復合材料離子鍍納米金屬工藝及其制品的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于功能性紡織復合材料領域，具體涉及一種復合材料離子鍍納米金屬工藝及其制品。
【背景技術】
[0002]納米金屬(銀、銅、鋅、鎳及其合金等)是利用先進的納米技術將金屬材料納米化，所述的金屬納米化粒子平均主要尺寸是小于10nm的單獨粒子或粒子聚集體。納米金屬可產(chǎn)生各種優(yōu)異功能和作用。如納米銀、納米銅及其合金都具有很強的殺菌抗菌功能(納米銀可在數(shù)分鐘內(nèi)殺死650多種細菌)，廣譜殺菌抗菌且無任何的耐藥性和毒副刺激作用。多孔狀聚乙烯薄膜與無紡布復合材料表面納米金屬化時，還存在一些核心的技術問題，一是納米金屬粒子數(shù)量不足和鍍層附著力不強，而使材料的各種優(yōu)異功能不夠持久和充足；二是納米金屬鍍層其納米粒子分布范圍難控、納米粒子分布不均勻，使納米級金屬鍍層變成為亞微米級甚至是微米級的金屬鍍層，而微米級金屬層的表面性能與納米級金屬層表面所具有的性能(如比表面積、表面效應、體積效應和量子尺寸效應等)有巨大差別；三是基體含水含氣率和基體表面潔凈度的高低會直接影響納米金屬鍍層附著力的強弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，提供一種復合材料離子鍍納米金屬工藝，使鍍層的納米粒子分布窄且分布均勻，鍍層附著力強，以提高制品的性能。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的復合材料離子鍍納米金屬工藝，基體為多孔狀聚乙烯薄膜與無紡布復合的復合材料，所述工藝包括以下步驟:
[0005](I)所述基體在真空室內(nèi)，真空度1Pa?3.0 X 10_4Pa，加熱溫度為50°C?150°C，進行基體真空除水脫氣處理；
[0006](2)采用陰極離子鍍膜設備，以氬氣或氮氣作為保護氣體，真空度為1.0\10^^?3.0父101^，溫度為-1°〇?-35°〇，基體運行速度1.0?10.0m/min，對基體進行等離子體表面清潔處理，以金屬為靶材，產(chǎn)生金屬離子和納米粒子，金屬離子和納米粒子密度為1.0?5.0g/m2，在基體表面進行離子鍍納米金屬，納米金屬鍍層的納米粒子的粒度小于10nm ；
[0007](3)將上述材料分切、計量、真空封裝。
[0008]本發(fā)明以多孔狀聚乙烯薄膜與無紡布復合材料為基體，先對基體進行真空除水脫氣處理，再采用離子鍍膜法鍍納米金屬，具有納米金屬鍍層的納米粒子分布窄、納米金屬鍍層均勻性好、納米金屬表面活性高和無雜質(zhì)等優(yōu)點。
[0009]進一步地，所述納米金屬鍍層的納米粒子的粒度為10?30nm。納米粒子分布范圍窄、納米粒子分布均勻，鍍層附著力更強、度量更好。
【具體實施方式】
[0010]本發(fā)明提供了一種復合材料離子鍍納米金屬工藝，基體為多孔狀聚乙烯薄膜與無紡布復合的復合材料，多孔狀聚乙烯薄膜具有大量的微孔，與無紡布復合后的復合材料具有導流、透氣和過濾等作用。多孔狀聚乙烯薄膜密度2.2?6.8g/m2、幅寬1380mm、厚度
0.06?0.018mm。無紡布密度20?180g/m2、厚度0.04?0.5mm、幅寬1360mm、纖維單絲直徑 0.010 ?0.018mm、細度 1.58 ?1.86dtex。
[0011]實施例1
[0012]基體為多孔狀聚乙烯薄膜與純棉無紡布復合的復合材料，多孔狀聚乙烯薄膜密度6.8g/m2、幅寬1380mm、厚度0.012mm，純棉無紡布密度40g/m2、厚度0.28mm、幅寬1360mm、纖維單絲直徑0.015mm、細度1.67dtex。工藝步驟包括:
[0013](I)將基體放置在真空室內(nèi)，真空度為1.0XKT1Pa,加熱溫度50?80°C，加熱時間10?60分鐘，進行基體真空除水脫氣處理。
