一种抗菌抗病毒不锈钢及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗菌抗病毒不锈钢及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将不锈钢进行阳极氧化，在所述不锈钢表面形成带有微孔的阳极氧化膜；(2)在溶胶A中浸泡和一次加热；(3)在溶胶B中浸泡和二次加热，得到抗菌抗病毒不锈钢；其中，所述溶胶A包括钛酸丁酯，所述溶胶B包括盐酸伐昔洛韦和阿昔洛韦。所述制备方法通过一次加热，将来自溶胶A中的钛酸丁酯主要分解成纳米二氧化钛，并且通过两次溶胶浸泡和加热处理，使得阳极氧化膜的微孔中和表面上均附着有纳米二氧化钛和盐酸伐昔洛韦、阿昔洛韦复合的抗菌抗病毒成分，使得不锈钢具有良好且持久的抗菌抗病毒性能；而且，所述制备方法操作简单，有利于大规模推广。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌抗病毒不锈钢及其制备方法
本专利技术涉及金属材料表面处理
，尤其涉及一种抗菌抗病毒不锈钢及其制备方法。
技术介绍
不锈钢是一种具有优异的耐蚀性、耐磨性及韧性的合金材料，力学性能优异，化学稳定性好，在建筑行业、家具器具、厨房设备、汽车工业、办公用品等方面具有广泛的应用。随着生活水平的提高，人们对环境和自身健康越来越重视，不锈钢材料在使用过程中若接触油脂等会促使细菌滋生，对人们健康带来不利影响。因此，抗菌不锈钢的研究与开发在近些年来成为了新型功能性不锈钢的研究热点，其不仅可以保持不锈钢基体的力学性能和表面光洁度，还具有一定的抗菌效果。抗菌不锈钢按照制备方法的不同，大致可以分为添加抗菌金属元素的合金型抗菌不锈钢和表面涂层型抗菌不锈钢两类。添加抗菌金属元素的合金型抗菌不锈钢指的是，在不锈钢制备过程中添加抗菌金属元素，进而铸造成抗菌金属元素均匀弥散在不锈钢中的合金型抗菌不锈钢。例如CN105543709A公开了一种含铜抗菌不锈钢，所述含铜抗菌不锈钢由铁矿石60-90份和铜矿石20-50份制备而成，具体制备方法包括：将原料磨成粉末，经过800-1500目筛，在烧结的温度为1400-1700℃，压力为1-3MPa下烧成液体，在压力3-5MPa下压制成型，冷却即可。所述制备方法虽然可以使得不锈钢具备一定的抗菌效果，但是大量抗菌元素铜的使用会增加原料成本，且制备过程较为繁琐，能耗也较高，不适合大规模推广。相比于添加抗菌金属元素的合金型抗菌不锈钢，有关表面涂层型抗菌不锈钢的研究较多。例如CN202619086U公开了一种商用光触媒抗菌自净不锈钢工作台，在所述不锈钢工作台的表面设有二氧化钛涂层，使得所述不锈钢工作台能够在紫外线照射下高效杀灭外表面细菌病毒，还具备油污自净功能，但是所述不锈钢工作台是利用二氧化钛的光催化特性对病毒和细菌进行杀灭，只能在光照下才能发挥灭杀作用，大大限制了不锈钢工作台的使用环境。CN108950498A公开了一种抗菌不锈钢板材的制备方法，包括研磨抛光、酸洗和碱洗、等离子渗透钼处理、热轧致密处理、钝化处理和抗菌层制备，所述制备方法通过钼层和钝化层的双重保护，提高不锈钢表层的耐磨性和抗腐蚀性，并通过表面抗菌层提高不锈钢的抗菌性能，但是该抗菌层采用抗菌液浸泡和煅烧形成，不仅存在抗菌层分布不均匀问题，还容易剥落，造成抗菌性能大大减弱。CN108950575A公开了一种抗菌不锈钢的制备工艺，包括清理打磨抛光、酸洗钝化、碱水冲洗中和、真空镀膜、热压烧结、渗镀、烧结和退火处理，其中，抗菌溶液中的抗菌成分需要经过真空镀膜、热压烧结、渗镀、烧结和退火处理才能渗透并固定在不锈钢表层，不仅操作繁琐，还耗费大量能量，不适合大规模推广。CN109930191A公开了一种抗菌不锈钢及其制备方法，包括将不锈钢进行前处理后置于酸性溶液中，采用交变电流进行氧化、着色处理，然后进行封孔处理，得到抗菌不锈钢。所述制备方法采用电沉积将抗菌成分附着在不锈钢表面，不仅成本较高、操作繁琐，还不利于快速生产。然而，由于近年来人们的生命财产安全一直受到各种病毒的重大威胁，特别是SARS病毒、H1N1流感病毒、登革病毒、埃博拉病毒和新型冠状病毒等病毒，均造成了世界范围内数以万计的人类感染、死亡。