專利名稱：一種制備茶色有機(jī)玻璃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料表面改性加工領(lǐng)域，特別涉及一種制備茶色有機(jī)玻璃的方法。
背景技術(shù)：
茶色有機(jī)玻璃相對于茶色普通玻璃來說，不僅具有同樣的光學(xué)性能和裝飾性能， 還具有優(yōu)異的機(jī)械性能，耐沖擊、韌性好，因而有更為廣泛的應(yīng)用前景?，F(xiàn)有的茶色普通玻璃的制備技術(shù)，如“普通玻璃真空鍍銅合金制茶鏡工藝”(專利號CN86107670)、“茶色玻璃的制造方法，(公開號CN92114772.4)，“電子輻照技術(shù)將普通玻璃轉(zhuǎn)變?yōu)椴枭ＡУ姆椒ā?申請?zhí)?00810017481. 1)都是針對普通玻璃而言，將普通玻璃轉(zhuǎn)換為普通茶色玻璃， 并且這些方法需要將普通的無色玻璃在高溫環(huán)境下進(jìn)行加工處理，這對熔點(diǎn)很低的有機(jī)玻璃來說是行不通的。而現(xiàn)有的茶色有機(jī)玻璃(包括其它顏色的彩色有機(jī)玻璃)主要是通過在普通有機(jī)玻璃生產(chǎn)時(shí)加入特定的染色劑而獲得，其工藝復(fù)雜、色調(diào)不易調(diào)整，生產(chǎn)過程中容易造成污染，同時(shí)成本較高。因此，尋求一種工藝簡單、色調(diào)易于調(diào)整、無污染且低成本的茶色有機(jī)玻璃制備技術(shù)是具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的就是提供一種制備茶色有機(jī)玻璃的方法，該方法工藝簡單，不需添加任何染色劑、無污染，制備的茶色有機(jī)玻璃表面硬度高、耐劃傷能力強(qiáng)，且能方便地制備出不同深度和色調(diào)的茶色有機(jī)玻璃。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是一種制備茶色有機(jī)玻璃的方法，其具體步驟是A、將無色的有機(jī)玻璃經(jīng)去離子水清洗后，置于微波電子回旋共振等離子體化學(xué)氣相沉積裝置的真空室中，真空室抽真空至0. 5 X 10 2X 10_3Pa ；B、向真空室內(nèi)通入乙炔、氬氣、氮?dú)夂投趸贾械囊环N氣體或一種以上的混合氣體至壓力為0. 1 2. OPa ；C、設(shè)置沉積裝置的微波源功率為400 800W，開啟微波電源，使氣體電離形成等離子體；同時(shí)，開啟沉積裝置的偏壓電源，等離子體對無色的有機(jī)玻璃進(jìn)行5 60 分鐘的表面處理，處理時(shí)偏壓電源的頻率為15 40kHZ，占空比為10% 40%，幅值為-100 -600V。上述B步驟中的混合氣體的各氣體流量比為乙炔氬氣氮?dú)舛趸?0 1 0 3 0 3 0 3，其中，至少有兩種氣體的流量大于0。本發(fā)明的機(jī)理是通過氣體放電產(chǎn)生的等離子體與有機(jī)玻璃相互作用，使其表面發(fā)生輕微碳化，生成一層茶色的碳化膜；或者在有機(jī)玻璃表面生成一層硬質(zhì)的茶色薄膜，從而將無色有機(jī)玻璃變?yōu)椴枭袡C(jī)玻璃。通過控制有機(jī)玻璃表面的碳化程度或者生成薄膜的密度、厚度等參
3數(shù)就可改變有機(jī)玻璃的透光率與茶色的深淺。而有機(jī)玻璃表面的碳化程度及生成薄膜的密度、厚度都受制于與氣體放電產(chǎn)生的等離子能量、等離子體密度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是一、通過調(diào)節(jié)氣體數(shù)量、微波源的功率大小、偏壓電源以及調(diào)節(jié)等離子體處理時(shí)間，就可非常方便地控制氣體放電產(chǎn)生的等離子能量、等離子體密度，從而方便的控制制備的茶色有機(jī)玻璃的深度和色調(diào)，其調(diào)色方便、容易；僅需一道工序就由沉積裝置按預(yù)設(shè)參數(shù)自動將無色的有機(jī)玻璃轉(zhuǎn)變?yōu)樘囟ǖ牟枭袡C(jī)玻璃，制備的茶色有機(jī)玻璃顏色一致、色調(diào)均勻、重復(fù)性好；對操作人員要求低、工藝操作簡單。二、本發(fā)明的等離子體充滿沉積裝置的真空室，能從各個(gè)方向沉積到有機(jī)玻璃上， 不受視線限制。因此，不僅可以將普通平面有機(jī)玻璃改性、還能方便地將各種形狀復(fù)雜的無色有機(jī)玻璃制品改性變色成茶色有機(jī)玻璃制品。而通過掩模，還可方便的在無色有機(jī)玻璃制品表面得到特定的圖案或字畫。三、本發(fā)明不需添加任何染色劑，微波放電方式不存在電極污染，工藝環(huán)保；而現(xiàn)有的制備工藝由于染色劑的添加，生產(chǎn)過程中容易造成污染。四、本發(fā)明的制備方法，能使有機(jī)玻璃表面交聯(lián)度增強(qiáng)，并在其表面得到結(jié)合牢固的硬質(zhì)碳膜或碳氮膜，所獲得的茶色有機(jī)玻璃表面硬度、耐劃傷能力高。