CN116037431B - 一种提高纳米涂层表面张力的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种涂层材料的制备方法，特别涉及一种提高纳米涂层表面张力的方法。它包括提供一种涂层材料，并将所述涂层材料采用一种等离子装置进行等离子处理；所述纳米涂层材料，包括硅钛改性聚合物溶胶，复合色浆，溶剂和助剂；等离子装置包括箱体，所述箱体内设置有等离子发生器以及真空室水冷机构；所述箱体的一侧连接有真空系统，所述等离子发生器包括阴极，所述阴极的外侧套有水套管，所述水套管的外侧套有空气管，所述空气管的一端外侧缠绕有线圈，箱体的内部设置有用于调节等离子发生器角度的调节装置。通过本发明特定的原料和工艺，能够有效提高纳米涂层表面张力。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂层材料的制备方法，特别涉及一种提高纳米涂层表面张力的方法。
背景技术
纳米涂层具有优异的耐高压加速老化测试(PCT)和耐盐雾性能，可以作为高抗蚀涂层材料，用于海洋环境或者条件较为苛刻的环境。然而，纳米涂层含有疏水官能团，表面张力较低，一般在28-30mN/m，如果应用过程采用粘接工艺，需对涂层表面进行表面处理来提高涂层表面张力。常用的表面处理方法有化学处理法、火焰处理法、电晕处理法、UV辐照法和等离子处理法。其中，等离子处理法，不受材料质地的限制，不破坏材料本体力学性能，远优于一般的化学处理方法，成为最常用的方法之一。涂层等离子表面处理技术，是指利用非聚合性气体（如O2、N2、Ar等）与涂层表面相互作用，在表面引入-COOH、-OH、-NH2等极性基团，通过增加表面张力和活性化学键，达到改善粘接的目的。
然而，等离子处理后的涂层表面张力，会随着时间延长呈逐步下降趋势，给实际应用带来一定的挑战，尤其是，有些产品等离子处理后需要在下游客户完成胶粘工作，一般要经过运输、仓储等环节，从等离子处理到最终胶粘处理需要很长时间，这对于涂层等离子处理后的耐久性要求较高。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题，提供一种提高纳米涂层表面张力的方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种提高纳米涂层表面张力的方法，其包括提供一种涂层材料，并将所述涂层材料采用一种等离子装置进行等离子处理；
所述纳米涂层材料，包括硅钛改性聚合物溶胶，复合色浆，溶剂和助剂；
等离子装置包括箱体，所述箱体内设置有等离子发生器以及真空室水冷机构；
所述箱体的一侧连接有真空系统，所述等离子发生器包括阴极，所述阴极的外侧套有水套管，所述水套管的外侧套有空气管，所述空气管的一端外侧缠绕有线圈，所述线圈上连接有电源，所述阴极的一端设置有可更换的阴极头，所述阴极头设置在线圈的内部，所述阴极头的外端连接有阳极，所述阳极内侧设置有放电腔，且在放电腔的表面设置有电弧，所述阳极的一端设置有等离子喷头，所述真空室水冷机构设置在阳极的侧面，所述箱体的内部设置有用于调节等离子发生器角度的调节装置。
通过本发明特定的原料和工艺，能够有效提高纳米涂层表面张力。
作为优选，所述等离子装置中的真空室水冷机构包括外壳、水管、转杆以及第一喷嘴器，所述外壳内开设有滑槽与槽体，所述滑槽与所述槽体相连通，所述滑槽内可滑动连接有密封块，所述密封块上开设有流通槽，所述转杆上固定连接有连接杆，所述连接杆上固定连接有限流部件，所述转杆用于将所述密封块进行位置调整从而促使所述流通槽与所述水管相连通；
所述限流部件为转动板，所述转动板上开设有第一通孔，所述连接杆用于促使所述转动板进行转动。
