CN216765031U - 一种采用半开式沉积罩的聚对二甲苯真空镀膜装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种采用半开式沉积罩的聚对二甲苯真空镀膜装置，包括密封胶圈、真空法兰、半开式沉积罩、流向约束器、真空计、蒸发炉、物料盒、柔性波纹管弯头、裂解炉、放气阀、柔性波纹管、移动机柜、低温冷阱、控制系统和真空泵，其中半开式沉积罩、真空法兰、密封胶圈组合成一体，用于对被镀膜的局部表面进行真空密封，低温冷阱、控制系统和真空泵集成在移动机柜内，两部分通过柔性波纹管连接，提高了镀膜设备的灵活应用性和应用的便捷性。本实用新型将半开式沉积罩和被镀膜的局部平面结合成完整的沉积室，利用局部面积逐次覆盖镀膜来实现大平面或局部平面镀膜的需求，突破了镀膜对不可控沉积空间的限制。
Description
技术领域
本实用新型属于真空镀膜技术领域，具体涉及到一种采用半开式沉积罩的聚对二甲苯真空镀膜装置，特别适用对超大平面进行镀膜。
背景技术
聚对二甲苯是一种高分子聚合物材料，根据分子结构的不同，可分为N型、C型、D型等多种类型。聚对二甲苯膜层可通过真空气相沉积制备，聚对二甲苯在一定真空环境下通过蒸发、高温裂解后生成的单体，然后在常温的真空环境下聚合生成厚度均匀的无针孔覆型薄膜。聚对二甲苯材料涂层具有很好的抵御酸碱、盐雾及各种腐蚀性气件的侵害能力，已在防潮、防腐蚀的领域得到积极应用，具有广泛的市场应用需求。
常规的聚对二甲苯真空镀膜设备，由蒸发炉、裂解室、镀膜室、低温冷阱系统和真空获得系统5部分依次连通组成。被加工的产品需要完全放置到沉积室内进行成膜。
由于客观情况下受沉积室规模尺寸限制，对于超大平面需要单面镀膜的需求和超大型物体的局部表面防护应用需要价值昂贵的超大型设备或者将无法实现。
实用新型内容
为了解决目前常规聚对二甲苯镀膜设备不能满足大面积物品镀膜需求和超大型物体的局部镀膜的应用需求，本实用新型提出了一种采用半开式沉积罩的聚对二甲苯真空镀膜装置，该装置将传统的完全封闭的沉积室改为半开式沉积罩，珂根据防护区域的需求进行局部选择性镀膜，或逐区域依次进行镀膜，最终完成大面积平面基材的大面积全覆盖镀膜需求，操作方便快捷，且不受场地和环境限制。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种采用半开式沉积罩的聚对二甲苯真空镀膜装置，包括密封胶圈、真空法兰、半开式沉积罩、流向约束器、真空计、蒸发炉、物料盒、柔性波纹管弯头、裂解炉、放气阀、柔性波纹管、移动机柜、低温冷阱、控制系统和真空泵，所述低温冷阱、所述控制系统和所述真空泵集成在所述移动机柜内；
所述真空法兰位于所述半开式沉积罩的下部，且所述真空法兰上设有用于容纳所述密封胶圈的胶圈凹槽，镀膜时所述半开式沉积罩与大面积平面基材通过所述密封胶圈密封；
所述流向约束器安装在所述半开式沉积罩的内部并与所述裂解炉的裂解管道下部对接连通，且所述流向约束器和所述半开式沉积罩之间设有供残留的聚对二甲苯单体分子通过的夹层通道，所述裂解炉的裂解管道上部通过所述柔性波纹管弯头与所述蒸发炉连通，用于盛放聚对二甲苯固体材料的物料盒设置在所述蒸发炉内；
所述半开式沉积罩上设有排气口和所述真空计，所述排气口通过所述柔性波纹管与所述低温冷阱连通，所述低温冷阱和所述真空泵连通，所述柔性波纹管上设有所述放气阀；
所述控制系统用于采集所述真空计的真空度数据，以及控制所述放气阀的开度，还用于控制所述蒸发炉和所述裂解炉的工作温度以及控制所述低温冷阱和所述真空泵的工作状态。
本实用新型具有以下有益效果：
(1)本实用新型将半开式沉积罩和被镀膜的局部平面结合成完整的沉积室，利用局部面积逐次覆盖镀膜来实现大面积平面基材的大平面或局部平面镀膜的需求，突破了镀膜对不可控沉积空间的限制；
(2)本实用新型采用柔性波纹管弯头连接蒸发炉和裂解炉，保证了镀膜可以在一定倾斜度的斜面上完成，有利于蒸发炉内物料盒保持水平和平稳蒸发；
(3)本实用新型通过流向约束器将裂解后的聚对二甲苯单体分子材料定向输送到需要镀膜的表面，提高材料的利用率以及局部表面镀膜的均匀性；
(4)本实用新型将以沉积罩为主体的部分和以移动机柜为主体的部分通过柔性波纹管连接，提高了镀膜设备的灵活应用性和应用的便捷性。
