一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管制造技术

本发明专利技术涉及一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，包括在不锈钢水管内侧从内到外依次附着有离子注入层和树脂涂层，其特征在于，所述离子注入层中包含银离子和锌离子，所述树脂涂层包括5‑氯‑2‑甲基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮、2‑甲基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮、季铵盐、壳聚糖、天然生物粘附材料、双酚A型树脂、酚醛树脂、硫酸钡、高岭土。该不锈钢水管对多种细菌和霉菌均具有良好的抗菌效果，广谱性高、抗菌持续时间长，抗药性好。

An Antibacterial Stainless Steel Pipe with Ion Implantation Composite Coating

The invention relates to an ion implantation composite coating anti-bacterial stainless steel pipe, which comprises an ion implantation layer and a resin coating on the inner side of the stainless steel pipe in turn from inside to outside. The ion implantation layer comprises silver ions and zinc ions. The resin coating comprises 5 chloro 2 methyl 4 isothiazoline 3 ketone, 2 methyl 4 isothiazolin 3 ketone, and ketone. Quaternary ammonium salt, chitosan, natural biological adhesives, bisphenol A resin, phenolic resin, barium sulfate, kaolin. The stainless steel pipe has good antimicrobial effect on a variety of bacteria and fungi. It has high broad spectrum, long antimicrobial duration and good antimicrobial resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管
本专利技术涉及一种不锈钢水管，尤其涉及一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管及其制备方法。
技术介绍
抗菌不锈钢的研究始于20世纪中后期，国外抗菌不锈钢产品较国内成熟，且产品市场销售较早，消费者对抗菌不锈钢也较关注。自大规模大肠杆菌O-157感染事件在日本发生后，日本在抗菌不锈钢方面研究较为领先。随着我国经济的发展，对不锈钢制品的抗菌处理的需求也必将越来越多，抗菌问题进入了炊具、饮食等行业。抗菌不锈钢有优异的抗菌性能，具有广阔的应用前景。抗菌不锈钢依据制造方法大致可分为两大类：一类是合金化型抗菌不锈钢，即在不锈钢中添加抗菌功能金属离子制备抗菌性不锈钢；第二类是表面处理型抗菌不锈钢，即在原材料表面涂覆抗菌功能材料，如二氧化钛系光触媒材料，形成原膜；或者是表面涂敷含有银系抗菌剂的钢板，表面含有抗菌剂的润滑涂层不锈钢，还有镍系合金镀层钢板。中国专利CN107299320A公开了一种抗菌不锈钢，所述抗菌不锈钢是通过在304不锈钢材料表面形成厚度可达520um的抗菌层而成，具体为：首先，通过蒸镀在粗糙的304不锈钢表面沉积银涂层，然后使用蜡烛将银涂层熏黑，再将304不锈钢放入激光熔覆装置内，先使用低功率对304不锈钢进行预加热，然后再对304不锈钢进行激光熔覆，最终在材料表面形成520um厚的抗菌层。中国专利CN102418071A公开了一种有抗菌镀层的不锈钢制品及制造方法，涉及具有抗菌功能的不锈钢制品及制造方法。不锈钢制品表面有抗菌涂层，抗菌涂层是钛铜PVD镀层。制造方法：将不锈钢制品置于真空多弧离子镀膜机内，先在机体内抽真空并升高炉内温度至180-220℃左右；再通电，注入氩气，采用弧光放电的方法和钛铜合金靶，使得机内产生反应，反应25-35分钟，在不锈钢制品上形成钛铜PVD膜层。本专利技术解决现有不锈钢制品表面会滋生细菌的问题。中国专利CN107916393A公开了一种抗菌奥氏体不锈钢及其制备方法，该抗菌奥氏体不锈钢包括奥氏体不锈钢本体和合金渗层，所述合金渗层设置在所述奥氏体不锈钢本体的上表面和下表面，所述合金渗层包括铜、铟和钼元素；所述合金渗层厚度为10-25μm，所述铜、铟和钼元素的比例为7：2：1。