作为优选，所述等离子装置中的所述密封块上固定连接有定位板，所述定位板上开设有第二通孔，所述连接杆用于促使所述第一通孔与所述第二通孔相连通，从而控制水流大小进入到所述槽体内。
作为本发明所述一种用于涂层处理的等离子装置的一种可选方案，其中：所述密封块上可转动连接有限位圈，所述限位圈呈中空环形状，所述限位圈用于促使所述密封块转动时稳定。
作为优选，所述等离子装置中的所述第一喷嘴器内可滑动连接有第二喷嘴器，所述第二喷嘴器呈倒圆台状，所述第一喷嘴器呈倒圆台状，所述第一喷嘴器的半径大于所述第二喷嘴器的半径，所述第二喷嘴器上固定连接有移动块，所述移动块用于促使所述第二喷嘴器在所述第一喷嘴器内滑动，所述第一喷嘴器内开设有移动槽，所述移动块的一端与所述移动槽滑动连接，所述移动块的另一端与所述第二喷嘴器连接。
作为优选，所述等离子装置中的所述移动块上安装有推动杆，所述推动杆上可拆卸的安装有限位杆，所述第一喷嘴器上开设有限位槽，所述限位槽与所述移动槽相连通，所述限位槽与所述限位杆相卡合。
作为优选，所述等离子装置中的所述箱体的一侧设置有箱体门，所述箱体门的内侧设置有多层凸出密封环，所述箱体门的四角均螺纹连接有丝杆，所述丝杆的一端转动连接在箱体上，所述丝杆的另一端设置有旋转把手。
作为优选，所述等离子装置中的所述真空系统包括安装在箱体的抽气泵，所述抽气泵用于将箱体进行抽真空处理。
作为优选，所述等离子装置中的所述调节装置包括电机，所述电机的输出端上连接有丝杠，所述丝杠上螺纹连接有滑套，丝杠的转动可以带动滑套的移动，所述等离子发生器安装在滑套上，所述丝杠上还同轴设置有圆盘，所述圆盘的外周面上设置有一层防滑纹路，所述圆盘的外周面与转杆的侧面接触。
作为优选，所述复合色浆，包括纳米氧化硅，氧化铁，氧化铝，纳米碳酸钙，纳米硫酸钡，纳米氢氧化镁，纳米碳化硅的一种或者多种，与金属铝复配而成。
作为优选，所述溶剂包括丙二醇甲醚，正丁醇，乙二醇丁醚的一种或者多种。
作为优选，所述助剂包括硅烷偶联剂，或者钛酸酯偶联剂。
作为优选，所述硅钛改性聚合物溶胶为所述纳米涂层材料的粘结剂。
作为优选，等离子处理后，拉拔强度提高45%以上，表面张力在6个月内保持≥50mN/m。
采用表面张力测试、拉拔测试，对比了等离子处理对钕铁硼纳米涂层表面张力和粘接力的影响，以期在钕铁硼涂装生产中开发出耐蚀性、抗老化性、粘接性更好的工艺。结果表明，空气为气源条件下，纳米涂层等离子处理2次后，表面张力出现拐点，处理3次，表面张力迅速提高，处理4次可以达到目标值60mN/m；与氮气相比，空气条件下等离子处理后的前8个月，表面张力耐久性明显优于后者，且在6个月内保持≥50mN/m；涂层等离子处理后，拉拔强度由处理前20.16MPa和21.26MPa提升至32.22MPa和30.23MPa，平均提高45.94%，且不会影响涂层的耐蚀性和抗老化性；涂层表面张力增大，主要是由于涂层引入了大量的O元素和少量的N元素，产生大量的缔合-OH和少量的α-氨基酸结构引起。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、 通过本发明特定的原料和工艺，能够有效提高纳米涂层表面张力；
2、通过将等离子发生器置于真空箱体内，压缩空气进入到空气管内，线圈通电以及水进入到水套管内，其中水为循环设置，在密封箱体中设置两个电极形成电场，用真空泵实现一定的真空度，随着气体愈来愈稀薄，分子间距及分子或离子的自由运动距离也愈来愈长，受电场作用，它们发生碰撞而形成等离子体，然后通过等离子喷头喷送出来，设置的真空室水冷机构可以对等离子喷头喷出的等离子体冷却降温处理；