附图说明
图1为本实用新型所述的一种采用半开式沉积罩的聚对二甲苯真空镀膜装置的结构示意图；
附图标记说明：1、密封胶圈，2、真空法兰，3、半开式沉积罩，4、流向约束器，5、真空计，6、蒸发炉，7、物料盒，8、柔性波纹管弯头，9、裂解炉，10、放气阀，11、柔性波纹管，12、移动机柜，13、低温冷阱，14、控制系统，15、真空泵，16、大面积平面基材。
具体实施方式
下面将结合附图及较佳实施例对本实用新型的技术方案进行详细描述。
本实用新型提出一种适用大型平面镀膜的新型聚对二甲苯镀膜装置，该镀膜装置采用半开式沉积罩实现对大面积平面基材16的大平面或者局部平面的镀膜。如图1所示，该装置包括密封胶圈1、真空法兰2、半开式沉积罩3、流向约束器4、真空计5、蒸发炉6、物料盒7、柔性波纹管弯头8、裂解炉9、放气阀10、柔性波纹管11、移动机柜12、低温冷阱13、控制系统14和真空泵15，其中半开式沉积罩3、真空法兰2、密封胶圈1组合成一体，用于对被镀膜的局部表面进行真空密封，低温冷阱13、控制系统14和真空泵15则集成在移动机柜12内，两部分通过柔性波纹管连接，提高了镀膜设备的灵活应用性和应用的便捷性。本实用新型将常规的固定沉积室，制作成半开式沉积罩，其大小和局部覆盖形状可根据实际镀膜需求确定，用于满足大面积和固定物体表面局部镀膜的灵活应用。
具体地，真空法兰2焊接在半开式沉积罩3的下部，和半开式沉积罩3组成一体，并且真空法兰2加工有胶圈凹槽(例如燕尾型胶圈凹槽)，密封胶圈1安装在真空法兰2的胶圈凹槽内，用于实现半开式沉积罩3和大面积平面基材16在镀膜时的密封。
流向约束器4安装在半开式沉积罩3的内部，并且和裂解炉9的裂解管道下部对接连通，通过真空泵15产生的压差作用将裂解后的单体材料定向输送到沉积室内基材的表面，以提高材料利用率。可选地，裂解炉9的裂解管道下部设有螺纹，流向约束器4与裂解炉9的裂解管道通过螺母可拆卸连接，从而便于镀膜后进行清理，节约维护工作时间和人工成本。半开式沉积罩3和流向约束器4之间有夹层通道，该夹层通道用于供未成膜的残留的聚对二甲苯单体分子通过，从半开式沉积罩3上的排气口排出沉积室，最终被低温冷阱13捕获。裂解炉9的裂解管道上部通过柔性波纹管弯头8与蒸发炉6连通，可以保证在镀膜过程中物料盒7的水平调整。用于盛放聚对二甲苯固体材料的物料盒7设置在蒸发炉6内。可选地，蒸发炉6采用水平卧式圆柱结构，由于其通过柔性波纹管弯头8和裂解炉9对接，因此其保证了镀膜可以在一定倾斜度的斜面上完成，有利于蒸发炉内物料盒保持水平和平稳蒸发。
真空计5设置在半开式沉积罩3的上部，用于监测半开式沉积罩3内的真空度。半开式沉积罩3的排气口和低温冷阱13通过柔性波纹管11相连接，放气阀10设置在柔性波纹管11上，例如设置在靠近半开式沉积罩3的排气口的位置。
移动机柜12为可移动的柜体，用于集成低温冷阱13、控制系统14和真空泵15于一体，其底部安装有四个万向轮，便于随沉积罩灵活移动，逐区域完成镀膜需求。如图1所示，移动机柜12分为上下两部分，上部设置有低温冷阱13和控制系统14，下部放置真空泵15。低温冷阱13通过柔性波纹管11和半开式沉积罩3相连接，将半开式沉积罩3内未被利用的残留聚对二甲苯单体分子输送到低温冷阱13并被捕获。低温冷阱13和真空泵15连接，用于实现设备内部真空环境连通。
控制系统14用于采集真空计5的真空度数据，以及控制放气阀10的开度，还用于控制蒸发炉6和裂解炉9的工作温度以及控制低温冷阱13和真空泵15的工作状态。本实用新型中的控制系统可以采用现有技术中已有的镀膜设备的逻辑控制系统实现。例如，具体的控制系统可以采用PLC或者单片机实现，由PLC或者单片机统一控制镀膜设备的各个部件的逻辑执行。
下面以聚对二甲苯材料镀膜为例，对本实用新型的聚对二甲苯真空镀膜装置的镀膜工艺过程进行如下说明：
1、设备供电，控制系统14状态自检3-5分钟；
2、控制系统14的仪表状态正常，可开始操作；
3、在物料盒7内装入聚对二甲苯固体材料；
4、将半开式沉积罩3放置在大面积平面基材16需要镀膜的局部表面；
5、控制系统14启动真空泵15，当真空计5示数小于100Pa时，启动低温冷阱13工作；