[0014](2)采用幅寬為1400mm的陰極離子鍍膜設備，把處理后的基體放置在鍍膜設備的放卷裝置上，真空度為2.1 X KT1Pa,溫度為-15°C，基體運行速度為7.0m/min,以99.9%的氬氣作為保護氣體，流量為1200ml/min，進行基體等離子體表面清潔處理，以99.99%高純度銀作為靶材，磁控電壓460?880V，電流12?20A，產(chǎn)生銀離子和納米粒子，在基體表面實現(xiàn)離子鍍納米銀，產(chǎn)生的銀離子和納米粒子密度為1.0?5.0g/m2，納米金屬鍍層的納米粒子的粒度為10?30nm。得到的制品在基體上鍍有納米金屬鍍層，納米金屬鍍層的納米粒子的粒徑為10?30nm。通過控制等離子體電源的功率和放卷速度，可以調(diào)節(jié)鍍層的厚度。
[0015](3)按要求將上述材料分切，計量，真空封裝。
[0016]實施例2
[0017]基體為多孔狀聚乙烯薄膜與聚乳酸纖維無紡布復合的復合材料，多孔狀聚乙烯薄膜密度6.8g/m2、幅寬1380mm、厚度0.012mm,聚乳酸纖維無紡布密度30g/m2、厚度0.22mm、幅寬1380mm、纖維單絲直徑0.016mm、細度1.68dtex。工藝步驟包括:
[0018](I)將基體放置在真空室內(nèi)，真空度為1.0 X KT1Pa,加熱溫度60?80°C，加熱時間10?50分鐘，進行基體真空除水脫氣處理。
[0019](2)采用幅寬為1400mm的陰極離子鍍膜設備，把處理后的基體放置在鍍膜設備的放卷裝置上，真空度為2.2X KT1Pa,溫度為-20°C，基體運行速度為4.0m/min,以99.9%的氬氣作為保護氣體，流量為1200ml/min，進行基體等離子體表面清潔處理，以99.99%無氧銅作為靶材，磁控電壓320?580V，電流15?36A，產(chǎn)生銅離子和納米粒子，在基體表面實現(xiàn)離子鍍納米銅，產(chǎn)生的銅離子和納米粒子密度為1.0?5.0g/m2，納米金屬鍍層的納米粒子的粒度為10?30nm。得到的制品在基體上鍍有納米金屬鍍層，納米金屬鍍層的納米粒子粒徑為10?30nm。通過控制等離子體電源的功率和放卷速度，可以調(diào)節(jié)鍍層的厚度。
[0020](3)按要求將上述材料分切，計量，真空封裝。
[0021]本發(fā)明在步驟(I)中，真空度可以在1Pa至3.0X10_4Pa范圍內(nèi)選擇，加熱溫度可以在50°C至150°C范圍內(nèi)選擇，加熱時間控制在10至60分鐘。步驟(I)能有效除去基體上的水分、氣泡和雜質(zhì)，為后續(xù)的鍍膜做好準備，可以使鍍層附著力強，不易脫落。在步驟(2)中，保護氣體可以是氬氣或氮氣，真空度為LOXKT1Pa至3.0X10_4Pa，溫度為-1°C至-35°C，基體運行速度1.0至10.0m/min,產(chǎn)生的金屬離子和納米粒子密度為1.0至5.0g/m2。納米金屬鍍層的納米粒子的粒度小于lOOnm，相應地，得到的制品的納米金屬鍍層的納米粒子的粒度小于lOOnm。納米金屬鍍層的納米粒子的粒度在10?30nm為優(yōu)選，納米粒子分布范圍窄、納米粒子分布均勻，鍍層附著力更強、度量更好。
[0022]金屬為金、銀、鋁、銅、鋅、鐵、鎳、鈦、鉑、鈀、鈷、鉭、稀土金屬及其混合物與合金、以及這些金屬的混合物與合金，前述列出的金屬為或的關系。最優(yōu)先的是貴金屬，其他的金屬對本領域技術人員來說是顯而易見的。
[0023]本發(fā)明可根據(jù)材料功能的具體要求設計納米金屬鍍層，采用離子鍍膜法在基體上鍍兩層或兩層以上納米金屬鍍層，通過鍍層的疊加和復合得到各種功能性材料，如導電性、電磁屏蔽性、防靜電性、絕熱性、殺菌抗菌性等。
[0024]本發(fā)明具有納米金屬鍍層的納米粒子分布窄、納米金屬鍍層均勻性好、納米金屬表面活性高和無雜質(zhì)等優(yōu)點，可連續(xù)化生產(chǎn)，成品率高、質(zhì)量好、無污染且性能優(yōu)異穩(wěn)定。得到的制品可同時具有導流、透氣、過濾、平衡水分和殺菌抗菌等多種優(yōu)異功能和性能，可廣泛用于醫(yī)療敷材、衛(wèi)生用品和防護用品等產(chǎn)品中。
【主權項】