在需要控制雾化喷嘴喷洒的水量大小时，使用者把传送管与水管连接，水源传送到水管内，此时使用者转动转杆，转杆转动带动密封块转动，密封块转动到一定位置关系时，滑槽与密封块上的流通槽相连通，此时水管内的水流流入到流通槽内，水流通过流通槽传送到转动板上，转杆转动带动连接杆转动，连接杆转动带动转动板转动，转动板转动到一定位置后，水流的流量通过第一通孔与第二通孔接通的空隙中流送到槽体内，槽体内的水源进一步流送到第一喷嘴器内，此时第一喷嘴器开始喷洒水流，转杆便于调节雾化喷嘴喷洒的水流大小，从而控制喷洒时的水压，提高雾化喷嘴的工作效率，且在不使用时，使用者转动转杆，转杆带动密封块对水管进行封堵，即第一喷嘴器不能喷洒水流，使用调节便捷，有利于在等离子喷涂时有效控制温度，从而提高在精密温度下喷涂的均匀性，从而有利于提高纳米涂层表面张力；
3、本发明的等离子装置，在需要调节雾化喷嘴喷洒的范围时，使用者推动推动杆，推动杆带动移动块在移动槽内滑动，移动块带动第二喷嘴器滑动，移动块在移动槽内滑动便于对第二喷嘴器在滑动时进行限位，避免第二喷嘴器在第一喷嘴器内滑动产生位移等现象，当滑动到具体想要喷洒的位置后，使用者固定推动杆即可，第二喷嘴器滑动便于调节第一喷嘴器喷洒的范围内，提高雾化喷嘴的喷涂均匀性，从而有利于提高纳米涂层表面张力。
附图说明
图1a是本发明等离子处理与表面张力的关系实验典型条件示意图；
图1b是本发明实施例1等离子处理不同处理次数与表面张力关系的曲线示意图；
图2是本发明实施例2涂层表面张力耐久性测试曲线示意图；
图3为本发明等离子装置的立体结构示意图；
图4为本发明等离子装置的正视结构示意图；
图5为本发明等离子装置的内部结构示意图；
图6为本发明等离子装置的图5中A处放大结构示意图；
图7为本发明的等离子发生器立体结构示意图；
图8为本发明的等离子发生器结构示意图；
图9为本发明的等离子发生器剖视结构示意图；
图10为本发明等离子装置的外壳结构示意图；
图11为本发明等离子装置的外壳剖视结构示意图；
图12为本发明等离子装置的滑槽爆炸结构示意图；
图13为本发明等离子装置图12中B处放大图；
图14为本发明喷嘴器爆炸结构示意图；
图15为本发明涂层XPS测试结果曲线示意图；
图中：1、外壳；2、水管；3、转杆；4、第一喷嘴器；5、滑槽；6、槽体；7、密封块；8、流通槽；9、连接杆；10、转动板；11、第一通孔；12、定位板；13、第二通孔；14、限位圈；15、第二喷嘴器；16、移动块；17、移动槽；18、推动杆；19、限位杆；20、限位槽；21、箱体；22、等离子发生器；24、真空系统；25、阴极；26、水套管；27、空气管；28、线圈；29、阴极头；30、阳极；31、放电腔；32、电弧；33、等离子喷头；34、调节装置；35、箱体门；36、密封环；37、丝杆；38、旋转把手；39、抽气泵；40、电机；41、丝杠；42、滑套；43、圆盘。
具体实施方式
实施例1
一种提高纳米涂层表面张力的方法，其包括提供一种涂层材料，并将所述涂层材料采用一种等离子装置进行等离子处理；
纳米涂层材料，包括硅钛改性聚合物溶胶，复合色浆，溶剂和助剂；
复合色浆，包括按照质量比1：1混合的纳米氧化硅、氧化铁，与金属铝复配而成。溶剂包括丙二醇甲醚。助剂包硅烷偶联剂。硅钛改性聚合物溶胶为纳米涂层材料的粘结剂。等离子处理后，拉拔强度提高45%以上，表面张力在6个月内保持≥50mN/m。
等离子装置包括箱体21，箱体21内设置有等离子发生器22以及真空室水冷机构；
箱体21的一侧连接有真空系统24，等离子发生器22包括阴极25，阴极25的外侧套有水套管26，水套管26的外侧套有空气管27，空气管27的一端外侧缠绕有线圈28，线圈28上连接有电源，阴极25的一端设置有可更换的阴极头29，阴极头29设置在线圈28的内部，阴极头29的外端连接有阳极30，阳极30内侧设置有放电腔31，且在放电腔31的表面设置有电弧32，阳极30的一端设置有等离子喷头33，真空室水冷机构设置在阳极30的侧面，箱体21的内部设置有用于调节等离子发生器22角度的调节装置34。
