本发明专利技术涉及一种航空有机坡璃(聚甲基丙烯酸甲脂)真空镀膜的制备方法。它采用一套电子束蒸发和离子辅助的真空镀膜装置连续制备三层(辅-主-辅)沉积薄膜系结构，其中两个辅助膜层分别位于主膜层的底层和上层。两个辅助膜层是用聚四氟乙烯树酯液体经加热后蒸发汽化，喷入真空室内在离子轰击下被电离而分别沉积在基片表面和主膜层之上。主膜层用膜材(二氧化鋯或二氧化铪中一种)在电子束蒸发和辅助离子轰击下沉积在底层膜上形成光学增透膜。本发明专利技术连续真空制备的三层膜结构具有高附着力、高光透过率、雾度低、耐摩擦和耐弱酸碱腐蚀等性能。本发明专利技术还适用于聚碳酸酯(PC)类树脂真空镀膜。在航空、汽车、车灯外罩等行业可广泛应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合成树脂类真空镀膜制备方法，尤其是一种航空有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲脂)真空镀膜的制备方法。
技术介绍
航空有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲脂)和丙烯酸树脂(PC)类材料的真空镀膜应用于飞机客舱上的观察窗、汽车配件和车灯外罩上的材料越来越多。该类材料的优点是质轻、透明度好、受碰撞不炸裂，但缺点是表面硬度低、易划痕不耐擦。通过表面真空镀膜是改善其性能的有效处理方法。但传统的真空镀膜工艺往往导至航空有机玻璃表面与真空镀膜的膜层附着强度低，膜层很易剥落。此难题一直困绕着人们，限制真空镀膜技术在此类基材上应用。近二十年来，丙烯酸树脂基片制造的眼镜片，采用真空镀膜来提高其光学增透性和表面硬度，国内外都有专利，尤其日本申请专利最多。中国专利公开号CN1532563A采用真空镀和离子镀技术共镀7层膜层，提高了眼镜片的增透性。但增透膜与眼镜片基体的附着力有待进一步提闻。本专利技术以飞机客舱上的观察窗用的航空有机玻璃板的真空镀膜制备为例，采用在真空室内连续镀三层不同膜层，即主膜层为真空电子束镀光学增透膜，辅助薄膜为用有机树脂类材料(聚四氟乙烯树酯)加热汽化在离子轰击下沉积生成镀层。本专利技术的目的是提供一种连续实现低温真空镀膜，获得优良的膜层综合质量的方法，尤其是提高比眼镜片大得多的整块飞机客舱上观察窗的航空有机玻璃表面与真空镀膜的膜层附着力、光透过率、雾度，耐摩擦和耐弱酸碱腐蚀等综合性能。
技术实现思路
本专利技术涉及一种航空有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲脂)真空镀膜的制备方法及其制备。它采用一套电子束蒸发和离子辅助的真空镀膜装置连续制备三层(辅-主-辅)沉积薄膜系结构，其中两个辅助膜层分别位于主膜层的底层和顶层，两个辅助膜层是用有机树脂类(采用聚四氟乙烯树酯、氟碳树脂、二甲基硅树脂、聚硅氧烷树脂中的中一种)液体经加热被蒸发汽化，喷入真空室内在离子轰击下电离而分别沉积在基片表面上形成底层膜备另一辅助膜层是沉积在主膜层之上形成顶层膜。而主膜层制备是用金属氧化物，膜材(二氧化锆或二氧化铪中的一种)在电子束束班聚焦加热下被蒸发并在真空室内的辅助离子轰击下迅速沉积在底层膜上形成光学增透膜。本专利技术制备的膜层结构具有高附着力、光透过率高、雾度低、耐摩擦、耐候性、抗弱酸碱腐蚀等性能。本专利技术还适用于聚碳酸酯(PC)类树脂真空镀膜，在航空、汽车、车灯外罩等行业的镀膜工艺中可广泛应用。本专利技术的技术方案是I. 