复合材料离子镀纳米金属工艺及其制品的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于功能性纺织复合材料领域，具体涉及一种复合材料离子镀纳米金属工艺及其制品。
【背景技术】
[0002]纳米金属(银、铜、锌、镍及其合金等)是利用先进的纳米技术将金属材料纳米化，所述的金属纳米化粒子平均主要尺寸是小于10nm的单独粒子或粒子聚集体。纳米金属可产生各种优异功能和作用。如纳米银、纳米铜及其合金都具有很强的杀菌抗菌功能(纳米银可在数分钟内杀死650多种细菌)，广谱杀菌抗菌且无任何的耐药性和毒副刺激作用。多孔状聚乙烯薄膜与无纺布复合材料表面纳米金属化时，还存在一些核心的技术问题，一是纳米金属粒子数量不足和镀层附着力不强，而使材料的各种优异功能不够持久和充足；二是纳米金属镀层其纳米粒子分布范围难控、纳米粒子分布不均匀，使纳米级金属镀层变成为亚微米级甚至是微米级的金属镀层，而微米级金属层的表面性能与纳米级金属层表面所具有的性能(如比表面积、表面效应、体积效应和量子尺寸效应等)有巨大差别；三是基体含水含气率和基体表面洁净度的高低会直接影响纳米金属镀层附着力的强弱。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，提供一种复合材料离子镀纳米金属工艺，使镀层的纳米粒子分布窄且分布均匀，镀层附着力强，以提高制品的性能。
[0004]为了实现上述目的，本发明提供的复合材料离子镀纳米金属工艺，基体为多孔状聚乙烯薄膜与无纺布复合的复合材料，所述工艺包括以下步骤:
[0005](I)所述基体在真空室内，真空度1Pa?3.0 X 10_4Pa，加热温度为50°C?150°C，进行基体真空除水脱气处理；
[0006](2)采用阴极离子镀膜设备，以氩气或氮气作为保护气体，真空度为1.0\10^^?3.0父101^，温度为-1°〇?-35°〇，基体运行速度1.0?10.0m/min，对基体进行等离子体表面清洁处理，以金属为靶材，产生金属离子和纳米粒子，金属离子和纳米粒子密度为1.0?5.0g/m2，在基体表面进行离子镀纳米金属，纳米金属镀层的纳米粒子的粒度小于10nm ；
[0007](3)将上述材料分切、计量、真空封装。
[0008]本发明以多孔状聚乙烯薄膜与无纺布复合材料为基体，先对基体进行真空除水脱气处理，再采用离子镀膜法镀纳米金属，具有纳米金属镀层的纳米粒子分布窄、纳米金属镀层均匀性好、纳米金属表面活性高和无杂质等优点。
[0009]进一步地，所述纳米金属镀层的纳米粒子的粒度为10?30nm。纳米粒子分布范围窄、纳米粒子分布均匀，镀层附着力更强、度量更好。
【具体实施方式】
[0010]本发明提供了一种复合材料离子镀纳米金属工艺，基体为多孔状聚乙烯薄膜与无纺布复合的复合材料，多孔状聚乙烯薄膜具有大量的微孔，与无纺布复合后的复合材料具有导流、透气和过滤等作用。多孔状聚乙烯薄膜密度2.2?6.8g/m2、幅宽1380mm、厚度
0.06?0.018mm。无纺布密度20?180g/m2、厚度0.04?0.5mm、幅宽1360mm、纤维单丝直径 0.010 ?0.018mm、细度 1.58 ?1.86dtex。
[0011]实施例1
[0012]基体为多孔状聚乙烯薄膜与纯棉无纺布复合的复合材料，多孔状聚乙烯薄膜密度6.8g/m2、幅宽1380mm、厚度0.012mm，纯棉无纺布密度40g/m2、厚度0.28mm、幅宽1360mm、纤维单丝直径0.015mm、细度1.67dtex。工艺步骤包括:
[0013](I)将基体放置在真空室内，真空度为1.0XKT1Pa,加热温度50?80°C，加热时间10?60分钟，进行基体真空除水脱气处理。
