【技术实现步骤摘要】
一种消毒剂缓释涂层及其制备方法、杀菌能力的评价方法
[0001]本专利技术涉及一种新型抗菌技术，涉及机械制造、材料加工，特别适用于使用液体消毒剂清除传播媒介上的病菌及原微生物的场合，通常可施加于金属或其它固体材料表面。
技术介绍
[0002]消毒剂可以杀灭或清除传播媒介上的病原微生物，达到无害化处理，通常可以施加于空气、水、物体表面以及人体表面。随着社会的发展以及人们健康意识的不断增强，利用消毒剂杀消毒，切断传播途径，已成为预防和控制感染性疾病流行的重要措施。近期新型冠状肺炎感染事件进一步加大了消毒剂的使用范围和频率，但同时也出现了消毒时由于物体表面仅依靠液体的表面张力附着在表面，消毒时会出现表面附着消毒液量少，添加量过多会出现流淌，为保证消毒的可靠性在较短时间内需多次消毒，如不及时进行消毒作业，物面附着病毒和病菌的可能性极大。
[0003]亟待本领域技术人员解决的技术问题是如何提供一种既能具备较高的结构强度(使用金属基体)，又能具备一定的杀菌效果的消毒剂缓释涂层；其在具备一定的基本功能基础上，主要用于物面贮存消毒剂...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种消毒剂缓释涂层，其布置在金属基体上；其特征在于：所述消毒剂缓释涂层的构成元素为以下几种之一或其组合：Cu，Al，Cr，Zn，Ni；所述消毒剂缓释涂层厚度为500μm
‑
2mm；所使用的金属粉末公称直径为50μm
‑
150μm，形成孔隙的公称尺寸范围是5μm
‑
250μm；所述消毒剂缓释涂层为使用金属粉末通过塑性变形连接，在粉末之间形成管道连接得到；所述消毒剂缓释涂层使用液体消毒剂是利用液体的毛细现象将涂覆于表面的消毒剂吸入涂层的空隙中进行存储；这种多孔表面存在很多凹穴和隧道，其中的隧道能够随机地将凹穴连接起来，涂层中的多孔结构能够截留住消毒剂的液体和蒸汽，从而实现添加消毒剂后涂层中消毒剂的缓慢释放；使用固体消毒剂是利用预先添加在涂层中的固体消毒剂，在涂层表面施加水等溶剂，利用液体的毛细现象将底层的固体消毒剂缓慢溶解释放，形成的消毒剂吸入涂层表面的空隙中进行存储，以便长期有效；所述消毒剂缓释涂层是使用金属粉末在基体表面制备出多孔的涂层，利用金属颗粒之间形成的相互连通、形状各异孔隙的毛细现象，不但能够提高储存消毒剂的能力，使添加在涂层表面的消毒剂不会出现流淌，储存的消毒剂还能缓慢释放；涂层的力学性能和表面状态均能够调节，通过控制所使用金属粉末的大小，制备时的温度和压力和粉末的速度，使金属粉末与基体表面有效结合；所述消毒剂缓释涂层的孔隙率为10％
‑
50％；孔隙的公称尺寸范围5μm
‑
250μm；对消毒剂的接触角0
°‑
60
°
，延伸率10％
‑
25％、抗压强度300MPa
‑
450MPa、屈服强度200MPa
‑
300MPa、弹性模量30GPa
‑
50GPa；配套使用的消毒剂为以下几种之一或其组合：
①
卤素类，包括：次氯酸钠和二溴海因类有效氯含量为25％
‑
35％；
②
过氧化物类消毒剂，包括：过氧化氢、过氧乙酸和二氧化氯；水溶液的浓度为3％
‑
8％；
③
乙醇75％水溶液；
④
单链季铵盐苯扎氯铵、新洁尔灭，双链季铵盐二癸基二甲基溴化铵，聚季铵盐，或前述几种产品的混合物即混合季铵盐浓度为0.25
‑
0.35％
⑤
以上消毒剂之一或其组合的固体成分。2.按照权利要求1所述消毒剂缓释涂层，其特征在于：涂层的孔径大小公称尺寸范围5μm
‑
250μm，其中：使用卤素类、过氧化物类、季铵盐类水性挥发性不强消毒剂的消毒剂缓释涂层表面公称孔径大小为50μm
‑
250μm，使用其他乙醇和异丙醇溴类水溶液消毒剂的消毒剂缓释涂层表面公称孔径大小为5μm
‑
150μm，使用固体消毒剂的消毒剂缓释涂层表面公称孔径大小为50μm
‑
250μm。3.按照权利要求1所述消毒剂缓释涂层，其特征在于：使用金属粉末通过塑性变形连接，在粉末之间形成管道连接得到涂层的过程中，形成的孔径大小为5μm
‑
250μm，塑性变形连接具体为以下两种方法之一或其组合：其一，由形成涂层的金属粉末与基体经高速碰撞后发生10
‑
30％的塑性变形连接，不需进行加热加压，沉积时的温度不超过200℃；其二，将作为原料的单一元素或者混合物金属粉末置于用来制造涂层的基体材料表面，之后通过加热、加压使金属粉末与基体表面结合并形成涂层。4.按照权利要求1所述消毒剂缓释涂层，特征在于：涂层的化学成分依基体材料不同按以下原则选用(成分为摩尔百分比)：不锈钢表面制备Ni或Cr含量高于50％的涂层或Cu含量不高于18％的涂层；铝合金表面制备金属Al含量不低于50％或Zn含量不高于20％的涂层；
