專利名稱：制備溶膠－凝膠涂層材料的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制備溶膠-凝膠涂層材料的裝置，具體地講涉及一種在不規(guī)則或具有特定形狀的材料或器件上制備溶膠-凝膠涂層材料的裝置。
但是，如果采用浸漬提拉法在象毛細管這樣具有特定形狀的材料或器件上制備溶膠-凝膠涂層材料，將會遇到很多問題。仍然以毛細管為例。因為毛細管較長，采用提拉法勢必需要很大的垂直空間，這對室內(nèi)空間的利用是不利的。而更為重要的是，由于毛細管較長，在垂直提拉的過程中不僅容易出現(xiàn)斷裂而且還不可避免地要產(chǎn)生很大的振動，從而很難制備出厚度均勻，表面光滑的薄膜或涂層材料。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是制備溶膠-凝膠涂層材料的裝置，其特征是它主要由連通器、牽引機構(gòu)組成，連通器由溶膠容器7與牽引機構(gòu)的滑軌6、牽引繩8相連接。
所述的連通器由柔性塑料管1、固定板2、空芯管3、蓋板4、溶膠容器7組成，柔性塑料管1的一端與空芯管3的底端相連通，另一端與溶膠容器7的底端相連通；固定板2位于空芯管3內(nèi)下端部，蓋板4位于空芯管3上端開口處，固定板2、蓋板4中央各開有毛細管孔，其兩孔對應(yīng)同心。
所述的牽引機構(gòu)由滑軌6、牽引繩8、變向輪9、馬達10組成，牽引繩8一端與馬達10相連接，另一端穿過變向輪9與溶膠容器7相連接，溶膠容器7位于滑軌6內(nèi)并由溶膠容器7上的滑輪與滑軌6相接觸。
所述的溶膠容器7的直徑是空芯管3的2.5倍。
所述的固定板2、蓋板4中央毛細管孔內(nèi)插有毛細管5。
本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)，由于在本發(fā)明中溶膠和不規(guī)則或具有特定形狀的材料或器件(如毛細管)均在同一空間(空芯管內(nèi))，因此至少可以節(jié)省一半的垂直空間；由于在本發(fā)明中毛細管和空芯管均處于固定狀態(tài)，鍍膜過程中的振動幾乎可以完全消除，實現(xiàn)準靜態(tài)鍍膜，因此不僅可以避免提拉法中毛細管容易被拉斷的弊端，還可以制備出厚度均勻的溶膠涂層。采用細長的空芯管3作溶膠池，可以大大減少溶膠的用量。
本發(fā)明解決了傳統(tǒng)的溶膠-凝膠涂層制備技術(shù)中振動大，涂層厚度不均勻，所需垂直空間大，難以在管、凹狀物、凸狀物、孔狀物、棒狀物等異型構(gòu)件上制備溶膠的問題。本發(fā)明設(shè)備簡單，操作簡便，特別適合采用溶膠-凝膠法在管、凹狀物、凸狀物、孔狀物、棒狀物等異型構(gòu)件上制備功能涂層材料，如光纖傳感器，光波導(dǎo)器件，防腐保護涂層，光學(xué)功能薄膜等等。此外，本發(fā)明亦可運用于在平面狀物如板，片，盤等表面上制備溶膠-凝膠涂層材料，與傳統(tǒng)的溶膠-凝膠涂層制備技術(shù)相比，本發(fā)明制備的涂層更均勻，在反復(fù)涂覆制備較厚涂層時的操作程序更加簡便。
圖3是是本發(fā)明固定板結(jié)構(gòu)不意圖其中1-柔性塑料管、2-固定板、3-空芯管、4-蓋板、5-毛細管、6-滑軌、7-溶膠容器、8-牽引繩、9-變向輪、10-馬達。
如圖2、圖3所示，所述的連通器由柔性塑料管1、固定板2、空芯管3、蓋板4、溶膠容器7組成，柔性塑料管1的一端與空芯管3的底端相連通，另一端與溶膠容器7的底端相連通；固定板2位于空芯管3內(nèi)下端部，蓋板4位于空芯管3上端開口處，固定板2、蓋板4中央各開有毛細管孔，其兩孔對應(yīng)同心。
所述的牽引機構(gòu)由滑軌6、牽引繩8、變向輪9、馬達10組成，牽引繩8一端與馬達1O相連接，另一端穿過變向輪9與溶膠容器7相連接，溶膠容器7位于滑軌6內(nèi)并由溶膠容器7上的滑輪與滑軌6相接觸。
所述的溶膠容器7的直徑是空芯管3的2.5倍。
所述的固定板2、蓋板4中央毛細管孔內(nèi)插有毛細管5。溶膠涂層的制備如

