛选。
实施例2
一种低温真空镀膜方法，包括以下步骤：
步骤S1，先采用去离子水对纺织品基底材料进行超声波清洗60min，再采用无水乙醇对经水清洗后的基底材料以0.5m/s的流速进行冲洗，再在真空度为0.9MPa、温度为70℃的条件下进行真空烘干处理8h，得到清洁后的基底材料；
步骤S2，将清洁后的基底材料放入真空蒸发室中，采用惰性气体作为清洁源，以1.8m/s的流速对基底材料进行再清洁20min；
步骤S3，采用锡合金靶材，在真空度为10-4Pa，反应压力为0.8MPa，反应距离为10cm，靶材温度为400℃，蒸发速率为1.8g/m3·s，基底温度为150℃的条件下对基底材料进行真空蒸发镀膜处理20min；
步骤S4，在80℃的温度条件下，采用工作功率为2000W的紫外线对经步骤S3处理的基底材料进行光固化处理50min。
步骤S5，对经光固化处理的基底材料进行清洁、筛选。
实施例3
一种低温真空镀膜方法，包括以下步骤：
步骤S1，先采用去离子水对塑料基底材料进行超声波清洗45min，再采用无水乙醇对经水清洗后的基底材料以0.35m/s的流速进行冲洗，再在真空度为0.7MPa、温度为65℃的条件下进行真空烘干处理6h，得到清洁后的基底材料；
步骤S2，将清洁后的基底材料放入真空蒸发室中，采用惰性气体作为清洁源，以1.5m/s的流速对基底材料进行再清洁12min；
步骤S3，采用铝合金靶材，在真空度为5×10-5Pa，反应压力为0.6MPa，反应距离为9cm，靶材温度为220℃，蒸发速率为1.5g/m3·s，基底温度为130℃的条件下对基底材料进行真空蒸发镀膜处理15min；
步骤S4，在70℃的温度条件下，采用工作功率为1700W的紫外线对经步骤S3处理的基底材料进行光固化处理40min。
步骤S5，对经光固化处理的基底材料进行清洁、筛选。
实施例4
一种低温真空镀膜方法，包括以下步骤：
步骤S1，先采用去离子水对纺织品基底材料进行超声波清洗40min，再采用无水乙醇对经水清洗后的基底材料以0.25m/s的流速进行冲洗，再在真空度为0.65MPa、温度为62℃的条件下进行真空烘干处理5h，得到清洁后的基底材料；
步骤S2，将清洁后的基底材料放入真空蒸发室中，采用惰性气体作为清洁源，以1.3m/s的流速对基底材料进行再清洁10min；
步骤S3，采用铅合金靶材，在真空度为2×10-5Pa，反应压力为0.5MPa，反应距离为7.5cm，靶材温度为200℃，蒸发速率为1.4g/m3·s，基底温度为120℃的条件下对基底材料进行真空蒸发镀膜处理12min；
步骤S4，在65℃的温度条件下，采用工作功率为1600W的紫外线对经步骤S3处理的基底材料进行光固化处理35min。
步骤S5，对经光固化处理的基底材料进行清洁、筛选。
实施例5
一种低温真空镀膜方法，包括以下步骤：
步骤S1，先采用去离子水对塑料基底材料进行超声波清洗50min，再采用无水乙醇对经水清洗后的基底材料以0.45m/s的流速进行冲洗，再在真空度为0.85MPa、温度为68℃的条件下进行真空烘干处理7h，得到清洁后的基底材料；
步骤S2，将清洁后的基底材料放入真空蒸发室中，采用惰性气体作为清洁源，以1.7m/s的流速对基底材料进行再清洁16min；
步骤S3，采用铟单质靶材，在真空度为8×10-5Pa，反应压力为0.7MPa，反应距离为9cm，靶材温度为350℃，蒸发速率为1.7g/m3·s，基底温度为145℃的条件下对基底材料进行真空蒸发镀膜处理18min；
步骤S4，在75℃的温度条件下，采用工作功率为1900W的紫外线对经步骤S3处理的基底材料进行光固化处理45min。
步骤S5，对经光固化处理的基底材料进行清洁、筛选。
实验例1
对采用实施例1～5所用低温真空镀膜方法制得的镀膜标记为样品1～样品5，对样品1～样品5的镀膜性质进行测试，测试结果如表1所示。
其中，薄膜厚度采用台阶仪测试；透过率采用紫外-可见分光光度计测试；膜基结合强度采用划痕法进行测试；镀膜耐蚀性采用中性盐雾实验法测试，测试中性盐雾腐蚀10h后镀膜的变化情况；耐磨性采用摩擦系数来衡量。
表1采用低温真空镀膜方法制得的镀膜的性质测试结果
结果：采用实施例1～5低温真空镀膜方法制得的镀膜的镀膜厚度适中，透过率好，膜基结合强度高，镀膜耐蚀性好，耐磨性能好。