由于铜元素和钼元素可以提高不锈钢的耐腐蚀性能，铟元素可以有效提高合金的强度、耐磨性以及抗腐蚀性，从而使得抗菌奥氏体不锈钢，具有抗菌、耐腐蚀、致密性强的性能。中国专利CN1865493A公开了一种采用双元离子注入法制备抗菌不锈钢的方法。将待处理的不锈钢基材放入离子注入机中进行双元离子注入，双元抗菌离子或为Cu+Ag、或为Ag+Zn、或为Cu+Zn双元离子，注入层的双元抗菌离子的质量分别为注入层质量的0.1～30wt％。该专利技术生产工艺简单、成本低，所制备的不锈钢表面具有良好的广谱抗菌性、耐蚀性及安全性。上述现有技术中的抗菌不锈钢在一定程度上确实能够对大肠杆菌、绿脓杆菌等个别细菌具有良好的抗菌效果，但对其它细菌杀菌效果一般，并且对霉菌效果不佳。特别是对于不锈钢水管，其对抗菌和抗霉有更高的要求，水体中有多种细菌和霉菌，若不能将其中的细菌和霉菌除掉，会对人体的健康造成威胁。此外，现有技术中的抗菌不锈钢的抗菌持续性能较差，在经历一段时间后水体中的细菌和霉菌含量会有所上升，时间长了之后细菌还会产生抗药性，无法保证水体的清洁度。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，该不锈钢水管对多种细菌和霉菌均具有良好的抗菌效果，广谱性高、抗菌持续时间长、抗药性好。本专利技术的第一个目的是提供一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，包括在不锈钢水管内侧从内到外依次附着有离子注入层和树脂涂层，其特征在于，所述离子注入层中包含银离子和锌离子，所述树脂涂层包括5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、季铵盐、壳聚糖、天然生物粘附材料、双酚A型树脂、酚醛树脂、硫酸钡、高岭土。进一步地，所述树脂涂层各组分的重量份数为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.5-5份、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.5-5份、季铵盐0.1-2份、壳聚糖5-20份、天然生物粘附材料5-20份、双酚A型树脂60-100份、酚醛树脂20-50份、硫酸钡0-30份、高岭土0-30份。进一步地，所述树脂涂层各组分的重量份数为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮1-3份、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮1-3份、季铵盐0.5-1份、壳聚糖5-10份、天然生物粘附材料5-10份、双酚A型树脂60-80份、酚醛树脂20-40份、硫酸钡5-20份、高岭土5-20份。进一步地，所述天然生物粘附材料选自白芨胶、瓜尔胶、黄原胶、果胶、西黄蓍胶、阿拉伯胶、海藻酸钠中的一种或几种，优选为白芨胶、瓜尔胶、阿拉伯胶和果胶中的一种或几种。进一步地，所述季铵盐选自十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵中的一种或几种。进一步地，树脂涂层厚度为0.05-0.5mm，优选为0.1-0.3mm。进一步地，抗菌的细菌种类为大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、沙眼衣原体、白色念珠菌、粪链球菌、肺炎球菌、溶血链球菌、变形杆菌、痢疾杆菌、布氏杆菌、霍乱弧菌中的一种或几种。进一步地，抗菌的霉菌种类为单头孢霉、米根霉、康氏木霉、嗜松青霉、球毛壳菌、白曲霉、白地霉、产黄青霉、焦曲霉、出芽短梗霉、粉红单端孢霉、棕曲霉、南瓜霉中的一种或几种。本专利技术的第二个目的是提供一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)去除不锈钢的氧化层以及灰尘，将其放入盐酸中浸泡20-30min，晾干；而后，将其放入Na2CO3和NaOH的混合液中浸泡20-30min，晾干；将其放入蒸馏水中浸泡20-30min，晾干；(2)将步骤(1)处理后的不锈钢放入离子注入机真空室中进行银离子和锌离子双元抗菌离子注入，并将不锈钢制成不锈钢管；其中，离子注入抽真空至1.5-2×10-5Pa，离子注入能量为50-150keV，离子注入的剂量为5-10×1017ions/cm2，注入后进行抗菌处理，抗菌处理温度为500-1000℃；(3)将5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、季铵盐和乳化剂加入水中，加热溶解，放入高速剪切乳化机处理混合均匀，得到抗菌剂溶液；(4)将壳聚糖和天然生物粘附材料溶于水中，加入PVP水溶液，充分溶解；将步骤(3)得到的抗菌剂溶液滴加到壳聚糖和天然生物粘附材料混合溶液中，充分混匀，干燥并粉碎，得抗菌剂粉末；(5)将步骤(4)得到的抗菌剂粉末、双酚A型树脂、酚醛树脂、硫酸钡、高岭土高速混合，将所得混合物加到单螺杆挤出机中进行挤压，粉碎后得到粉末状涂料；(6)将步骤(2)制得的不锈钢管放入喷涂装置中，使用步骤(5)中得到的涂料对钢管进行内外部喷涂，在80-150℃条件下固化20-30min；冷却至室温后，再次对钢管进行内外部喷涂，在50-60℃条件下固化20-30min，最终得到离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管。