碳钢和合金钢表面制备金属Ni含量不高于50％或Al含量不高于10％或Zn含量不高于20％，或Cu含量不高于18％的涂层。5.一种消毒剂缓释涂层的制备方法，其特征在于：其满足下述要求之一或其组合：(一)其构成元素为以下几种之一或其组合：Cu，Al，Cr，Zn，Ni；所述消毒剂缓释涂层厚度为500μm
‑
2mm；所使用的金属粉末公称直径为50μm
‑
150μm；所述消毒剂缓释涂层为使用金属粉末通过塑性变形在粉末之间形成管道连接得到；所述消毒剂缓释涂层的孔隙率为10
‑
50％；电阻率为0.2mm2/m
‑
0.0283mm2/m；密度1.7g/cm3‑
2.7g/cm3，对消毒剂的接触角0
°‑
60
°
，延伸率10％
‑
25％、抗拉强度、抗压强度300MPa
‑
450MPa、屈服强度200MPa
‑
300MPa、弹性模量10GPa
‑
60GPa；(二)制造涂层的基体材料按以下原则选用(成分为摩尔百分比)：不锈钢、铝合金、碳钢和合金钢等均能够作为制备涂层的基体，涂层成分应保证当Ni，Al，Cu或Cr含量的百分比高于50％时，Zn含量不高于10％；(三)使用金属粉末通过塑性变形连接，在粉末之间形成管道连接得到涂层的过程中，塑性变形连接具体为以下两种方法之一或其组合：其一，由形成涂层的金属粉末与基体碰撞后发生10％
‑
25％的塑性变形连接，形成涂层的孔隙率为10％
‑
50％，涂层的孔径公称尺寸范围5μm
‑
250μm；其二，将作为原料的单一元素或者混合物金属粉末置于用来制造涂层的基体材料表面，之后通过加热、加压使金属粉末与基体表面结合并形成涂层；(四)在制备过程中如对金属粉末进行加热，使用以下几种加热方法之一或其组合：火焰、等离子体、电弧、激光、电感。6.按照权利要求5所述消毒剂缓释涂层的制备方法，其特征在于：其满足下述要求之一或其组合：(一)在制备时如需加热温度为所使用纯金属粉末对应金属熔点的0.5倍，合金粉末对应合金成分中熔点最低金属元素的0.6倍；制备时所加压强当加热温度高于或等于500℃时为0MPa
‑
20MPa，低于500℃时为0MPa
‑
10MPa，达到所需压强和温度后保压时间不低于3分钟；(二)在制备所述消毒剂缓释涂层时，加热时使用纯度不低于90％的氩气保护，或在不高于0.01Pa的真空环境中进行制备；(三)所述消毒剂缓释涂层制备过程中使用三次加粉方式最终达到所需涂层厚度：第一次加金属粉达到最终厚度的1/3，第二次为最终厚度的1/2，第三次加粉达到最终所需厚度；(四)制备温度低于100摄氏度后出炉，涂层在制备过程中冷却时，温度高于500℃时使用纯度不低于90％的氩气流，或在不高于0.01Pa的真空环境中进行，温度低于200℃时可进行空冷。7.按照权利要求5或6所述消毒剂缓释涂层的制备方法，其特征在于：其满足下述要求之一：其一，以厚度0.8mm不锈钢为基体，制备Ni涂层，使用公称直径为100μm的Ni粉末，由金属Ni粉末与基体以300m/s速度碰撞，粒子发生20％的塑性变形连接，沉积时基体的温度为160℃；制备出涂层的总厚度为800μm，涂层孔隙率为20％，孔隙的公称尺寸范围50μm
‑
150μm，对84消毒液的接触角50
°
，抗压强度350MPa、屈服强度280MPa，弹性模量50GPa；其二，以厚度0.8mm不锈钢为基体，制备Cu涂层，使用公称直径为100μm的Cu粉末，由金
属Cu粉末与基体以300m/s速度碰撞，粒子发生25％的塑性变形连接，沉积时基体的温度为160℃；制备出涂层的总厚度为700μm，涂层孔隙率为15％，孔隙的公称尺寸范围5μm
‑
150μm对医用酒精消毒液的接触角40
°
抗压强度320MPa、屈服强度260MPa，弹性模量40GPa；其三，以厚度0.8mm不锈钢为基体，制备Al涂层，使用公称直径为100μm的Al粉末，由金属Al粉末与基体以300m/s速度碰撞，粒子发生20％的塑性变形连接，沉积时基体的温度为160℃；制备出涂层的总厚度为800μm，涂层孔隙率为18％，孔隙的公称尺寸范围50μm
‑
200μm，对84消毒液的接触角35
°
，抗压...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢冬柏，李强，姜卫国，苏建民，郭辉，
申请(专利权)人：潍坊科技学院，
类型：发明
国别省市：
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