本装置，通过将等离子发生器22置于真空箱体21内，压缩空气进入到空气管27内，线圈28通电以及水进入到水套管26内，其中水为循环设置，在密封箱体21中设置两个电极形成电场，用真空泵实现一定的真空度，随着气体愈来愈稀薄，分子间距及分子或离子的自由运动距离也愈来愈长，受电场作用，它们发生碰撞而形成等离子体，然后通过等离子喷头33喷送出来，设置的真空室水冷机构可以对等离子喷头33喷出的等离子体冷却降温处理。
请参阅图10-14，一种用于涂层处理的等离子装置，包括外壳1、水管2、转杆3以及第一喷嘴器4，外壳1内开设有滑槽5与槽体6，滑槽5与槽体6相连通，滑槽5内可滑动连接有密封块7，密封块7上开设有流通槽8，转杆3上固定连接有连接杆9，连接杆9上固定连接有限流部件，转杆3用于将密封块7进行位置调整从而促使流通槽8与水管2相连通；
限流部件为转动板10，转动板10上开设有第一通孔11，连接杆9用于促使转动板10进行转动。
在需要控制雾化喷嘴喷洒的水量大小时，使用者把传送管与水管2连接，水源传送到水管2内，此时使用者转动转杆3，转杆3转动带动密封块7转动，密封块7转动到一定位置关系时，滑槽5与密封块7上的流通槽8相连通，此时水管2内的水流流入到流通槽8内，水流通过流通槽8传送到转动板10上，转杆3转动带动连接杆9转动，连接杆9转动带动转动板10转动，转动板10转动到一定位置后，水流的流量通过第一通孔11流送到槽体6内，槽体6内的水源进一步流送到第一喷嘴器4内，此时第一喷嘴器4开始喷洒水流，转杆3便于调节雾化喷嘴喷洒的水流大小，从而控制喷洒时的水压，提高雾化喷嘴的工作效率，且在不使用时，使用者转动转杆3，转杆3带动密封块7对水管2进行封堵，即可时第一喷嘴器4不能喷洒水流，使用调节便捷，结构简单。
密封块7上固定连接有定位板12，定位板12上开设有第二通孔13，连接杆9用于促使第一通孔11与第二通孔13相连通，从而控制水流大小进入到槽体6内。
本实施例中，在需要控制水流大小进入槽体6时，使用者在转动转杆3时，转杆3上的连接杆9带动转动板10进行旋转，转动板10旋转带动第一通孔11旋转，到转动板10旋转到一定位置后，第一通孔11与第二通孔13相接触或连通，流通槽8内的水流或通过第一通孔11与第二通孔13连通的空隙中流送到槽体6内，连接杆9便于调整第一通孔11与第二通孔13连通的空隙，进而对水流的大小流送进行控制，提高使用者需要的水流量进行喷洒，使用多样性。
密封块7上可转动连接有限位圈14，限位圈14呈中空环形状，限位圈14用于促使密封块7转动时稳定。
本实施例中，转杆3带动密封块7转动时，因限位圈14呈环形中空状，便于对密封块7在转动时进行限位，防止密封块7转动时脱离滑槽5内，提高密封块7转动时的稳定性。
第一喷嘴器4内可滑动连接有第二喷嘴器15，第二喷嘴器15呈倒圆台状，第一喷嘴器4呈倒圆台状，第一喷嘴器4的半径大于第二喷嘴器15的半径，第二喷嘴器15上固定连接有移动块16，移动块16用于促使第二喷嘴器15在第一喷嘴器4内滑动。
在需要调节雾化喷嘴喷洒的范围时，使用者推动第二喷嘴器15，此时第二喷嘴器15上的移动块16在第一喷嘴器4内滑动，因第一喷嘴器4的半径大于第二喷嘴器15的半径，使第二喷嘴器15在第一喷嘴器4内滑动便捷自如，当滑动到具体想要喷洒的位置后，使用者固定移动块16即可，第二喷嘴器15滑动便于调节第一喷嘴器4喷洒的范围内，提高雾化喷嘴的实用性。
第一喷嘴器4内开设有移动槽17，移动块16的一端与移动槽17滑动连接，移动块16的另一端与第二喷嘴器15连接。