[0014](2)采用幅宽为1400mm的阴极离子镀膜设备，把处理后的基体放置在镀膜设备的放卷装置上，真空度为2.1 X KT1Pa,温度为-15°C，基体运行速度为7.0m/min,以99.9%的氩气作为保护气体，流量为1200ml/min，进行基体等离子体表面清洁处理，以99.99%高纯度银作为靶材，磁控电压460?880V，电流12?20A，产生银离子和纳米粒子，在基体表面实现离子镀纳米银，产生的银离子和纳米粒子密度为1.0?5.0g/m2，纳米金属镀层的纳米粒子的粒度为10?30nm。得到的制品在基体上镀有纳米金属镀层，纳米金属镀层的纳米粒子的粒径为10?30nm。通过控制等离子体电源的功率和放卷速度，可以调节镀层的厚度。
[0015](3)按要求将上述材料分切，计量，真空封装。
[0016]实施例2
[0017]基体为多孔状聚乙烯薄膜与聚乳酸纤维无纺布复合的复合材料，多孔状聚乙烯薄膜密度6.8g/m2、幅宽1380mm、厚度0.012mm,聚乳酸纤维无纺布密度30g/m2、厚度0.22mm、幅宽1380mm、纤维单丝直径0.016mm、细度1.68dtex。工艺步骤包括:
[0018](I)将基体放置在真空室内，真空度为1.0 X KT1Pa,加热温度60?80°C，加热时间10?50分钟，进行基体真空除水脱气处理。
[0019](2)采用幅宽为1400mm的阴极离子镀膜设备，把处理后的基体放置在镀膜设备的放卷装置上，真空度为2.2X KT1Pa,温度为-20°C，基体运行速度为4.0m/min,以99.9%的氩气作为保护气体，流量为1200ml/min，进行基体等离子体表面清洁处理，以99.99%无氧铜作为靶材，磁控电压320?580V，电流15?36A，产生铜离子和纳米粒子，在基体表面实现离子镀纳米铜，产生的铜离子和纳米粒子密度为1.0?5.0g/m2，纳米金属镀层的纳米粒子的粒度为10?30nm。得到的制品在基体上镀有纳米金属镀层，纳米金属镀层的纳米粒子粒径为10?30nm。通过控制等离子体电源的功率和放卷速度，可以调节镀层的厚度。
[0020](3)按要求将上述材料分切，计量，真空封装。
[0021]本发明在步骤(I)中，真空度可以在1Pa至3.0X10_4Pa范围内选择，加热温度可以在50°C至150°C范围内选择，加热时间控制在10至60分钟。步骤(I)能有效除去基体上的水分、气泡和杂质，为后续的镀膜做好准备，可以使镀层附着力强，不易脱落。在步骤(2)中，保护气体可以是氩气或氮气，真空度为LOXKT1Pa至3.0X10_4Pa，温度为-1°C至-35°C，基体运行速度1.0至10.0m/min,产生的金属离子和纳米粒子密度为1.0至5.0g/m2。纳米金属镀层的纳米粒子的粒度小于lOOnm，相应地，得到的制品的纳米金属镀层的纳米粒子的粒度小于lOOnm。纳米金属镀层的纳米粒子的粒度在10?30nm为优选，纳米粒子分布范围窄、纳米粒子分布均匀，镀层附着力更强、度量更好。
[0022]金属为金、银、铝、铜、锌、铁、镍、钛、铂、钯、钴、钽、稀土金属及其混合物与合金、以及这些金属的混合物与合金，前述列出的金属为或的关系。最优先的是贵金属，其他的金属对本领域技术人员来说是显而易见的。
[0023]本发明可根据材料功能的具体要求设计纳米金属镀层，采用离子镀膜法在基体上镀两层或两层以上纳米金属镀层，通过镀层的叠加和复合得到各种功能性材料，如导电性、电磁屏蔽性、防静电性、绝热性、杀菌抗菌性等。
[0024]本发明具有纳米金属镀层的纳米粒子分布窄、纳米金属镀层均匀性好、纳米金属表面活性高和无杂质等优点，可连续化生产，成品率高、质量好、无污染且性能优异稳定。得到的制品可同时具有导流、透气、过滤、平衡水分和杀菌抗菌等多种优异功能和性能，可广泛用于医疗敷材、卫生用品和防护用品等产品中。
