一种不锈钢抗菌钝化液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种不锈钢抗菌钝化液，以重量份计，包括以下组分：γ‑甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷10‑20份，1,2‑双(三乙氧基硅基)乙烷10‑20份，羟丙基甲基纤维素5‑10份，氨基甲酸酯5‑15份，羟丙基壳聚糖5‑10份，纳米氧化钛2‑5份，柠檬酸10‑15份，钼酸钠5‑15份，硅酸钠5‑10份，去离子水50‑80份。本发明专利技术还公开了该不锈钢钝化液的制备方法。该钝化液钝化效果好，钝化条件易于控制，钝化膜与镀层的附着力好，耐腐蚀性能优异，抗菌能力强，具有一定的自修复能力，无毒，环保。

【技术实现步骤摘要】

： 本专利技术涉及表面处理
，具体的涉及一种高效、环保不锈钢抗菌钝化液。
技术介绍
： 不锈钢是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种 称为不锈钢；而将耐化学介质腐蚀（酸、碱、盐等化学浸蚀）的钢种称为耐酸钢。由于两者 在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同，普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀，而耐酸 钢则一般均具有不锈性。但是不锈钢并非绝对不锈，侵蚀性阴离子（如C1 )存在时，不锈 钢就会发生危险的局部腐蚀，由此可能造成经济损失、环境污染、甚至人身损害。研究显示 不锈钢表面经过钝化处理后其耐腐蚀性得到大幅度提高。 众所周知，表面钝化处理是通过在金属表面上生成的一层薄而致密、覆盖性能良 好、附着力强的氧化无膜层来阻挡或减缓外界腐蚀介质的渗入和扩散，从而达到延缓不锈 钢的腐蚀速度的有效方法。不锈钢的不锈是相对的，通常在有还原剂的情况下或由于介质 温度和介质腐蚀性等原因，其表面往往会产生各种类型的点蚀，严重影响不锈钢的使用寿 命，而进行恰当的钝化处理是提高各种不锈钢防腐性能的常规技术手段，尤其是在做过焊 接、热处理、打磨和抛光的区域，在恰当的表面预处理后通过钝化技术来修复被破坏的氧化 膜层来维持不锈钢的整体耐蚀性能很有必要。 传统的不锈钢钝化大多数采用硝酸、氢氟酸、络酸等为主作为钝化液，通过控制钝 化液的浓度、钝化温度、钝化时间和添加如促进剂或抑制剂等其他化学药品的方法来实现 钝化，虽然该方法钝化效果好，但对操作条件比较苛刻，而且钝化液对人体有害，贮存有安 全风险，不利于环境保护。随之替代的是柠檬酸/双氧水体系，其钝化效果好，钝化工艺条 件温和，且无毒环保，但是其自修复能力差，抗菌能力弱。 中国专利（201110072391.4)公开了一种无铬复合钝化剂，包括γ-甲基丙烯酰 氧基三甲氧基硅烷、钼酸钠、氯化铈、磷酸、醋酸、水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸酯、水和乙 醇。该专利含有水溶性高分子树脂与无机缓蚀剂，可以在钢铁表面发生化学交联反应，从 而形成钝化膜，且该钝化膜具有一定的自修复能力，但是其抗菌能力差，与镀层的附着力不 好。
技术实现思路
： 本专利技术的目的是提供一种高效、环保不锈钢抗菌钝化液，其钝化效果好，钝化条件 易于控制，钝化膜与镀层的附着力好，耐腐蚀性能优异，抗菌能力强，具有一定的自修复能 力，无毒，环保。 本专利技术的另一个目的是提供该不锈钢抗菌钝化液的制备方法。 为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案： -种高效、环保不锈钢抗菌钝化液，以重量份计，包括以下组分： γ -甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷10-20份， 1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷10-20份， 羟丙基甲基纤维素5-10份，氨基甲酸酯5-15份， 羟丙基壳聚糖5-10份，纳米氧化钛2-5份， 梓檬酸1CK15份，钼酸钠5_15份， 硅酸钠5-10份，去离子水50-80份。 作为上述技术方案的优选，一种高效、环保不锈钢抗菌钝化液，以重量份计，包括 以下组分： γ -甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷20份， 1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷20份， 羟丙基甲基纤维素8份，氨基甲酸酯10份， 羟丙基壳聚糖9份，纳米氧化钛3份， 柠檬酸12份，钼酸钠11份， 硅酸钠10份，去离子水70份。 作为上述技术方案的优选，所述纳米氧化钛为锐钛矿相，其粒径大小为10_20nm。 纳米Ti02具有十分宝贵的光学性质，在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展 前景。纳米二氧化钛还具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性。 