一種磁控干膠裝置及其制備方法制造方法及圖紙

一種磁控干膠裝置，其特征在于所述磁控干膠裝置包括采用聚二甲基硅氧烷和四氧化三鐵納米顆粒組成的鐵?聚二甲基硅氧烷的聚合物基底，在聚合物基底的一面均勻間隔分布有多個蘑菇狀的干膠纖維薄膜層，聚合物基底與蘑菇狀的干膠纖維薄膜層之間設有鐵?聚二甲基硅氧烷標桿作為過渡層，過渡層的長為1～1.5mm，寬為0.8～1.3mm，高為1.2～2mm。本發明專利技術還公開了制備方法。本發明專利技術的裝置具有結構簡單、操作方便、原材料價格低廉的特點，通過在聚合物中加入鐵氧體顆粒，在加入外加磁場的情況下使聚合物硬度變大，從而提高裝置的粘結力，同時制備方法簡單易操作，能夠有效地增加干膠的粘結力，值得大力推廣。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種磁控干膠裝置及其制備方法，該裝置通過外加磁場，可大大增加干膠粘結性。
技術介紹
干膠帶應用廣泛，并逐漸成為人們生活中重要的一部分。而制備單一作用對粘結力做出貢獻的干膠已不足以滿足人們的需求。隨著其應用越來越廣泛，對其粘結力的要求也越來越高。當前，眾多研究團隊開始致力于增加粘結力的研究，增加粘結力的方法有多種，如：增加干膠的纖維密度，改變干膠的纖維尖端形貌，合成具有分層的結構體等。除此之外，也有研究者通過嵌合顆粒或者化學刻蝕網用作電極來產生靜電力與壁虎膠帶的協同作用組合，還有的研究人員通過將磁體嵌合在聚合纖維末端或是將羰基鐵顆粒分散在聚二甲基硅氧烷中，從而形成磁性驅動的壁虎微脊或橫梁。另外，也可以使用改變基底的堅硬度來防止其脫落的方法，增強吸附力。但是這些方法都有著各自的缺點和不足，如操作復雜，花費較高，存在質量問題等等。增加纖維密度，可以明顯增加粘結力，但是生產質量不高；改變纖維尖端形貌是將纖維尖端改變成更有利于吸附的形狀，但是花費較高且操作復雜。所以迫切需要一種方便快捷且能明顯增加粘結力的干膠裝置。
技術實現思路
本專利技術所要解決的第一個技術問題是提供一種結構簡單、使用方便快捷的磁控干膠裝置，該裝置通過外加磁場，可大大增加干膠的粘結性。本專利技術所要解決的第二個技術問題是提供一種磁控干膠裝置的制備方法，制得的裝置結構簡單、使用方便快捷，通過外加磁場，可大大增加干膠的粘結性。本專利技術解決上述第一個技術問題所采用的技術方案為：一種磁控干膠裝置，其特征在于所述磁控干膠裝置包括一種聚合物基底，該基底是由聚二甲基硅氧烷和納米四氧化三鐵顆粒組成的鐵--聚二甲基硅氧烷，在聚合物基底的一面均勻間隔分布有多個蘑菇狀的干膠纖維薄膜層，所述蘑菇狀的干膠纖維薄膜層的厚度為1.7～1.9μm，直徑為16.1～18.1μm；聚合物基底與蘑菇狀的干膠纖維薄膜層之間設有鐵-聚二甲基硅氧烷標桿作為過渡層，過渡層的長為1～1.5mm，寬為0.8～1.3mm，高為1.2～2mm。作為優選，所述四氧化三鐵納米顆粒粒徑為20～30nm。作為優選，所述過渡層的長為1.2mm，寬為1.2mm，高為1.5mm。再優選，所述蘑菇狀的干膠纖維薄膜層的厚度為1.8μm，直徑為17.1μm。