[發(fā)明專利]一種醫(yī)學(xué)外用鋁合金多功能涂層的電化學(xué)制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210212975.1
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102703950A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧姝皓;易丹青
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南邁迪科新材有限公司
• 主分類號: C25D11/08
• 分類號: C25D11/08;C25D11/22;C25D11/18
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋁合金表面處理制備技術(shù)，涉及一種醫(yī)學(xué)外用鋁合金多功能涂層的電化學(xué)制備方法。

背景技術(shù)

鋁合金密度低，但比強(qiáng)度較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣泛使用，使用量僅次于鋼。現(xiàn)今常用的鋁合金在建筑方面用量很大，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用還較窄，由于鋁合金質(zhì)輕、價廉，毒性極小，相比不銹鋼和鈦合金，鋁合金在醫(yī)學(xué)的價格優(yōu)勢是顯而易見的，因此在醫(yī)用方面仍有較大的發(fā)展空間。醫(yī)學(xué)外用鋁合金材料與廣泛應(yīng)用的建筑鋁合金區(qū)別較大，主要對材料表面要求較高。這是由于隨著社會的發(fā)展及人民生活水平的提高，健康的生存環(huán)境日益成為人類追求的目標(biāo)，人們也日漸意識到病原菌的危害性，由此促進(jìn)了具有抗菌、自潔功能的鋁合金的開發(fā)并獲得了迅速發(fā)展。

另外鋁是比較活潑的金屬，標(biāo)準(zhǔn)電位-1.66V（vs.S.H.E），在空氣中能自然形成一層厚度約為0.01～0.1微米的氧化膜，但這層氧化膜極薄，耐蝕性差，作為醫(yī)用材料使用受到耐蝕的限制，因而必須對鋁合金表面進(jìn)行改性，制備出具有美觀、耐蝕、抗菌和自潔特性的醫(yī)學(xué)外用鋁合金就成為一種需要。

通過電化學(xué)陽極氧化在鋁合金表面形成多孔氧化膜，隨后在其中電沉積出具有殺菌作用的金屬銅、銀等，不僅可以充分提高鋁合金的耐蝕和美觀，而且利用銀、銅等金屬的殺菌作用和二氧化鈦的自潔特性以賦予鋁合金的抗菌和自潔性，將使得醫(yī)用率合金設(shè)備和器材（例如：殘疾人樓梯扶手、醫(yī)用推車、輪椅、擔(dān)架、支架、智能呼叫等）的壽命大幅增加，同時其所具有的自清潔功能將有助于減少人力資源的不必要浪費。本發(fā)明對于拓寬鋁合金在醫(yī)用方面的范圍，具有非常重要的意義。

目前關(guān)于鋁合金陽極陽極氧化、著色和封孔的專利總共只有十幾個左右，其中關(guān)于氧化著色的有6個，關(guān)于封孔的有9個，其基本目的是提高鋁合金的耐腐蝕性，但就鋁合金醫(yī)用多功能涂層（美觀、耐蝕、抗菌、自潔）的制備方法尚未見到關(guān)于醫(yī)用鋁合金多功能涂層的文獻(xiàn)報道也幾乎沒有。

專利?CN1050911?報道了鋁或鋁合金陽極氧化膜青銅色系列電解著色工藝，采用直流陽極氧化，交流電解著色，此發(fā)明重點在著色液的化學(xué)性能、分散能力及使用溫度范圍方面，對其耐腐蝕性和應(yīng)用沒有過多的提及。專利?CN102424999A報道了一種鋁合金陽極氧化膜電解著黑色的處理方法，主要采用交流電解著黑色，鋁合金陽極氧化后電解著黑色的膜色澤純正均勻、細(xì)膩光潔，黑色膜在3.5%氯化鈉溶液中的耐腐蝕的能力較基體提高30%。專利CN1089311報道一種鋁或鋁合金陽極氧化膜化學(xué)染色工藝，染色效果清晰，但就耐腐蝕等沒有討論。

故本專利采用電化學(xué)方法，在鋁合金表面進(jìn)行直流的陽極氧化并電解著色，該方法不僅解決了鋁合金耐腐蝕性低的缺陷，并提高了鋁合金殺菌、自潔的性能，而且是采用簡單的直流電源一步法實現(xiàn)了鋁合金表面多功能涂層的制備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是目的在于提供一種醫(yī)學(xué)外用鋁合金多功能涂層的電化學(xué)制備方法。該方法制備工藝簡單，易操作，通過電化學(xué)方法不僅賦予鋁合金表面裝飾、耐蝕、殺菌和自潔等功能，而且涂層力學(xué)性能優(yōu)良，與基體結(jié)合力好。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實施的，具體包括以下步驟：

1）鋁合金陽極氧化膜的制備：陽極為需要處理的鋁合金，陰極也為鋁合金，在含一定濃度硫酸和鋁離子的電解液中電化學(xué)氧化制備鋁合金多孔氧化膜，其中電解液配方如下，硫酸120～180?g·L^-1，硫酸鋁5~20?g·L^-1，溫度10℃-40℃，氧化時間10-60min，?電流密度10mA·cm^-2-400?mA·cm^-2，氧化后，取出陽極并且在清水中浸一段時間以除去附于膜上的電解液，得到鋁合金多孔氧化膜。

2）鋁合金的電化學(xué)著色：為了提高鋁合金的耐蝕和裝飾性，在制備好上述的鋁合金氧化膜的基礎(chǔ)上繼續(xù)電沉積金屬，如銀、銅或者鋅。其中陽極是石墨，陰極為經(jīng)步驟（1）氧化后的鋁合金，在含銀離子的電液解液中電化學(xué)沉積銀。其中電解液溫度控制在10℃-40℃，pH控制在0.5-4，時間控制在1-10min，電流密度5mA·cm^-2-100?mA·cm^-2。沉積后，取出陰極并且在清水中浸以除去附于膜上的電解液，得到具有一定色澤和殺菌性能的鋁合金氧化膜。