圖1所示。空芯管3與溶膠容器7通過柔性塑料管連接在一起形成連通器。空芯管3是固定的，溶膠容器7可以通過馬達10的牽引沿著滑軌6垂直升降。將制備好的溶膠倒入溶膠容器7。反時針方向轉(zhuǎn)動馬達10收卷牽引繩8，溶膠容器上升。相應(yīng)地，空芯管3內(nèi)的溶膠液面也上升。當(dāng)該液面上升到空芯管的頂端，停止馬達。將毛細管迅速插入空芯管3內(nèi)。隨著毛細管的插入，毛細管中很快也充滿溶膠。使整個裝置保持靜止狀態(tài)，30秒鐘后以設(shè)定的轉(zhuǎn)速順時針方向轉(zhuǎn)動馬達，釋放牽引繩，溶膠容器下降，隨著空芯管3中的溶膠液面下降，毛細管中的溶膠液面也以一定的速度下降。通過調(diào)節(jié)馬達的轉(zhuǎn)速，可以將毛細管中液面下降速度控制在1.4～15cm/min的范圍內(nèi)。當(dāng)毛細管中的液面下降到空芯管的底端，停止馬達。使整個裝置保持靜止，5分鐘后取出毛細管。
在毛細管內(nèi)制備溶膠-凝膠涂層材料的工藝，由如下步驟實現(xiàn)1)、毛細管的預(yù)處理對毛細管的內(nèi)表面進行清洗，首先采用酸性洗液、堿性洗液來清洗毛細管，最后通入無水乙醇。
2)、溶膠涂層的制備將毛細管插入空芯管3內(nèi)，毛細管中充滿溶膠，然后使毛細管中的液面下降到空芯管的底端，取出毛細管。
3)、凝膠涂層的制備將微量空氣緩慢地通入毛細管。
經(jīng)過上述工藝過程處理后的毛細管可以在400℃處理15分鐘然后進行重復(fù)鍍膜，直到達到一定的設(shè)計的厚度。
4)、凝膠涂層的熱處理對毛細管通以氧氣，并從室溫加熱到800℃。
本發(fā)明特別適合在毛細管上制備溶膠-凝膠涂層材料，同樣也適合在不規(guī)則或具有特定形狀的材料或器件上制備溶膠-凝膠涂層材料，亦可運用于在平面狀物如板，片，盤等表面上制備溶膠-凝膠涂層材料。
權(quán)利要求
1.制備溶膠-凝膠涂層材料的裝置，其特征是它主要由連通器、牽引機構(gòu)組成，連通器由溶膠容器(7)與牽引機構(gòu)的滑軌(6)、牽引繩(8)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備溶膠-凝膠涂層材料的裝置，其特征是所述的連通器由柔性塑料管(1)、固定板(2)、空芯管(3)、蓋板(4)、溶膠容器(7)組成，柔性塑料管(1)的一端與空芯管(3)的底端相連通，另一端與溶膠容器(7)的底端相連通；固定板(2)位于空芯管(3)內(nèi)下端部，蓋板(4)位于空芯管(3)上端開口處，固定板(2)、蓋板(4)中央各開有毛細管孔，其兩孔對應(yīng)同心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備溶膠-凝膠涂層材料的裝置，其特征是所述的牽引機構(gòu)由滑軌(6)、牽引繩(8)、變向輪(9)、馬達(10)組成，牽引繩(8)一端與馬達(10)相連接，另一端穿過變向輪(9)與溶膠容器(7)相連接，溶膠容器(7)位于滑軌(6)內(nèi)并由溶膠容器(7)上的滑輪與滑軌(6)相接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的制備溶膠-凝膠涂層材料的裝置，其特征是所述的溶膠容器(7)的直徑是空芯管(3)的2.5倍。
全文摘要
本發(fā)明屬于制備溶膠－凝膠涂層材料的裝置。制備溶膠－凝膠涂層材料的裝置，其特征是它主要由連通器、牽引機構(gòu)組成，連通器由溶膠容器(7)與牽引機構(gòu)的滑軌(6)、牽引繩(8)相連接。所述的連通器由柔性塑料管(1)、固定板(2)、空芯管(3)、蓋板(4)、溶膠容器(7)組成，所述的牽引機構(gòu)由滑軌(6)、牽引繩(8)、變向輪(9)、馬達(10)組成。本發(fā)明能在不規(guī)則或具有特定形狀的材料或器件上制備溶膠－凝膠涂層材料，亦可運用于在平面狀物如板，片，盤等表面上制備溶膠－凝膠涂層材料。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，涂層更均勻，在反復(fù)涂覆制備較厚涂層時的操作程序更加簡便。
文檔編號C03C17/23GK1442238SQ0311891
公開日2003年9月17日 申請日期2003年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者趙修建, 韓建軍, 余家國, 敬承斌 申請人:武漢理工大學(xué)