[实用新型]一种橡胶表面的抗紫外耐磨复合膜

说明书

本实用新型提供一种橡胶表面的抗紫外耐磨复合膜，属于橡胶表面技术领域。本实用新型的抗紫外耐磨复合膜成膜于橡胶表面，其中，所述抗紫外耐磨复合膜具有双层薄膜结构，其包括在所述橡胶表面上依次沉积形成的用于吸收紫外线的Ti‑O薄膜和用于增强所述橡胶的耐磨性能的类金刚石薄膜。本实用新型具有良好的紫外线吸收效果，同时还能起到保护层作用。

技术领域

本实用新型属于橡胶表面技术领域，涉及一种橡胶表面的抗紫外耐磨复合薄膜

背景技术

橡胶行业是国民经济最重要的基础行业之一，橡胶已经被广泛应用在生活生产中，在密封件、外包装等领域中随处可见橡胶的影子。橡胶密封件在工作环境中长期受到严重的摩擦易导致磨损失效，且橡胶的工作环境一般都处于直接或者间接暴露在光照下，易受到紫外线干扰，而橡胶抗紫外线能力普遍都比较差。这些因素造成橡胶制品的寿命非常有限。

名称为“一种用于橡胶模具的类金刚石微纳米涂层及制备方法”、公开号为CN105420673A发明专利批露了一种应用于橡胶基体上增强基体硬度和耐磨性的类金刚石涂层及其制备方法，然而，这种设计存在以下问题和缺点：类金刚石涂层虽具有耐腐蚀的性能, 但是良好的紫外光透过性也限制了其对于橡胶在紫外线暴露下老化的保护。有相关发明专利:二氧化钛作为抗紫外线剂在橡胶组合物中的用途(公开号CN1313878A)披露了一种利用小粒径二氧化钛微粒掺入橡胶防止橡胶紫外老化的方法, 然而, 这种设计存在以下问题和缺点：在橡胶成分中添加抗紫外线剂往往会影响橡胶的力学性能(彭向阳,王聪,罗伟才, 等.紫外吸收剂对硅橡胶力学和表面性能的影响研究[J].武汉理工大学学报,2016,(5):34-39. DOI:10.3963/j.issn.1671-4431.2016.05.007.), 且小粒径二氧化钛制备工艺较复杂, 不利于工业生产。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种新型的橡胶表面的抗紫外耐磨复合膜的设计，其目的在于，提供一种既耐磨抗蚀，还具有防止橡胶在紫外线暴露下老化的表面保护膜。该复合膜制备方法简单，适应于橡胶的工业生产。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种新型的橡胶表面抗紫外耐磨复合膜的设计及其制备是这样实现的：

本实用新型的橡胶表面的抗紫外耐磨复合膜成膜于橡胶表面，其中，所述抗紫外耐磨复合膜具有双层薄膜结构，其包括在所述橡胶表面上依次沉积形成的用于吸收紫外线的Ti-O薄膜和用于增强所述橡胶的耐磨性能的类金刚石薄膜。成膜于橡胶表面的紫外耐磨复合膜可以吸收紫外光，同时增强橡胶耐划擦磨损性能。

本实用新型的一实施例的抗紫外耐磨复合膜中，所述Ti-O薄膜的厚度范围为30nm-100nm，所述类金刚石薄膜的厚度范围为30nm-200nm。

本实用新型的一实施例的抗紫外耐磨复合膜中，所述Ti-O膜是有元素X掺杂的X-Ti-O薄膜，其中X是C、N的一种或几种；DLC膜是有元素Y掺杂的类金刚石薄，其中Y是Si、N的一种或几种。

在橡胶基体上沉积抗紫外耐磨复合膜的方法，是采用磁控溅射法（包括脉冲直流磁控溅射法，直流磁控溅射法），其中Ti-O薄膜是以高纯钛为靶源，以含氧元素气体（包括二氧化碳、氧气）和氩气的混合气体为放电气体；DLC薄膜是以高纯石墨为靶源，以碳化物气体(包括甲烷、乙炔、丁烷)和氩气的混合气体为放电气体或以纯氩气为放电气体。橡胶在沉积前进行清洗、烘干和反溅射清洗等预处理；沉积薄膜时真空度在0.1-2 Pa之间，基材不加热，基板偏压为0-200 V，电源电流为0.1-0.3 A；沉积Ti-O薄膜进气分压比（CO₂ /Ar）为1/5-3/5。通过控制沉积时间，调控沉积薄膜的厚度。