下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的茶色有機(jī)玻璃照片。圖2是本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的茶色有機(jī)玻璃照片。圖3是本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2制備得到的茶色有機(jī)玻璃與未處理的無色的有機(jī)玻璃的透光率曲線圖。圖中橫座標(biāo)為光波波長，縱座標(biāo)為對相應(yīng)波長的透光率。其中，曲線Sample 1為實(shí)施例1茶色有機(jī)玻璃透光率曲線；曲線Sample 2為實(shí)施例2茶色有機(jī)玻璃透光率曲線；曲線Untreated為未處理的無色的有機(jī)玻璃透光率曲線。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
為一種制備茶色有機(jī)玻璃的方法，其具體步驟是A、將無色的有機(jī)玻璃經(jīng)去離子水清洗后，置于微波電子回旋共振等離子體化學(xué)氣相沉積裝置的真空室中，真空室抽真空至0. 8 X 10-3 ；B、向真空室內(nèi)按乙炔氮?dú)舛趸?1 1 1通入乙炔、氮?dú)夂投趸贾翂毫?. 2Pa；C、設(shè)置沉積裝置的微波源功率為800W，開啟微波電源，使氣體電離形成等離子體； 同時(shí)，開啟沉積裝置的偏壓電源，等離子體對無色的有機(jī)玻璃進(jìn)行20分鐘的表面處理，處理時(shí)偏壓電源的頻率為15kHZ，占空比為10%，幅值為-100V。圖1示出，實(shí)施例1獲得的茶色有機(jī)玻璃顏色較深；圖3示出，相對于未處理的無色的有機(jī)玻璃實(shí)施例1制得的茶色有機(jī)玻璃，在可見光波段內(nèi)透光率下降。在可見光550 納米處(太陽光譜峰值波長)，其透光率為0. 68，而未處理的無色的有機(jī)玻璃為0. 83。
實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例1過程基本相同，所不同的是本例中按氣體流量比乙炔氮?dú)舛趸?1:2:1通入氣體。圖2示出，實(shí)施例2獲得的茶色有機(jī)玻璃顏色較淺；圖3示出，相對于未處理的無色的有機(jī)玻璃實(shí)施例2制得的茶色有機(jī)玻璃，在可見光波段內(nèi)透光率下降。在可見光550 納米處(太陽光譜峰值波長)，其透光率為0. 56，而未處理的無色的有機(jī)玻璃為0. 83。實(shí)施例3 37實(shí)施例3 37與實(shí)施例1的操作基本相同，只是操作時(shí)的相應(yīng)參數(shù)有所變化，其采用的具體參數(shù)如下表(為了方便比較，也將實(shí)施例1和實(shí)施例2的參數(shù)列入表中。)
權(quán)利要求
1.一種制備茶色有機(jī)玻璃的方法，其具體步驟是A、將無色的有機(jī)玻璃經(jīng)去離子水清洗后，置于微波電子回旋共振等離子體化學(xué)氣相沉積裝置的真空室中，真空室抽真空至0. 5 X 10 2X 10_3Pa ；B、向真空室內(nèi)通入乙炔、氬氣、氮?dú)夂投趸贾械囊环N氣體或一種以上的混合氣體至壓力為0. 1 2. OPa ；C、設(shè)置沉積裝置的微波源功率為400 800W，開啟微波電源，使氣體電離形成等離子體；同時(shí)，開啟沉積裝置的偏壓電源，等離子體對無色的有機(jī)玻璃進(jìn)行5 60分鐘的表面處理，處理時(shí)偏壓電源的頻率為15 40kHZ，占空比為10% 40%，幅值為-100 -600V。
2.根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種制備茶色有機(jī)玻璃的方法，其特征在于所述B步驟中的混合氣體的各氣體流量比為乙炔氬氣氮?dú)舛趸?0 1 0 3 0 3 0 3，其中，至少有兩種氣體的流量大于0。
全文摘要
一種制備茶色有機(jī)玻璃的方法，將無色有機(jī)玻璃清洗后置于微波電子回旋共振等離子體化學(xué)氣相沉積裝置真空室中，抽真空至0.5×10-3Pa～2×10-3Pa；通入乙炔、氬氣、氮?dú)夂投趸贾械囊环N氣體或一種以上的混合氣體至壓力為0.1～2.0Pa；設(shè)置沉積裝置微波源功率為400～800W，開啟微波電源，氣體放電形成等離子體，開啟沉積裝置偏壓電源，對無色有機(jī)玻璃進(jìn)行5～60分鐘表面處理，處理時(shí)偏壓電源頻率15～40kHZ，占空比10％～40％，幅值-100～-600V。該方法工藝簡單，不添加任何染色劑、無污染，制備的茶色有機(jī)玻璃表面硬度高、耐劃能力強(qiáng)，且能方便地制備出不同深度和色調(diào)的茶色有機(jī)玻璃。
文檔編號C08L33/12GK102558593SQ20121003238
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者冷永祥, 孫鴻, 謝東, 黃楠 申請人:西南交通大學(xué)