在需要调节雾化喷嘴喷洒的范围时，使用者推动第二喷嘴器15，此时第二喷嘴器15上的移动块16在移动槽17内滑动，因第一喷嘴器4的半径大于第二喷嘴器15的半径，使第二喷嘴器15在第一喷嘴器4内滑动便捷自如，移动块16在移动槽17内滑动便于对第二喷嘴器15在滑动时进行限位，避免第二喷嘴器15在第一喷嘴器4内滑动产生位移等现象，当滑动到具体想要喷洒的位置后，使用者固定移动块16即可，第二喷嘴器15滑动便于调节第一喷嘴器4喷洒的范围内，提高雾化喷嘴的实用性。
移动块16上安装有推动杆18，推动杆18上可拆卸的安装有限位杆19，第一喷嘴器4上开设有限位槽20，限位槽20与移动槽17相连通，限位槽20与限位杆19相卡合。
本实施例中，第二喷嘴器15在第一喷嘴器4内滑动到一定位置后，需要对第二喷嘴器15进行固定时，此时使用者把限位杆19贯穿推动杆18并插接到限位槽20内后，即可对移动块16进行定位，便于保证第二喷嘴器15在滑动后需要定位，提高雾化喷嘴的具体范围，使用多样性。
箱体21的一侧设置有箱体门35，箱体门35的内侧设置有多层凸出密封环36，箱体门35的四角均螺纹连接有丝杆37，丝杆37的一端转动连接在箱体21上，丝杆37的另一端设置有旋转把手38。
通过转动旋转把手38，可以带动丝杆37的转动，丝杆37再带动箱体门35向箱体21方向挤压，使箱体21尽量呈密封设置。
真空系统24包括安装在箱体21的抽气泵39，抽气泵39用于将箱体21进行抽真空处理。
调节装置34包括电机40，电机40的输出端上连接有丝杠41，丝杠41上螺纹连接有滑套42，丝杠41的转动可以带动滑套42的移动，等离子发生器22安装在滑套42上，丝杠41上还同轴设置有圆盘43，圆盘43的外周面上设置有一层防滑纹路，圆盘43的外周面与转杆3的侧面接触。
电机40为正反转电机，电机40可以驱动丝杠41的转动，丝杠41带动滑套42移动，然后再带动等离子发生器22移动，可以使等离子发生器22的喷头端置于待加工的工件表面，另外设置的圆盘43可以带动转杆3的转动，转杆3的转动可以控制冷却水，从而实现联动。
1 试验准备
1.1 材料和试剂
钕铁硼（牌号：N42，规格：D18mm×18mm和D30mm×8mm）：浙江鑫盛永磁科技有限公司；硝酸（工业级）：上海敬恩实业有限公司；脱脂剂（工业级）：嘉兴科荣环保科技有限公司；无水乙醇（工业级，≥99.5%）：济南鑫顺化工有限公司；去离子水（18.25MΩ）：自制。
1.2基材预处理
工艺流程如下：除油（5%脱脂剂）→水洗（超声）→酸洗（3%硝酸）→水洗（超声）→水洗→去离子水洗→无水乙醇洗→干燥。
1.3涂层制备
纳米涂层的粘结剂属于硅钛改性聚合物体系，采用深圳市荣德机器人科技有限公司生产的往复式喷涂机喷涂纳米涂层，涂层厚度控制在20-25μm，固化工艺：60℃表干10min，180℃烘烤固化50min。
1.4涂层等离子处理
采用本发明的等离子装置（功率：800W）进行涂层表面处理。
1.5 性能检测
采用德国Plasmatreat GmbH 公司生产的表面测试墨水，牌号：28-72mN/m；纳米涂层等离子处理合格标准：表面张力处理后≥60mN/m，室温放置3个月≥50mN/m。测试方法：把测试墨水涂到涂层表面，如果液体润湿表面即液体在表面连续铺展，则被测试涂层表面张力高于相应的测试墨水的读数，继续测试，选用更高读数的测试墨水，重复上述过程直到液体不再润湿表面，即液体在表面收缩为止，这样最后一个在表面润湿并保持2秒不收缩的测试墨水的读数，就是所测涂层的表面张力。采用力试（上海）科学仪器有限公司生产的微机控制电子万能试验机，型号LD25.504进行拉拔测试。
2、实验结果与分析
2.1等离子处理对涂层表面张力的影响
图1a为典型条件下，等离子处理4次，采用60mN/m的表面张力测试墨水，润湿涂层表面并保持2秒不收缩的外观图；图1b为等离子处理次数与涂层表面张力关系曲线图，其中，处理前涂层表面张力为28mN/m，处理1-5次的表面张力分别为32、36、50、60、72mN/m，由于该牌号的表面测试墨水的最大值为72mN/m，所以，该试验只进行至72mN/m。由图1b曲线可知，随着处理次数的增加，表面张力呈逐步增加趋势，而且处理2次后，表面张力出现拐点，处理3次，表面张力迅速提高，处理4次即可达到目标值60mN/m。