纳米二氧化钛在光催化作用下使细菌分解而达到抗菌效果的。由于纳米二氧化钛 的电子结构特点为一个满1102的价带和一个空的导带，在水和空气的体系中，纳米二氧化 钛在阳光尤其是在紫外线的照射下，当电子能量达到或超过其带隙能时，电子就可从价带 激发到导带，同时在价带产生相应的空穴，即生成电子、空穴对，在电场的作用下，电子与空 穴发生分离，迀移到粒子表面的不同位置吸附溶解在1102表面的氧俘获电子形成02 ?，生成 的超氧化物阴离子自由基与多数有机物反应（氧化），同时能与细菌内的有机物反应，生成 0)2和Η 20,而空穴则将吸附在Ti02表面的0H和Η 20氧化成· 0H，· 0H有很强的氧化能力， 攻击有机物的不饱和键或抽取Η原子产生新自由基，激发链式反应，最终致使细菌分解。 γ -甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷可以快速吸附 在不锈钢表面，与不锈钢表面的羟基发生交联，且两中硅烷基团的活性基团可以发生聚合 反应，这种硅烷分子之间的化合建的互联使得硅烷在不锈钢表面形成具有一定厚度的、致 密的空间立体网状的硅烷膜，且钼酸钠、硅酸钠等无机物质被硅烷膜包覆在膜内部，膜层破 损时，其能够自发吸附到破损处，修复破损表面并降低腐蚀速度。 纳米氧化钛表面具有很多活性基团，比如羟基，其可以与羟丙基壳聚糖、羟丙基甲 基纤维素、氨基甲酸酯的活性基团发生反应，从而提高纳米氧化钛在有机物中的分散性，且 羟丙基甲基纤维素、氨基甲酸酯有一定的抗菌性能，可以有效提高不锈钢钝化液的抗菌能 力，其也可以与硅烷发生交联，形成互穿网络结构，使得钝化膜的稳定性更好，防腐蚀能力 更强。 一种高效、环保不锈钢抗菌钝化液的制备方法，包括以下步骤： (1)将γ -甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷和去离 子水混合，超声30-60min，得到混合物A ; (2)将纳米氧化钛、钼酸钠、硅酸钠、轻丙基甲基纤维素、羟丙基壳聚糖、氨基甲酸 酯和去离子水混合搅拌均匀，超声1-2h，得到混合物B ; (3)将步骤（1)得到的混合物A和步骤（2)得到的混合物B混合均匀，3000-5000 转/分的状态下，搅拌20-50min，加入柠檬酸调节其PH至5-6,得到高效、环保不锈钢抗菌 钝化液。 作为上述技术方案的优选，步骤（2)中所述超声的功率为500W，所述超声的时间 为lh。 作为上述技术方案的优选，步骤（3)中，所述搅拌的转速为4500转/分，所述搅拌 的时间为30min。 作为上述技术方案的优选，步骤（3)中，高效、环保不锈钢钝化液的PH为5。 本专利技术具有以下有益效果： γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、1，2_双（三乙氧基硅基）乙烷、氨基甲酸酯、 羟丙基甲基纤维素可以和不锈钢表面的活性基团发生反应，且其各组分中的活性基团也可 以相互发生交联，从而在不锈钢表面形成致密的三维空间网络结构，其弹性大，防腐能力 强， 氨基甲酸酯羟丙基甲基纤维素、纳米氧化钛具有良好的抗菌能力，使得不锈钢钝 化液抗菌性能好，防腐能力强，且其无毒，制备方法简单，适于广泛使用。【具体实施方式】： 为了更好的理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术进一步说明，实施例只用于解 释本专利技术，不会对本专利技术构成任何的限定。 实施例1 一种高效、环保不锈钢抗菌钝化液，以重量份计，包括以下组分： γ -甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷10份， 1，2_双（三乙氧基硅基）乙烷10份， 羟丙基甲基纤维素5份，氨基甲酸酯5份， 羟丙基壳聚糖5份，纳米氧化钛2份， 柠檬酸10份，钼酸钠5份， 娃酸钠5份，去离子水50份。 其制备方法包括以下步骤： (1)将γ -甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、1，2-双本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效、环保不锈钢抗菌钝化液，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：γ‑甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷10‑20份，1,2‑双(三乙氧基硅基)乙烷10‑20份，羟丙基甲基纤维素5‑10份，氨基甲酸酯5‑15份，羟丙基壳聚糖5‑10份，纳米氧化钛2‑5份，柠檬酸10‑15份，钼酸钠5‑15份，硅酸钠5‑10份，去离子水50‑80份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓明，
申请(专利权)人：苏州盖德精细材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32