6、低温冷阱13的温度示数低于-80～-90℃时，启动裂解炉9，加热到其工作温度，裂解炉9的工作温度范围为650℃～680℃；
7、当真空计5示数小于1Pa时，蒸发炉6升温到工作温度150℃，开始对被半开式沉积罩3覆盖的大面积平面基材16的局部表面执行镀膜，镀膜时长根据膜厚需求节能型时间控制；
8、镀膜完成后，蒸发炉6降温到45℃以下，裂解炉9降温到80℃以下，低温冷阱13回温到常温，然后关闭真空泵15；
9、打开放气阀10完成局部镀膜；
10、根据镀膜面积需求，选择新的镀膜局部区域，重复执行步骤4-步骤9；
11、关闭镀膜设备，镀膜工艺结束。
本实用新型所提出的一种采用半开式沉积罩的聚对二甲苯真空镀膜装置具有以下有益效果：
(1)本实用新型将半开式沉积罩和被镀膜的局部平面结合成完整的沉积室，利用局部面积逐次覆盖镀膜来实现大面积平面基材的大平面或局部平面镀膜的需求，突破了镀膜对不可控沉积空间的限制；
(2)本实用新型采用柔性波纹管弯头连接蒸发炉和裂解炉，保证了镀膜可以在一定倾斜度的斜面上完成，有利于蒸发炉内物料盒保持水平和平稳蒸发；
(3)本实用新型通过流向约束器将裂解后的聚对二甲苯单体分子材料定向输送到需要镀膜的表面，提高材料的利用率以及局部表面镀膜的均匀性；
(4)本实用新型将以沉积罩为主体的部分和以移动机柜为主体的部分通过柔性波纹管连接，提高了镀膜设备的灵活应用性和应用的便捷性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种采用半开式沉积罩的聚对二甲苯真空镀膜装置，其特征在于，包括密封胶圈(1)、真空法兰(2)、半开式沉积罩(3)、流向约束器(4)、真空计(5)、蒸发炉(6)、物料盒(7)、柔性波纹管弯头(8)、裂解炉(9)、放气阀(10)、柔性波纹管(11)、移动机柜(12)、低温冷阱(13)、控制系统(14)和真空泵(15)，所述低温冷阱(13)、所述控制系统(14)和所述真空泵(15)集成在所述移动机柜(12)内；
所述真空法兰(2)位于所述半开式沉积罩(3)的下部，且所述真空法兰(2)上设有用于容纳所述密封胶圈(1)的胶圈凹槽，镀膜时所述半开式沉积罩(3)与大面积平面基材(16)通过所述密封胶圈(1)密封；
所述流向约束器(4)安装在所述半开式沉积罩(3)的内部并与所述裂解炉(9)的裂解管道下部对接连通，且所述流向约束器(4)和所述半开式沉积罩(3)之间设有供残留的聚对二甲苯单体分子通过的夹层通道，所述裂解炉(9)的裂解管道上部通过所述柔性波纹管弯头(8)与所述蒸发炉(6)连通，用于盛放聚对二甲苯固体材料的物料盒(7)设置在所述蒸发炉(6)内；
所述半开式沉积罩(3)上设有排气口和所述真空计(5)，所述排气口通过所述柔性波纹管(11)与所述低温冷阱(13)连通，所述低温冷阱(13)和所述真空泵(15)连通，所述柔性波纹管(11)上设有所述放气阀(10)；
所述控制系统(14)用于采集所述真空计(5)的真空度数据，以及控制所述放气阀(10)的开度，还用于控制所述蒸发炉(6)和所述裂解炉(9)的工作温度以及控制所述低温冷阱(13)和所述真空泵(15)的工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种采用半开式沉积罩的聚对二甲苯真空镀膜装置，其特征在于，所述胶圈凹槽的横截面的形状为燕尾型。
3.根据权利要求1所述的一种采用半开式沉积罩的聚对二甲苯真空镀膜装置，其特征在于，所述流向约束器(4)与所述裂解炉(9)的裂解管道通过螺母可拆卸连接。
4.根据权利要求1所述的一种采用半开式沉积罩的聚对二甲苯真空镀膜装置，其特征在于，所述蒸发炉(6)为水平卧式圆柱结构。
5.根据权利要求1所述的一种采用半开式沉积罩的聚对二甲苯真空镀膜装置，其特征在于，所述移动机柜(12)的底部安装有四个万向轮。
6.根据权利要求1所述的一种采用半开式沉积罩的聚对二甲苯真空镀膜装置，其特征在于，所述蒸发炉(6)的工作温度为150℃，所述裂解炉(9)的工作温度范围为650℃～680℃。
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