本專利技術解決上述第二個技術問題所采用的技術方案為：一種磁控干膠裝置的制備方法，其特征在于包括以下步驟：1)在直徑90～110mm的聚甲基丙烯酸甲酯干膠片上旋涂抗蝕劑，轉速2800～3200rpm旋涂28～32s，在90～110℃下烘烤1.5～2.5分鐘后冷卻；2)在上述步驟已制備的干膠片上旋涂一層AZ9260光致抗蝕劑，轉速2800～3200rpm旋涂28～32s，在75～85℃下恒溫烘烤50～70分鐘；3)將上述已制備的干膠片在90～110℃下進行二次烘烤，時長80～100s；4)將烘烤后的干膠片放入去離子水中冷卻，經過20～40分鐘的浸泡再水化過程進行紫外光照射曝光，形成曝光后的光致抗蝕劑；5)加入與去離子水以體積比1:3～5稀釋后的AZ400K顯影劑，通過控制顯影時間，就得到所需的切口；用去離子水清洗后，再用氮氣吹至少50～70分鐘，之后在空氣中干燥，即可得到分布均勻的蘑菇狀干膠纖維陣列的模具；6)聚二甲基硅氧烷作為預聚物與其固化劑按照9～11:1的比例混合，加入直徑為20～30nm的四氧化三鐵納米顆粒，完全混合之后再與聚二甲基硅氧烷混合形成鐵-聚二甲基硅氧烷，其中鐵氧體納米顆粒的質量占總質量的45～55％；7)在最后的固化之前，放在真空箱中進行脫氣，將未干的鐵-聚二甲基硅氧烷灌澆在步驟1)～5)制備的模具中8)再次進行脫氣并在75～85℃下烘烤2～4小時；9)在冷卻之后進行脫模即為磁控干膠裝置。作為改進，所述抗蝕劑的成分為聚二甲基戊二酰亞胺與其稀釋液環戊酮按照質量比1:1混合。與現有技術相比，本專利技術的優點在于：通過在聚合物中加入鐵氧體顆粒，在加入外加磁場的情況下使聚合物硬度變大，從而提高裝置的粘結力。本專利技術的裝置具有結構簡單、操作方便、原材料價格低廉的特點，能夠有效地增加干膠的粘結力，同時制備方法易操作，值得大力推廣。附圖說明圖1是本專利技術的磁控干膠裝置的結構示意圖；圖2是磁控干膠裝置的原理示意圖；圖3a～3d是本專利技術的磁控干膠裝置的制作過程示意圖。具體實施方式以下結合附圖實施例對本專利技術作進一步詳細描述。如圖1所示，一種磁控干膠裝置，包括采用聚二甲基硅氧烷和四氧化三鐵納米顆粒組成的鐵--聚二甲基硅氧烷的聚合物基底1，在聚合物基底1的一面均勻間隔分布有多個蘑菇狀的干膠纖維薄膜層20，聚合物基底1與蘑菇狀的干膠纖維薄膜層20之間設有鐵-聚二甲基硅氧烷標桿作為過渡層2，過渡層2的長為1.2mm，寬為1.2mm，高為1.5mm，作為優選，四氧化三鐵納米顆粒的粒徑為20～30nm，蘑菇狀的干膠纖維薄膜層20的厚度為1.8μm，直徑為17.1μm。制備過程如圖3所示，具體步驟如下：首先制作模具B，如圖3a在直徑100mm的聚甲基丙烯酸甲酯干膠片6上旋涂抗蝕劑7，轉速3000rpm旋涂30s，抗蝕劑7的成分為聚二甲基戊二酰亞胺與其稀釋液(環戊酮)按照質量比1:1混合，在100℃下烘烤2分鐘，冷卻之后，再旋涂一層AZ9260光致抗蝕劑8，轉速3000rpm旋涂30s，在80℃下恒溫烘烤1小時。之后在100℃下對干膠片進行二次烘烤90s，放入去離子水中冷卻，經過30分鐘的浸泡再水化，將干膠片在紫外光9下進行照射曝光，會形成曝光后的光致抗蝕劑10，如圖3b，并加入與去離子水以體積比1:4稀釋后的AZ400K顯影劑，由于烘干聚二甲基戊二酰亞胺層時溫度較低，使得AZ400顯影劑會很快與其反應，通過控制顯影時間，就能得到我們所需要的切口11，如圖3c，它在作為模具使用前，先用去離子水清洗并用氮氣吹至少一小時，之后才能在空氣中干燥，這樣能保證得到分布均勻的蘑菇狀帽子，蘑菇狀帽子厚1.8μm，直徑為17.1μm，在大圓標桿的中心；聚二甲基硅氧烷作為預聚物與其固化劑按照10:1的比例混合，加入直徑為20～30nm的四氧化三鐵納米顆粒，完全混合之后再與聚二甲基硅氧烷混合形成鐵-聚二甲基硅氧烷12，其中鐵氧體納米顆粒的質量占總質量的50％。