一种航空有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲脂)真空镀膜的制备方法及其制备，是在真空室内连续完成三层辅-主-辅沉积薄膜结构的制备。其制备工艺流程是第一步骤真空沉积辅助底层薄膜，第二步骤真空蒸镀主薄膜光学增透膜，第三步骤真空沉积辅助顶层薄膜。2.真空镀膜的总体膜系设计是在基材表面真空第一辅助沉积膜层为底层有机树酯薄膜，第二层为真空制备核心主膜层一光学增透膜，第三层是真空第二辅助沉积膜层为顶层有机树酯薄膜。3.采用一套真空镀膜装置包括一立式单开门真空室、一真空泵组、一电子枪电子束蒸发系统、一带转位的内置镀膜材料的四穴坩埚、一可转移位的坩埚挡板、一离子轰击捧、真空室顶部有一垂直轴系带动一转盘，其上均布有三组可公转/自转的基材夾具机架、一光电式膜厚监测系统、一数显式主电控系统。在真空室外部有一装有机树脂液体的不锈钢制的电阻式加热容器和送气管、一针阀开关和一个与真空室箱体连通的喷嘴。该装置一次可装入三块经予净化处理的被镀制基材，实现按程序连续完成三层沉积簿膜结构的制备。 4.辅助底层真空沉积薄膜的制备工艺是选用有机树脂类液体材料(聚四氟乙烯树脂、氟碳树脂、二甲基硅油树脂、聚硅氧烷树脂)的其中一种，装入一个不锈钢容器内，力口热容器，树脂类液体材料被蒸发汽化，当真空室内的真空度保持在8 IOPa时，打开針阀调节喷入真空室内的蒸汽流量，在真空室内的离子轰击棒产生的离子轰击下有机树脂材料分子被电离，高速飞向装在夾具支架上的基材下表面，沉积生成底层簿膜。5.电子束真空蒸发镀主膜层的制备工艺是选用金属氧化物材料(二氧化锆或二氧化铪中的一种)做镀膜膜材，将其放在真空室内的四穴坩埚内，当真空室内的极限真空度保持在6 X 10_3Pa 6. 2 X 10_3Pa时，打开电子枪电子束发生器，将电子束聚焦在第N号坩埚穴内的膜材上，膜材被高能加热蒸发汽化，在辅助离子轰击下，加速沉积在底层簿膜上生成主膜层(位于中间层)光学增透膜。6.辅助顶层真空沉积薄膜的制备工艺是重复所述的工艺，在中间层光学增透膜之上，沉积生成顶层簿膜。7.本专利技术具有如下优点和有益效果 {1}本专利技术采用上述真空镀膜的三层复合膜系设计和工艺解决了航空有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲脂)、聚碳酸酯(PC)类树脂等合成树脂类材料的传统真空镀膜工艺的膜层附着力很低、不耐捺的难题。 {2}本专利技术采用真空电子枪电子束镀膜装置和辅助离子轰击装置相组合，采用二氧化錯或二氧化铪的膜材，实现总膜层的透光率高于92%、雾度低于3%、牢固度佳。 {3}本专利技术采用增加制备两层辅助膜层的沉积方法，通过采用有机树酯类材料的加热汽化喷入真空室内被离子轰击的辅助沉积工艺技术，实现一次装夹基材工件，在系统真空状态连续完成三层复合薄膜的制备，总体膜层结构具有高附着力、光透过率高、雾度低、耐摩擦、耐候性、抗弱酸碱腐蚀等综合性能，并达到节能、提高工效、清除了对环境污染的有益效果。附图说明图I是本专利技术制备的真空镀膜膜层结构分布示意图。图中I-基材工件，2-底层是辅助有机树脂薄膜层{1}，3_中间层是主膜层光学增透膜，4-顶层是辅助有机树脂薄膜层⑵。图2是本专利技术采用的一个真空镀膜装置结构示意图，图中5-真空泵组，6-离子轰击棒，7-基材工件，8-垂直轴系，9-具有公转和自转功能的基材夹具组，10-真空镀膜机数控机柜(包括光电膜厚监测仪、真空度数显仪、高压电源等系统)，11-真空室箱体，12-可转位电子束挡板，13-电子束，14-电子枪组件，15-真空室箱体基座，16-金属氧化物膜材，17-四穴转位水冷坩埚，18-装有机树脂的加热容器，19-针阀喷嘴组件。 