CN110218982A - 一种微纳米树脂基薄膜及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微纳米树脂基薄膜及其加工方法，本发明涉及树脂基薄膜技术领域。该微纳米树脂基薄膜，其原料由以下组成：树脂1000份，金属材料1‑2份，树脂为醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂中的一种或者多种树脂混合物，金属材料为Ti、Al、Fe、Cu、C和Si中的一种或者多种金属的混合物。本发明通过将固态和液态原材料，通过加热、等离子体刻蚀等方法，可以使其气化或者成为具有高的动能的小质点进入真空沉积空间，沉积物质进入沉积表面后，在等离子体的作用下，形成光滑、致密、均匀的树脂基薄膜，在集成电路、储能、环保、包装等诸多领域能带来巨大进步，具有极大的市场价值。

Description

一种微纳米树脂基薄膜及其加工方法
技术领域
本发明涉及树脂基薄膜技术领域，具体为一种微纳米树脂基薄膜及其加工方法。
背景技术
树脂固化得到的塑料，已经成为人们日常生活必不可少、司空见惯的材料，塑料薄膜是一个重要的形态，在包装、隔离、电容等诸多领域发挥着巨大的应用，得到性能更优、厚度更薄的塑料薄膜，是储能电池、电容器、集成电路等先进能源、制造领域的追求，当前，最薄的塑料薄膜，其厚度约为3微米。
真空镀膜已经成为先进表面、功能器件、防腐耐磨、美化生活、几乎所有人类文明离不开的重要手段，当前的一个问题是，即是最优秀的镀膜设备与工艺，也只是能够不增加基材表面的粗糙度，没有办法像电镀技术那样，使得粗糙表面变得光滑。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种微纳米树脂基薄膜及其加工方法，解决了现有技术中树脂基膜的组分均匀度不足和最小厚度高的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种微纳米树脂基薄膜，其原料由以下组成：树脂1000份，金属材料1-2份。
优选的，所述树脂为醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂中的一种或者多种树脂混合物。
优选的，所述金属材料为Ti、Al、Fe、Cu、C和Si中的一种或者多种金属的混合物，也可以将金属材料替换成TiO2、Al2O3、AlN、SiO2、Si3N4、BN等任意一种或多种氧化物、氮化物、碳化物，或者其它陶瓷、玻璃类材料甚至有机材料。
优选的，所述微纳米树脂基薄膜的厚度为1nm-1mm。
优选的，本方案还包括一种微纳米树脂基薄膜加工方法，采用微纳米树脂基薄膜制备设备进行制备；
微纳米树脂基薄膜制备设备包括真空室，所述真空室的底部通过基片安放系统固定安装有基片，所述真空室的右侧设置有抽真空系统，所述真空室的顶部设置有固态靶材及靶材溅射或蒸发系统，所述固态靶材及靶材溅射或蒸发系统与基片之间形成有离子体区和固态掺杂粒子从固态靶材出射区，所述真空室的左侧设置有进气系统，所述进气系统外侧连通有气相树脂合成用原材料管、液相树脂前驱体或原材料管和惰性气体管；
用微纳米树脂基薄膜制备设备进行制备的步骤如下：
a.打开真空室，将基片固定在基片台上，关闭真空室，开启抽真空；真空室压强到达所需要的真空度后，设定好惰性气体与前气相树脂合成用原材料(或液相树脂前驱体或原材料)流量及比例关系；
b.打开进气系统，开启等离子体系统，产生等离子体区；
c.开启固态靶材及靶材溅射或蒸发系统，形成固态掺杂粒子从固态靶材出射区；固态掺杂粒子从固态靶材出射区、气相树脂合成用原材料和液相树脂前驱体或原材料，在等离子体的作用下，在基片表面沉积固化，形成厚度亚纳米精度可控、组成、结构、掺杂均匀的微纳米树脂基薄膜；
d.达到预定膜层厚度后，依次关闭固态靶材及靶材溅射或蒸发系统、进气系统和抽真空系统。
优选的，对于固态原材料，通过加热或等离子体刻蚀的方法，使其气化或者成为具有高的动能的小质点进入真空室。
优选的，完成一层树脂基薄膜基础上，进一步沉积一层或多层树脂基薄膜，形成多层树脂基薄膜。
有益效果
本发明提供了一种微纳米树脂基薄膜及其加工方法。具备以下有益效果：
该微纳米树脂基薄膜及其加工方法，通过将固态和液态原材料，通过加热、等离子体刻蚀等方法，可以使其气化或者成为具有高的动能的小质点进入真空沉积空间，沉积物质进入沉积表面后，在等离子体的作用下，形成光滑、致密、均匀的树脂基薄膜，在集成电路、储能、环保、包装等诸多领域能带来巨大进步，在替代电镀、热浸镀等高耗能、废水废气排放和工作环境恶劣等领域的应用变得更加可行，具有极大的市场价值。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：1、真空室；2、基片安放系统；3、基片；4、抽真空系统；5、离子体区；6、固态掺杂粒子从固态靶材出射区；7、固态靶材及靶材溅射或蒸发系统；8、原材料管；9、液相树脂前驱体或原材料管；10、惰性气体管；11、进气系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种微纳米树脂基薄膜，其特征在于：其原料由以下组成：树脂1000份，金属材料1-2份，所述树脂为醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂中的一种或者多种树脂混合物，所述金属材料为Ti、Al、Fe、Cu、C和Si中的一种或者多种金属的混合物，为了实现不同的性能要求，也可以将技术材料替换成TiO2、Al2O3、AlN、SiO2、Si3N4、BN等任意一种或多种氧化物、氮化物、碳化物，或者其它陶瓷、玻璃类材料甚至有机材料，所述微纳米树脂基薄膜的厚度为1nm-1mm。