2.2涂层表面张力耐久性测试
图2为纳米涂层在氮气或空气作为气源条件下，等离子处理涂层表面张力耐久性测试曲线图，测试周期为12个月。测试方法如下：室温放置，自然老化，每个月测试一次表面张力。由图可知，老化前涂层表面张力均为60mN/m，其中，空气条件下等离子处理的涂层，前3个月表面张力基本不变化，4个月后降为56mN/m，且保持1个月基本不变化，6个月后降为50mN/m，7个月后降为45mN/m，8个月后降幅最大，降低至32mN/m，之后4个月基本保持32mN/m；氮气为气源条件下等离子处理的涂层，1个月后表面张力降为56mN/m，2个月后降为50mN/m，且保持1个月基本不变化，4个月后降幅最大，降为38mN/m，5个月后降低至32mN/m，之后7个月基本保持32mN/m。由以上数据可以看出，纳米涂层等离子处理后，前8个月，空气为气源条件下处理的涂层表面张力的耐久性明显优于氮气。
2.3等离子处理机理分析
为考查涂层等离子处理后表面张力提高的主要原因，选用效果较好的空气作为气源，并进行XPS测试。由图6可知，等离子处理前，O1S、C1S特征峰的结合能分别是530.40ev和284.31ev，此时，未发现N1S的结合能，而且，C1S峰值强度明显高于O1S；而等离子处理后的涂层，新增了一个微弱的N1S特征峰，其结合能为398.4eV，说明气源为空气条件下（氧气约占21%，氮气约占78%），虽然O2含量偏高，但是，等离子处理后，涂层与O元素的结合能力远远大于N元素，而此时的C1S峰值强度明显低于O1S，说明涂层引入了大量氧元素，或者等离子处理后，部分含C官能团或者分子链段被等离子火焰烧蚀造成含量偏低。
3 结论
（1）空气为气源条件下，纳米涂层等离子处理2次后，表面张力出现拐点，处理3次，表面张力迅速提高，处理4次可以达到目标值60mN/m；纳米灰涂层等离子处理后可以明显提高涂层表面张力，空气为气源条件下处理的涂层表面张力的耐久性明显优于氮气，室温放置自然老化6个月表面张力仍有50mN/m。
（3）涂层表面是等离子处理后，拉拔强度由处理前20.16MPa和21.26MPa提升至32.22MPa和30.23MPa，平均提高45.94%。
（4）FTIR和XPS分析表明涂层表面张力增大，主要是由于涂层引入了大量的O元素和少量的N元素，产生大量的-OH和少量的α-氨基酸结构引起。
实施例2
同实施例1，不同的是涂层材料包括硅钛改性聚合物溶胶，复合色浆，溶剂和助剂；复合色浆，包括按照质量比1：1：1：1混合的氧化铝，纳米碳酸钙，纳米硫酸钡，与金属铝复配而成。溶剂包括正丁醇和乙二醇丁醚。助剂包括钛酸酯偶联剂。硅钛改性聚合物溶胶为纳米涂层材料的粘结剂。等离子处理后，拉拔强度提高45%以上，表面张力在6个月内保持≥55mN/m。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (6)
1.一种提高纳米涂层表面张力的方法，其特征在于包括提供一种涂层材料，并将所述涂层材料采用一种等离子装置进行等离子处理；
所述纳米涂层材料，包括硅钛改性聚合物溶胶，复合色浆，溶剂和助剂；
等离子装置包括箱体（21），所述箱体（21）内设置有等离子发生器（22）以及真空室水冷机构；