图3是膜层制备工艺流程示意图，图中20_超声波净化予处理的基材工件，21-第一步骤真空沉积辅助底层薄膜，22-第二步骤真空蒸镀主薄膜光学增透膜，23-第三步骤真空沉积辅助顶层薄膜。具体实施例方式I.透明航空有机玻璃视窗板基材(聚甲基丙烯酸甲脂)镀膜工件(7)，其规格为直径0:211_ X厚度5_。2.采用一个立式真空镀膜装置实现连续完成基材工件三层簿膜的制备。真空镀膜装置的结构组成如下立式单门真空室箱体(11)与真空泵组(5)相连接、箱体底板上安装电子枪电子束蒸发系统(14)和带转位的装膜材用的四穴坩埚(17)、坩埚穴中装入金属氧化物膜材(16)、可转位挡板(12)位于i甘祸上方200mm、一离子轰击捧(6)位于真空室中部、真空室顶板下表面装有一垂直轴系(8)带动一转盘，其上均布有三组可公转/自转的基材夾具机架(9)、装有机树脂液体的不锈钢制电阻式加热容器(18)位于真空室箱体机座(15)上，加热容器上的针阀开关和喷嘴(19)与真空箱体相通，用针阀调控有机树脂材料汽化后的蒸气喷入真空室的流量。光电式膜厚监测系统和数控系统的组合机柜(10)位于真空室箱体的右侧，机柜的一组电缆与真空室相连接。该装置最多一次可装入三块本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种航空有机玻璃的真空镀膜制备方法及其制备，其特征在于它采用一套电子束蒸发和离子辅助的真空镀膜装置连续制备辅-主-辅三层沉积薄膜结构，其制备工艺流程是第一步骤真空沉积辅助底层薄膜，第二步骤真空蒸镀主薄膜，第三步骤真空沉积辅助顶层薄膜，制备主膜用的膜材(二氧化锆或二氧化铪)被电子束聚焦能量加热蒸发和在辅助离子轰击下，在底层膜之上沉积形成的是光学增透膜，底层和顶层辅助薄膜的制备是用有机树脂类(优选聚四氟乙烯树脂、氟碳树脂、二甲基硅树脂、聚硅氧烷树脂中的其中一种)液体在真空室外被加热后成汽态状态，用一针型阀门调控输入真空室的蒸汽流量，在离子轰击下被电离成有机物分子而沉积在基片表面上形成辅助底层薄膜，而制备辅助顶层薄膜是在主层薄膜之上采用与上述制备辅助底层薄膜相同的方法。2.根据权利要求I所述的一种航空有机玻璃真空镀膜的制备方法及其制备，其特征在于所用的一个立式真空镀膜装置包括一立式单开门真空室、一真空泵组、一电子枪电子束蒸发系统、一带转位的内置镀膜材料的四穴水冷坩埚、一可转移位的挡板、一离子轰击捧、真空室顶部有一垂直轴系带动一转盘，其上均布有三组可公转/自转的基材夾具机架、一光电式膜厚监测系统、一数显式主电控系统，在真空室外部有一装有机树脂液体的不锈钢制的电阻式加热容器和送气管、一针阀开关和一个与真空室箱体连通的喷嘴。该装置一次可装入三块经予净化处理的被镀制基材，实现按程序连续完成三层簿膜结构的制备。3.根据权利要求I所述的一种航空有机玻璃真空镀膜的制备方法及其制备，其特征在于制备辅助底层簿膜的工艺是，真空室运行在普通真空状态，当真空度达8 IOPa时，将真空室外的有机树脂类液体材料加热汽化后的蒸汽用针阀开关调控喷入真空室内的...
【专利技术属性】
技术研发人员：宫杰，刘家兴，许镜明，蔡中林，邬纪泽，
申请(专利权)人：宫杰，刘家兴，邬纪泽，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。