目前，一些病毒仍然在某些地区和国家肆虐传播。在各种应对病毒传染的方法中，虽然抗病毒疫苗是最有效的方法，但是却由于疫苗具有特异性，只能防止特定病毒的感染，因此，有必要开发可以有效灭杀各种病毒的抗病毒材料，尤其是抗病毒不锈钢。综上所述，目前亟需开发一种抗菌抗病毒不锈钢及其制备方法，不仅使得不锈钢同时具备抗菌和抗病毒性能，满足人们多元且复杂的抗菌抗病毒需求，还可以大规模推广。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种抗菌抗病毒不锈钢及其制备方法，所述制备方法先将不锈钢进行阳极氧化，在所述不锈钢表面形成带有微孔的阳极氧化膜，再通过两次溶胶浸泡和加热处理，将来源于两种溶胶的抗菌抗病毒成分附着在阳极氧化膜的微孔中和表面上，使得不锈钢具有良好且持久的抗菌抗病毒性能；而且，所述制备方法操作简单，有利于大规模推广。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的目的之一在于提供一种抗菌抗病毒不锈钢的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将不锈钢进行阳极氧化，在所述不锈钢表面形成带有微孔的阳极氧化膜；(2)将步骤(1)所述阳极氧化得到的不锈钢在溶胶A中浸泡，然后取出浸泡后的不锈钢进行一次加热，得到抗菌抗病毒不锈钢粗品；(3)将步骤(2)所述抗菌抗病毒不锈钢粗品在溶胶B中浸泡，然后取出浸泡后的不锈钢进行二次加热，得到抗菌抗病毒不锈钢；其中，所述溶胶A包括钛酸丁酯，所述溶胶B包括盐酸伐昔洛韦和阿昔洛韦。本专利技术所述制备方法通过阳极氧化使得不锈钢表面形成带有微孔的阳极氧化膜，再通过一次加热，将来自溶胶A中的钛酸丁酯主要分解成纳米二氧化钛，并且通过两次溶胶浸泡和加热处理，将作为抗菌抗病毒无机化合物的纳米二氧化钛和作为抗菌抗病毒有机化合物的盐酸伐昔洛韦和阿昔洛韦复合，既填充在了阳极氧化膜的微孔中，又附着在了阳极氧化膜的表面，使得不锈钢具有良好且持久的抗菌抗病毒性能，抗菌率≥99％，抗病毒率≥99％；而且，所述制备方法操作简单，有利于大规模推广。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，在步骤(1)所述阳极氧化之前，对所述不锈钢进行前处理。优选地，所述前处理依次包括机械抛光、化学除油和电化学抛光。优选地，所述机械抛光为采用砂纸进行表面打磨，从400目打磨到3000目。优选地，所述化学除油采用除油液进行。优选地，所述除油液的组成包括氢氧化钠40～50g/L，例如40g/L、42g/L、44g/L、45g/L、46g/L、48g/L或50g/L等，碳酸钠10～35g/L，例如10g/L、15g/L、20g/L、25g/L、30g/L或35g/L等，葡萄糖酸钠5～15g/L，例如5g/L、8g/L、10g/L、11g/L、14g/L或15g/L等，但并不仅限于所列举的数值，在各自的数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述化学除油的温度为65～85℃，例如65℃、70℃、75℃、80℃或85℃等，时间为5～15min，例如5min、8min、11min、14min或15min等，但并不仅限于所列举的数值，在各自的数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述电化学抛光在抛光液内进行。优选地，所述抛光液的组成包括磷酸22～28g/L，例如22g/L、24g/L、26g/L或28g/L等，硫酸10～16g/L，例如10g/L、12g/L、14g/L或16g/L等，丙三醇0.5～2g/L，例如0.5g/L、1g/L、1.5g/L或2g/L等，但并不仅限于所列举的数值，在各自的数值范围内其他未列举的数值同样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌抗病毒不锈钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：/n(1)将不锈钢进行阳极氧化，在所述不锈钢表面形成带有微孔的阳极氧化膜；/n(2)将步骤(1)所述阳极氧化得到的不锈钢在溶胶A中浸泡，然后取出浸泡后的不锈钢进行一次加热，得到抗菌抗病毒不锈钢粗品；/n(3)将步骤(2)所述抗菌抗病毒不锈钢粗品在溶胶B中浸泡，然后取出浸泡后的不锈钢进行二次加热，得到抗菌抗病毒不锈钢；/n其中，所述溶胶A包括钛酸丁酯，所述溶胶B包括盐酸伐昔洛韦和阿昔洛韦。