【主权项】
1.复合材料离子镀纳米金属工艺，其特征在于，基体为多孔状聚乙烯薄膜与无纺布复合的复合材料，所述工艺包括以下步骤: (1)所述基体在真空室内，真空度1Pa?3.0 X 10_4Pa，加热温度为50°C?150°C，进行基体真空除水脱气处理； (2)采用阴极离子镀膜设备，以氩气或氮气作为保护气体，真空度为1.0X KT1Pa?3.0X10_4Pa，温度为-1°C?_35°C，基体运行速度1.0?10.0m/min，对基体进行等离子体表面清洁处理，以金属为靶材，产生金属离子和纳米粒子，金属离子和纳米粒子密度为1.0?5.0g/m2，在基体表面进行离子镀纳米金属，纳米金属镀层的纳米粒子的粒度小于10nm ； (3)将上述材料分切、计量、真空封装。
2.根据权利要求1所述的复合材料离子镀纳米金属工艺，其特征在于，所述纳米金属镀层的纳米粒子的粒度为10?30nm。
3.根据权利要求2所述的复合材料离子镀纳米金属工艺，其特征在于，所述金属为金、银、铝、铜、锌、铁、镍、钛、铂、钯、钴、钽、稀土金属及其混合物与合金、以及这些金属的混合物与合金。
4.根据权利要求3所述的复合材料离子镀纳米金属工艺，其特征在于，所述无纺布密度20?180g/m2、厚度0.04?0.5mm、纤维单丝直径0.010?0.018mm、细度1.58?1.86dtex0
5.根据权利要求4所述的复合材料离子镀纳米金属工艺，其特征在于，所述无纺布为纯棉无纺布，密度40g/m2、厚度0.28mm、纤维单丝直径0.015mm、细度1.67dtex。
6.根据权利要求4或5所述的复合材料离子镀纳米金属工艺，其特征在于，所述多孔状聚乙稀薄膜密度2.2?6.8g/m2、厚度0.06?0.018_。
7.根据权利要求6所述的复合材料离子镀纳米金属工艺，其特征在于，在所述步骤(I)中，加热时间为10?60分钟。
8.采用权利要求1所述工艺制备的制品，其特征在于，基体为多孔状聚乙烯薄膜与无纺布复合的复合材料，所述基体上镀有纳米金属镀层，纳米金属镀层的纳米粒子的粒度小于 10nm0
9.根据权利要求8所述的制品，其特征在于，所述纳米金属镀层的纳米粒子的粒度为10 ?30nm。
10.根据权利要求9所述的制品，其特征在于，所述纳米金属镀层的金属为金、银、铝、铜、锌、铁、镍、钛、铂、钯、钴、钽、稀土金属及其混合物与合金、以及这些金属的混合物与合金。
【专利摘要】本发明涉及复合材料离子镀纳米金属工艺，其特征在于，基体为多孔状聚乙烯薄膜与无纺布复合的复合材料，工艺包括：(1)基体在真空度10Pa～3.0×10-4Pa的真空室内加热50℃～150℃，进行真空除水脱气处理；(2)采用阴极离子镀膜设备，以氩气或氮气作为保护气体，真空度为1.0×10-1Pa～3.0×10-4Pa，温度为-1℃～-35℃，基体运行速度1.0～10.0m/min，对基体进行等离子体表面清洁处理，以金属为靶材，产生密度为1.0～5.0g/m2的金属离子和纳米粒子，在基体表面进行离子镀纳米金属，纳米金属镀层的纳米粒子的粒度小于100nm；(3)将上述材料分切、计量、真空封装。本发明具有纳米金属镀层的纳米粒子分布窄、纳米金属镀层均匀性好、纳米金属表面活性高和无杂质等优点。
【IPC分类】C23C14-20, C23C14-28
【公开号】CN104831238
【申请号】CN201510149091
【发明人】朱家骏
【申请人】嘉兴中科奥度新材料有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月31日