1.復合材料離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，基體為多孔狀聚乙烯薄膜與無紡布復合的復合材料，所述工藝包括以下步驟: (1)所述基體在真空室內(nèi)，真空度1Pa?3.0 X 10_4Pa，加熱溫度為50°C?150°C，進行基體真空除水脫氣處理； (2)采用陰極離子鍍膜設備，以氬氣或氮氣作為保護氣體，真空度為1.0X KT1Pa?3.0X10_4Pa，溫度為-1°C?_35°C，基體運行速度1.0?10.0m/min，對基體進行等離子體表面清潔處理，以金屬為靶材，產(chǎn)生金屬離子和納米粒子，金屬離子和納米粒子密度為1.0?5.0g/m2，在基體表面進行離子鍍納米金屬，納米金屬鍍層的納米粒子的粒度小于10nm ； (3)將上述材料分切、計量、真空封裝。
2.根據(jù)權利要求1所述的復合材料離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，所述納米金屬鍍層的納米粒子的粒度為10?30nm。
3.根據(jù)權利要求2所述的復合材料離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，所述金屬為金、銀、鋁、銅、鋅、鐵、鎳、鈦、鉑、鈀、鈷、鉭、稀土金屬及其混合物與合金、以及這些金屬的混合物與合金。
4.根據(jù)權利要求3所述的復合材料離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，所述無紡布密度20?180g/m2、厚度0.04?0.5mm、纖維單絲直徑0.010?0.018mm、細度1.58?1.86dtex0
5.根據(jù)權利要求4所述的復合材料離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，所述無紡布為純棉無紡布，密度40g/m2、厚度0.28mm、纖維單絲直徑0.015mm、細度1.67dtex。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的復合材料離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，所述多孔狀聚乙稀薄膜密度2.2?6.8g/m2、厚度0.06?0.018_。
7.根據(jù)權利要求6所述的復合材料離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，在所述步驟(I)中，加熱時間為10?60分鐘。
8.采用權利要求1所述工藝制備的制品，其特征在于，基體為多孔狀聚乙烯薄膜與無紡布復合的復合材料，所述基體上鍍有納米金屬鍍層，納米金屬鍍層的納米粒子的粒度小于 10nm0
9.根據(jù)權利要求8所述的制品，其特征在于，所述納米金屬鍍層的納米粒子的粒度為10 ?30nm。
10.根據(jù)權利要求9所述的制品，其特征在于，所述納米金屬鍍層的金屬為金、銀、鋁、銅、鋅、鐵、鎳、鈦、鉑、鈀、鈷、鉭、稀土金屬及其混合物與合金、以及這些金屬的混合物與合金。
【專利摘要】本發(fā)明涉及復合材料離子鍍納米金屬工藝，其特征在于，基體為多孔狀聚乙烯薄膜與無紡布復合的復合材料，工藝包括：(1)基體在真空度10Pa～3.0×10-4Pa的真空室內(nèi)加熱50℃～150℃，進行真空除水脫氣處理；(2)采用陰極離子鍍膜設備，以氬氣或氮氣作為保護氣體，真空度為1.0×10-1Pa～3.0×10-4Pa，溫度為-1℃～-35℃，基體運行速度1.0～10.0m/min，對基體進行等離子體表面清潔處理，以金屬為靶材，產(chǎn)生密度為1.0～5.0g/m2的金屬離子和納米粒子，在基體表面進行離子鍍納米金屬，納米金屬鍍層的納米粒子的粒度小于100nm；(3)將上述材料分切、計量、真空封裝。本發(fā)明具有納米金屬鍍層的納米粒子分布窄、納米金屬鍍層均勻性好、納米金屬表面活性高和無雜質(zhì)等優(yōu)點。
【IPC分類】C23C14-20, C23C14-28
【公開號】CN104831238
【申請?zhí)枴緾N201510149091
【發(fā)明人】朱家駿
【申請人】嘉興中科奧度新材料有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年3月31日