结论：采用本申请低温真空镀膜方法，镀膜效果好，耐用性好，使用寿命长，是一种适合纺织品和塑料等低熔点基材的真空镀膜方法。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低温真空镀膜方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，对基底材料进行清洁；
步骤S2，将清洁后的基底材料放入真空蒸发室中，采用惰性气体作为清洁源，以1.2m/s～1.8m/s的流速对基底材料进行再清洁；
步骤S3，采用低熔点靶材，在真空度为10-5Pa～10-4Pa，反应压力为0.4MPa～0.8MPa，反应距离为7cm～10cm，靶材温度为150℃～400℃，蒸发速率为1.2g/m3·s～1.8g/m3·s，基底温度为110℃～150℃的条件下对基底材料进行真空蒸发镀膜处理；
步骤S4，在60℃～80℃的温度条件下，采用紫外线对经步骤S3处理的基底材料进行光固化处理。
2.根据权利要求1所述的低温真空镀膜方法，其特征在于，步骤S1中，所述基底材料为：塑料或纺织品。
3.根据权利要求1所述的低温真空镀膜方法，其特征在于，步骤S1中，所述清洁具体为：先采用去离子水对基底材料进行超声波清洗30min～60min，再采用无水乙醇对经水清洗后的基底材料以0.2m/s～0.5m/s的流速进行冲洗，再进行真空烘干处理，得到清洁后的基底材料。
4.根据权利要求3所述的低温真空镀膜方法，其特征在于，所述真空烘干处理具体为：在压力为0.6MPa～0.9MPa、温度为60℃～70℃的条件下进行烘干4h～8h。
5.根据权利要求1所述的低温真空镀膜方法，其特征在于，步骤S2中，所述再清洁的处理时间为：5min～20min。
6.根据权利要求1所述的低温真空镀膜方法，其特征在于，步骤S3中，所述低熔点靶材包括：铟合金、铅合金、锡合金、铝合金、铟单质、锡单质中的任一种。
7.根据权利要求1所述的低温真空镀膜方法，其特征在于，步骤S3中，所述真空蒸发镀膜的时间为：10min～20min。
8.根据权利要求1所述的低温真空镀膜方法，其特征在于，步骤S4中，所述紫外线的工作功率为：1500W～2000W。
9.根据权利要求1所述的低温真空镀膜方法，其特征在于，步骤S4中，所述光固化处理的时间为：30min～50min。
10.根据权利要求1所述的低温真空镀膜方法，其特征在于，还包括对经光固化处理的基底材料进行清洁、筛选的步骤。
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Address after: 213000 Xishou of Xiaoyejia Group, Chenxiang Village Committee, Benniu Town, Xinbei District, Changzhou City, Jiangsu Province

Applicant after: Changzhou Aihua Vacuum Equipment Co., Ltd.

Address before: 362141 Tonggang Road, Huidong industrial area, Dongling Town, Huian, Quanzhou, Fujian, 6

Applicant before: Quanzhou Mdt InfoTech Ltd

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Address after: 213000 No. 388-16, Huanghe West Road, Xinbei District, Changzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: Laisi vacuum technology (Changzhou) Co.,Ltd.

Address before: 213000 Xishou of Xiaoyejia Group, Chenxiang Village Committee, Benniu Town, Xinbei District, Changzhou City, Jiangsu Province

Patentee before: Changzhou Aihua Vacuum Equipment Co.,Ltd.

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