在最后的固化之前，放在真空箱中進行脫氣。將未干的鐵-聚二甲基硅氧烷12灌澆在模具B中，再次進行脫氣并在80℃下烘烤3小時，在冷卻之后小心進行脫模即為磁控干膠裝置。使用時，如圖2所示，將磁控干膠裝置A放入一個線圈3中心，通入電流，使得線圈3產生一個強磁場4，利用鐵氧體顆粒在強磁場中，會使作為過渡層的鐵-聚二甲基硅氧烷的整體硬度增加，從而使該裝置保持很好的粘結性。在磁控干膠裝置A的上端使用一個直徑為6mm的球形玻璃探頭5連接一個壓力傳感器，利用霍爾效應傳感器可以測量出線圈3產生的磁場大小。為了確定磁控干膠裝置的有效楊氏模量，首先需要測量沿著球形硬度計壓頭的壓痕方向的應力，計算有效楊氏模量的常用方法，是根據關于球形探頭和平整表面之間的彈性接觸的赫茲理論(忽略微尺度特性的影響)，有效楊氏模量由測得數據通過下方公式得到：由上式可導出：其中，F是應力，可由壓力傳感器測得，R是球形壓痕的半徑，d是壓痕的深度,E*是有效楊氏模量。經測試，本專利技術的磁控干膠裝置在外本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種磁控干膠裝置，其特征在于所述磁控干膠裝置包括采用聚二甲基硅氧烷和納米四氧化三鐵顆粒組成的鐵?聚二甲基硅氧烷的聚合物基底，在聚合物基底的一面均勻間隔分布有多個蘑菇狀的干膠纖維薄膜層，所述蘑菇狀的干膠纖維薄膜層的厚度為1.7～1.9μm，直徑為16.1～18.1μm；聚合物基底與蘑菇狀的干膠纖維薄膜層之間設有鐵?聚二甲基硅氧烷標桿作為過渡層，過渡層的長為1～1.5mm，寬為0.8～1.3mm，高為1.2～2mm。

【技術特征摘要】
1.一種磁控干膠裝置，其特征在于所述磁控干膠裝置包括采用聚二甲基硅氧烷和納米四氧化三鐵顆粒組成的鐵-聚二甲基硅氧烷的聚合物基底，在聚合物基底的一面均勻間隔分布有多個蘑菇狀的干膠纖維薄膜層，所述蘑菇狀的干膠纖維薄膜層的厚度為1.7～1.9μm，直徑為16.1～18.1μm；聚合物基底與蘑菇狀的干膠纖維薄膜層之間設有鐵-聚二甲基硅氧烷標桿作為過渡層，過渡層的長為1～1.5mm，寬為0.8～1.3mm，高為1.2～2mm。2.根據權利要求1所述的磁控干膠裝置，其特征在于：所述四氧化三鐵納米顆粒粒徑為20～30nm。3.根據權利要求1所述的磁控干膠裝置，其特征在于：所述過渡層的長為1.2mm，寬為1.2mm，高為1.5mm。4.根據權利要求1所述的磁控干膠裝置，其特征在于：所述蘑菇狀的干膠纖維薄膜層的厚度為1.8μm，直徑為17.1μm。5.一種根據權利要求1～4任意一項所述的磁控干膠裝置的制備方法，其特征在于包括以下步驟：1)在直徑90～110mm的聚甲基丙烯酸甲酯干膠片上旋涂抗蝕劑，轉速2800～3200rpm旋涂28～32s，在90～110℃下烘烤1.5～2.5分鐘后冷卻；2)在上述步驟已制備的干膠片上旋涂一層AZ9260光...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王軍，董曉曦，陸彥驛，寧愛鳳，
申請(專利權)人：寧波大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33