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗菌抗病毒不锈钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将不锈钢进行阳极氧化，在所述不锈钢表面形成带有微孔的阳极氧化膜；
(2)将步骤(1)所述阳极氧化得到的不锈钢在溶胶A中浸泡，然后取出浸泡后的不锈钢进行一次加热，得到抗菌抗病毒不锈钢粗品；
(3)将步骤(2)所述抗菌抗病毒不锈钢粗品在溶胶B中浸泡，然后取出浸泡后的不锈钢进行二次加热，得到抗菌抗病毒不锈钢；
其中，所述溶胶A包括钛酸丁酯，所述溶胶B包括盐酸伐昔洛韦和阿昔洛韦。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)所述阳极氧化之前，对所述不锈钢进行前处理；
优选地，所述前处理依次包括机械抛光、化学除油和电化学抛光；
优选地，所述机械抛光为采用砂纸进行表面打磨，从400目打磨到3000目；
优选地，所述化学除油采用除油液进行；
优选地，所述除油液的组成包括氢氧化钠40～50g/L，碳酸钠10～35g/L，葡萄糖酸钠5～15g/L；
优选地，所述化学除油的温度为65～85℃，时间为5～15min；
优选地，所述电化学抛光在抛光液内进行；
优选地，所述抛光液的组成包括磷酸22～28g/L，硫酸10～16g/L，丙三醇0.5～2g/L；
优选地，所述电化学抛光的温度为40～65℃，时间为3～20min，电流密度为10～55A/dm2。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述阳极氧化在酸性氧化液中进行；
优选地，所述酸性氧化液的组成包括硫酸、钼盐和铈盐；
优选地，所述酸性氧化液的组成包括硫酸200～300g/L，钼盐20～35g/L，铈盐2～8g/L；
优选地，所述钼盐包括钼酸铵和/或钼酸钠；
优选地，所述铈盐包括硝酸铈和/或硫酸铈。


4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述阳极氧化采用直流电流，将所述不锈钢作为阳极，将石墨作为阴极；
优选地，所述直流电流的电源电压为5～20V；
优选地，步骤(1)所述阳极氧化的处理时间为20～35min；
优选地，步骤(1)所述阳极氧化的处理温度为10～15℃。


5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述溶胶A还包括硝酸银和/或碘酸盐；
优选地，步骤(2)所述溶胶A的组成包括钛酸丁酯0.8～1.5mol/L，硝酸银0.64～1.2mol/L，碘酸盐20～35g/L，无水乙醇14.4～27mol/L，去离子水15～29mol/L，二乙醇胺0.75～1.64mol/L；
优选地，所述碘酸盐包括碘酸钠、碘酸钾、碘酸钙或碘酸镁中的任意一种或至少两种的组合。


6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述浸泡的温度为15～25℃；
优选地，步骤(2)所述浸泡的时间为20～45min；
优选地，步骤(2)所述一次加热的温度为500～800℃；
优选地，步骤(2)所述一次加热的...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛烽，于红光，李梦婷，
申请(专利权)人：南京同曦同康抗菌材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32