其中本方案采用微纳米树脂基薄膜制备设备进行制备；
微纳米树脂基薄膜制备设备包括真空室，所述真空室的底部通过基片安放系统2固定安装有基片3，所述真空室1的右侧设置有抽真空系统4，所述真空室1的顶部设置有固态靶材及靶材溅射或蒸发系统7，所述固态靶材及靶材溅射或蒸发系统7与基片3之间形成有离子体区5和固态掺杂粒子从固态靶材出射区6，所述真空室的左侧设置有进气系统11，所述进气系统11外侧连通有气相树脂合成用原材料管8、液相树脂前驱体或原材料管9和惰性气体管10；
用微纳米树脂基薄膜制备设备进行制备的步骤如下：
a.打开真空室1，将基片3固定在基片安放系统2上，关闭真空室1，开启抽真空4；真空室压强到达所需要的真空度后，设定好惰性气体与前气相树脂合成用原材料(或液相树脂前驱体或原材料)流量及比例关系；
b.打开进气系统11，开启等离子体系统，产生等离子体区5；
c.开启固态靶材及靶材溅射或蒸发系统7，固态掺杂粒子从固态靶材出射区6、气相树脂合成用原材料和液相树脂前驱体或原材料，在等离子体的作用下，在基片3表面沉积固化，形成厚度亚纳米精度可控、组成、结构、掺杂均匀的微纳米树脂基薄膜；
d.达到预定膜层厚度后，依次关闭固态靶材及靶材溅射或蒸发系统7、进气系统11和抽真空系统4。
其中对于固态原材料，通过加热或等离子体刻蚀的方法，使其气化或者成为具有高的动能的小质点进入真空室1。
其中完成一层树脂基薄膜基础上，进一步沉积一层或多层树脂基薄膜，形成多层树脂基薄膜。
实施例
选择100微米后PMMA光学塑料薄膜作为基片3；选择双酚A和环氧氯丙烷作为反应气体，氢气作为携带气体，通入真空室1的气体质量流量比为1:1；掺杂固态材料为SiO2，采用电子束蒸发方式形成近似原子态的SiO2亚纳米粒子，控制蒸发速率，使得SiO2的产生速率与通入的反应气体的摩尔比相同或接近；采用射频放电方式，在基片上方形成辉光等离子体区；工作真空为5X10-1Pa，沉积温度为室温，沉积时间为10min；得到膜层厚度约100nm、光滑致密均匀、表面硬度显著提高、耐热性能优异的氧化硅掺杂环氧树脂基薄膜。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种微纳米树脂基薄膜，其特征在于：其原料由以下组成：树脂1000份，金属材料1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种微纳米树脂基薄膜，其特征在于：所述树脂为醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂中的一种或者多种树脂混合物。
3.根据权利要求1所述的一种微纳米树脂基薄膜，其特征在于：所述金属材料为Ti、Al、Fe、Cu、C和Si中的一种或者多种金属的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种微纳米树脂基薄膜，其特征在于：所述微纳米树脂基薄膜的厚度为1nm-1mm。
5.一种微纳米树脂基薄膜加工方法，其特征在于：采用微纳米树脂基薄膜制备设备进行制备；
微纳米树脂基薄膜制备设备包括真空室，所述真空室的底部通过基片安放系统固定安装有基片，所述真空室的右侧设置有抽真空系统，所述真空室的顶部设置有固态靶材及靶材溅射或蒸发系统，所述固态靶材及靶材溅射或蒸发系统与基片之间形成有离子体区和固态掺杂粒子从固态靶材出射区，所述真空室的左侧设置有进气系统，所述进气系统外侧连通有气相树脂合成用原材料管、液相树脂前驱体或原材料管和惰性气体管；
用微纳米树脂基薄膜制备设备进行制备的步骤如下：
a.打开真空室1，将基片3固定在基片台2上，关闭真空室1，开启抽真空4；真空室压强到达所需要的真空度后，设定好惰性气体与前气相树脂合成用原材料(或液相树脂前驱体或原材料)流量及比例关系；
b.打开进气系统11，开启等离子体系统，产生等离子体区5；
c.开启固态靶材及靶材溅射或蒸发系统7，形成固态掺杂粒子从固态靶材出射区6；固态掺杂粒子从固态靶材出射区6、气相树脂合成用原材料和液相树脂前驱体或原材料，在等离子体的作用下，在基片3表面沉积固化，形成厚度亚纳米精度可控、组成、结构、掺杂均匀的微纳米树脂基薄膜；
d.达到预定膜层厚度后，依次关闭固态靶材及靶材溅射或蒸发系统、进气系统和抽真空系统。
6.根据权利要求5所述的一种微纳米树脂基薄膜加工方法，其特征在于：对于固态原材料，通过加热或等离子体刻蚀的方法，使其气化或者成为具有高的动能的小质点进入真空室1。
7.根据权利要求5所述的一种微纳米树脂基薄膜加工方法，其特征在于：完成一层树脂基薄膜基础上，进一步沉积一层或多层树脂基薄膜，形成多层树脂基薄膜。
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