[发明专利]一种用于制造特殊气瓶内派瑞林覆层的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及真空纳米涂敷应用领域，具体涉及一种制造特殊气瓶内派瑞林覆层的方法和装置。

背景技术

特殊气瓶是指在医疗、工业及食品行业中用的气瓶，材质为铝合金，充装腐蚀性气体或其他纯净气体。为了隔绝瓶内气体与气瓶金属壁接触，增加气瓶的使用寿命，防止金属被气瓶内储存气体腐蚀污染，必须在气瓶内部做涂层处理。

目前在气瓶内部做涂层，主要使用喷涂工艺，使用环氧树脂等有机涂料。其缺点是涂敷不均匀，涂层易脱落及龟裂，影响气瓶的使用寿命，同时污染气瓶内气体。

聚对二甲苯及衍生物（商品名Parylene，派瑞林）是一种高性能无色透明覆层材料，具有优异的电绝缘性能、物理机械性能和优异的防护性能，使其在越来越多的高科技领域得到广泛的应用。

派瑞林覆层的制备采用化学气相沉积工艺，其原料是对二甲苯环二体及其衍生物。制备过程为：真空环境下，气化室150-200°C使固体原料气化进入裂解室，在650-680°C下裂解成具有反应活性的单体，最后进入沉积室，室温下，在被涂敷物体表面沉积聚合，形成派瑞林涂层。

普通的制备派瑞林覆层的方法，是把需要涂敷的物体放在沉积室中，充满沉积室中的派瑞林单体会沉积在物体表面，形成聚合物。但这样的方法和装置，不适合气瓶内部覆层的制备，因为气瓶内部覆层的制备是需要将派瑞林覆层涂敷在气瓶的内壁而非表面，而普通的方法和装置都难以达到这个要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有特殊气瓶涂层在材料、工艺、装置上的缺陷，填补气瓶覆层制备的空白，提供一种制备特殊气瓶内部涂层的方法和装置。

为实现上述目的，本发明提供一种用于特殊气瓶内制造派瑞林覆层的方法，所述方法包括以下步骤：将制备派瑞林覆层的材料经过蒸发、裂解，然后使其通过导气管，再直接传送到气瓶内部，在气瓶内表面沉积，形成派瑞林覆层。

其中，所述制备派瑞林覆层的材料为对二甲苯环二体或其卤代衍生物或烷基衍生物。

其中，所述制备派瑞林覆层的材料为对二甲苯环二体或二卤代对二甲苯环二体或二烷基对二甲苯环二体。

其中，所述覆层制备过程均在真空条件下进行。

本发明还提供一种用于制造特殊气瓶内派瑞林覆层的装置。所述装置包括蒸发室、裂解室、导气管、沉积室、冷阱、真空系统。

其中，所述导气管伸入到气瓶内部，导气管壁上分布有导气孔。

其中，所述导气管为圆筒形，长度0.2米-0.8米，直径3毫米-10毫米；材质为不锈钢。

其中，根据一次性制备覆层的气瓶数量，所述导气管可以经由气体分配头组合成单管、双管或多管的形式。

其中，所述特殊气瓶放置在沉积室内，根据气瓶大小和一次性制备覆层的气瓶数量确定沉积室的大小。

其中，所述沉积室长1-1.5米，宽1-4米，高1-1.5米，材质为碳钢或不锈钢，可放置特殊气瓶1-4个。

派瑞林覆层为聚对二甲苯环二体及其衍生物，其结构式为：

其中：R=H，Cl，F，CH₃，CH₃CH_2。

能够形成上述派瑞林聚合物的原料为派瑞林单体，其结构式为：

其中：R=H，Cl，F，CH₃，CH₃CH_2。

能够形成上述派瑞林单体的原料为对二甲苯环二体及其衍生物，其结构式为：

其中：R=H，Cl，F，CH₃，CH₃CH_2。

具体步骤：在真空条件下，对二甲苯环二体或其衍生物在气化室加热气化，派瑞林环二体的气体进入裂解室高温裂解成派瑞林的活性单体气体，派瑞林单体的气体通过导管进入放置在沉积室的气瓶内部，室温沉积并聚合成派瑞林的薄膜，这样，在气瓶内部就均匀的覆盖了一层派瑞林覆层。

 在此过程中，物料的结构变化如下：

其中：R=H，Cl，F，CH₃，CH₃CH_2。

用于制造特殊气瓶内派瑞林覆层的装置示意图如图1所示。

具体操作中，气化室、裂解室、沉积室等部件的尺寸大小本领域技术人员可以根据实际情况订购。气化室、裂解室、沉积室的温度和真空度，本领域技术人员也可根据不同的派瑞林环二体的性质设定。