进一步地，乳化剂选自聚山梨酯80、月桂山梨坦、油酸山梨坦、鲸蜡硬脂醇、聚二甲基硅氧烷、脂肪酸单甘油脂以及季戊四醇二硬脂酸酯中的一种或多种。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，包括在不锈钢水管内侧从内到外依次附着有离子注入层和树脂涂层，其特征在于，所述离子注入层中包含银离子和锌离子，所述树脂涂层包括5‑氯‑2‑甲基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮、2‑甲基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮、季铵盐、壳聚糖、天然生物粘附材料、双酚A型树脂、酚醛树脂、硫酸钡、高岭土。

【技术特征摘要】
1.一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，包括在不锈钢水管内侧从内到外依次附着有离子注入层和树脂涂层，其特征在于，所述离子注入层中包含银离子和锌离子，所述树脂涂层包括5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、季铵盐、壳聚糖、天然生物粘附材料、双酚A型树脂、酚醛树脂、硫酸钡、高岭土。2.根据权利要求1的离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，其特征在于所述树脂涂层各组分的重量份数为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.5-5份、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.5-5份、季铵盐0.1-2份、壳聚糖5-20份、天然生物粘附材料5-20份、双酚A型树脂60-100份、酚醛树脂20-50份、硫酸钡0-30份、高岭土0-30份。3.根据权利要求2的离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，其特征在于所述树脂涂层各组分的重量份数为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮1-3份、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮1-3份、季铵盐0.5-1份、壳聚糖5-10份、天然生物粘附材料5-10份、双酚A型树脂60-80份、酚醛树脂20-40份、硫酸钡5-20份、高岭土5-20份。4.根据权利要求1-3任一项的离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，其特征在于所述天然生物粘附材料选自白芨胶、瓜尔胶、黄原胶、果胶、西黄蓍胶、阿拉伯胶、海藻酸钠中的一种或几种，优选为白芨胶、瓜尔胶、阿拉伯胶和果胶中的一种或几种。5.根据权利要求1-4任一项的离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，其特征在于所述季铵盐选自十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵中的一种或几种。6.根据权利要求1-5任一项的离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，其特征在于树脂涂层厚度为0.05-0.5mm，优选为0.1-0.3mm。7.根据权利要求1-6任一项的离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，其特征在于抗菌的细菌种类为大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、沙眼衣原体、白色念珠菌、粪链球菌、肺炎球菌、溶血链球菌、变形杆菌、痢疾杆菌、布氏杆菌、霍乱弧菌中的一种或几种。8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭思源，
申请(专利权)人：福州盛世凌云环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35