所述箱体（21）的一侧连接有真空系统（24），所述等离子发生器（22）包括阴极（25），所述阴极（25）的外侧套有水套管（26），所述水套管（26）的外侧套有空气管（27），所述空气管（27）的一端外侧缠绕有线圈（28），所述线圈（28）上连接有电源，所述阴极（25）的一端设置有可更换的阴极头（29），所述阴极头（29）设置在线圈（28）的内部，所述阴极头（29）的外端连接有阳极（30），所述阳极（30）内侧设置有放电腔（31），且在放电腔（31）的表面设置有电弧（32），所述阳极（30）的一端设置有等离子喷头（33），所述真空室水冷机构设置在阳极（30）的侧面，所述箱体（21）的内部设置有用于调节等离子发生器（22）角度的调节装置（34）；
真空室水冷机构包括外壳（1）、水管（2）、转杆（3）以及第一喷嘴器（4），所述外壳（1）内开设有滑槽（5）与槽体（6），所述滑槽（5）与所述槽体（6）相连通，所述滑槽（5）内可滑动连接有密封块（7），所述密封块（7）上开设有流通槽（8），所述转杆（3）上固定连接有连接杆（9），所述连接杆（9）上固定连接有限流部件，所述转杆（3）用于将所述密封块（7）进行位置调整从而促使所述流通槽（8）与所述水管（2）相连通；
所述限流部件为转动板（10），所述转动板（10）上开设有第一通孔（11），所述连接杆（9）用于促使所述转动板（10）进行转动；
所述密封块（7）上固定连接有定位板（12），所述定位板（12）上开设有第二通孔（13），所述连接杆（9）用于促使所述第一通孔（11）与所述第二通孔（13）相连通，从而控制水流大小进入到所述槽体（6）内；
所述第一喷嘴器（4）内可滑动连接有第二喷嘴器（15），所述第二喷嘴器（15）呈倒圆台状，所述第一喷嘴器（4）呈倒圆台状，所述第一喷嘴器（4）的半径大于所述第二喷嘴器（15）的半径，所述第二喷嘴器（15）上固定连接有移动块（16），所述移动块（16）用于促使所述第二喷嘴器（15）在所述第一喷嘴器（4）内滑动，所述第一喷嘴器（4）内开设有移动槽（17），所述移动块（16）的一端与所述移动槽（17）滑动连接，所述移动块（16）的另一端与所述第二喷嘴器（15）连接；
所述复合色浆，包括纳米氧化硅、氧化铁、氧化铝、纳米碳酸钙、纳米硫酸钡、纳米氢氧化镁、纳米碳化硅的一种或者多种，与金属铝复配而成；
空气为气源条件下，纳米涂层等离子处理2次后，表面张力出现拐点，处理3次，表面张力迅速提高，处理4次可以达到目标值60mN/m；纳米灰涂层等离子处理后可以明显提高涂层表面张力，空气为气源条件下处理的涂层表面张力的耐久性明显优于氮气，室温放置自然老化6个月表面张力仍有50mN/m。
2.根据权利要求1所述的一种提高纳米涂层表面张力的方法，其特征在于：所述移动块（16）上安装有推动杆（18），所述推动杆（18）上可拆卸的安装有限位杆（19），所述第一喷嘴器（4）上开设有限位槽（20），所述限位槽（20）与所述移动槽（17）相连通，所述限位槽（20）与所述限位杆（19）相卡合。
3.根据权利要求2所述的一种提高纳米涂层表面张力的方法，其特征在于：所述调节装置（34）包括电机（40），所述电机（40）的输出端上连接有丝杠（41），所述丝杠（41）上螺纹连接有滑套（42），丝杠（41）的转动可以带动滑套（42）的移动，所述等离子发生器（22）安装在滑套（42）上，所述丝杠（41）上还同轴设置有圆盘（43），所述圆盘（43）的外周面上设置有一层防滑纹路，所述圆盘（43）的外周面与转杆（3）的侧面接触。
4.根据权利要求3所述的一种提高纳米涂层表面张力的方法，其特征在于：所述溶剂包括丙二醇甲醚，正丁醇，乙二醇丁醚的一种或者多种。
5.根据权利要求4所述的一种提高纳米涂层表面张力的方法，其特征在于：所述助剂包括硅烷偶联剂，或者钛酸酯偶联剂。
6.根据权利要求5所述的一种提高纳米涂层表面张力的方法，其特征在于：所述硅钛改性聚合物溶胶为所述纳米涂层材料的粘结剂。
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