[實用新型]基于陽極氧化多孔氧化膜的不銹鋼表面抗菌層

無效

• 申請號: 201020240917.6
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號: CN201785524U
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 張艷梅;揭曉華
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C25D11/34
• 分類號: C25D11/34
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本實用新型涉及一種基于陽極氧化多孔氧化膜的不銹鋼表面抗菌層。

背景技術

不銹鋼在人類日常生活中應用十分廣泛，如食品工業的運輸箱、餐車、食品架、食品加工機械，醫療器械如手術工具、手術推車，公共設施如電梯、樓梯扶手、欄桿，家庭用品如水槽、櫥柜、碗柜、洗衣機內膽、淋浴器、水箱、門把手、拉手等。普通不銹鋼不具有抗菌功能，有害細菌易在不銹鋼制品上孳生，容易造成細菌的接觸傳播，給人體健康帶來隱患。在人類日常接觸的不銹鋼制品上采用抗菌不銹鋼，將可抑制細菌孳生，避免接觸傳播。現已開發的含銅或含銀整體抗菌不銹鋼抗菌持久、不怕磨損，但由于使用大量的銀或銅，材料成本高。由于大部分場合下起抗菌作用的都是不銹鋼表面，利用噴涂、輥涂、溶膠-凝膠、復合鍍、磁控濺射等工藝在不銹鋼表面涂覆抗菌材料可降低抗菌不銹鋼成本，但抗菌涂層與基體間主要是機械嵌合，結合力不夠高，使用過程中容易發生剝落。

實用新型內容

本實用新型針對現有不銹鋼表面抗菌涂層存在的剝落問題，提出一種基于陽極氧化多孔氧化膜的不銹鋼表面抗菌層。同時提出一種基于不銹鋼表面陽極氧化多孔氧化膜植入抗菌金屬元素制備不銹鋼表面抗菌層的方法。植入的抗菌金屬元素可以是銀、銅等具有抗菌功能的金屬元素。

本實用新型提供的一種基于陽極氧化多孔氧化膜的不銹鋼表面抗菌層，該不銹鋼表面抗菌層是在不銹鋼表面有一層多孔氧化膜，多孔氧化膜的孔中是抗菌金屬元素。

上述多孔氧化膜膜厚是5.3～60μm，多孔氧化膜的孔呈圓柱狀，孔直徑100～400nm，孔密度1.0～12×10⁹/cm²。

上述孔中的抗菌金屬元素的直徑與多孔氧化膜的孔直徑相同；其長度是5～40μm，小于多孔氧化膜膜的厚度。

本實用新型還提供的一種制備表面抗菌不銹鋼的方法：先在不銹鋼表面采用陽極氧化法制備多孔氧化膜，然后以多孔氧化膜為載體，在含有抗菌金屬離子的電解液中進行交流電解沉積，利用抗菌金屬離子在氧化膜孔隙內的電解還原作用，將抗菌金屬元素植入在氧化膜的孔隙中，使氧化膜具有抗菌性，從而在不銹鋼表面制備出抗菌外層。

上述不銹鋼為SUS304不銹鋼，經電解拋光、除油、活化后進行陽極氧化；陽極氧化設備采用WYK-15010K直流穩壓穩流電源，用鉛板為對電極，電解液分別采用硫酸去離子水溶液、草酸去離子水溶液或檸檬酸去離子水溶液；氧化電壓10～100V，電流密度1～2A/dm²，電解液溫度24～35℃，氧化時間30～60min。

上述電解液是硫酸、草酸或檸檬酸的去離子水溶液，其中硫酸濃度150～300g·L^-1，草酸濃度40～100g·L^-1，檸檬酸濃度100～400g·L^-1。

采用SVC-500VA全自動交流穩壓電源對陽極氧化多孔氧化膜進行抗菌金屬元素沉積，交流電解沉積采用的電解液在沉積銀時采用硝酸銀和硫酸的混合液、在沉積銅時采用硫酸銅和硫酸的混合液；沉積銀采用的工藝參數為：沉積電流密度1.5A/dm²，沉積電壓25V，電解液溫度30℃，沉積時間20～60min；沉積銅采用的工藝參數為：沉積電流密度1.0A/dm²，沉積電壓15V，電解液溫度25℃，沉積時間20～70min。

上述硝酸銀和硫酸的混合液中，硝酸銀濃度10g·L^-1，硫酸濃度20g·L^-1。

上述硫酸銅和硫酸的混合液中，硫酸銅濃度15g·L^-1，硫酸濃度18g·L^-1。

根據不銹鋼制品的抗菌要求，可植入不同的抗菌金屬元素，且多孔氧化膜的孔隙尺寸、孔隙密度可以通過改變陽極氧化液配方、陽極氧化工藝進行控制，抗菌金屬元素的植入量可以通過改變交流電解沉積工藝進行控制。

本實用新型的有益效果在于：

(1)抗菌層與基體結合力強。由于陽極氧化制備的多孔氧化膜與基體之間為冶金結合，所以和涂層抗菌不銹鋼相比，該技術制備的表面抗菌層不存在剝落問題。