[發明專利]一種含納米抗菌元素粉體的制備方法

在審

• 申請號: 202011187850.9
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112609163A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 周鴻奎
• 申請（專利權）人: 深圳市矽谷濺射靶材有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/16;B22F1/02;C23C14/32;C23C14/18;C23C14/02;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

本發明公開了一種含納米抗菌元素粉體的制備方法：采用物理氣相沉積(PVD)方法在粉體上沉積納米抗菌元素的鍍層或顆粒。優選地，用離子鍍方法在不銹鋼粉體上沉積上納米銀和/或納米銅的不連續的鍍層或顆粒：在真空鍍膜艙內置有一外接偏壓電源負極的滾筒，不銹鋼粉盛在滾筒內，轉動滾筒，不停地翻動位于滾筒下方的不銹鋼粉體，而在其上方設有至少一支磁控濺射靶，向下朝著翻動的不銹鋼粉體濺射納米銀和/或銅顆粒，產生附有納米銀、或納米銅、或納米銀銅不連續鍍層或顆粒的不銹鋼粉體。本發明工藝簡單且成本低。

技術領域

本發明涉及物理氣相沉積技術在各類粉體上沉積納米級銀、銅、氧化鋅等以制備納米抗菌粉體，尤其是涉及一種含納米抗菌元素粉體的制備方法。

背景技術

抗菌不銹鋼是一類具有抗菌功效的結構/功能一體化材料，抗菌不銹鋼既可以像普通不銹鋼作為結構材料使用，且具有裝飾和美化功能，同時還具有強大的抗菌功能。抗菌不銹鋼是最早出現的產業化抗菌金屬村料。

不銹鋼含有抗菌的Ag、Cu、Zn等元素，使之賦予抗菌的功能。抗菌不銹鋼的抗菌機理是：在不銹鋼中的Ag、Cu等抗菌元素微細顆粒與細菌接觸，通過與細菌的細胞作用，可以損傷、破壞其細胞壁，讓細菌的細胞質從穿孔處流出，做成細菌萎縮、死亡；如果抗菌元素與細菌接觸時間足夠長，抗菌元素顆粒進入細菌體內，與其氧代謝的硫氫基結合，可阻斷代謝，使其失去活性，影響其繁殖功能。

近代大量研究表明納米Ag顆粒有廣譜的殺菌能力，對650多種細菌和病毒均有強大殺傷力，還能殺超級細菌，而且沒有耐藥性，解決了抗生素只能殺死少數類別細菌的缺點。

越來越多的研究表明納米Ag離子可有效殺滅多種病毒，研究的共同觀點表示顆粒徑小是重要關鍵，大多數研究認同選用10—20nm粒徑。具有納米級銀、銅顆粒的抗菌不銹鋼是更理想的抗菌材料。

我國在上世紀90年代末開始抗菌不銹鋼研究，經多年努力，已開發出多種類型抗菌不銹鋼及其制品，在醫療用品、廚具、建筑五金、日用品等領域推廣應用。

抗菌不銹鋼按其制造方法分類

(1)表面涂層抗菌不銹鋼：是在不銹鋼表面的涂層中添加抗菌元素，包括Ag、Cu、Zn等合金型涂層和具有光催化活性的Ti或Zn的氧化物涂層。

(2)復合抗菌不銹鋼：把含Cu或Cu合金具有抗菌性能的材料與具力學性工藝性的不銹鋼材料復合在一起制成。

(3)表面改性抗菌不銹鋼：通過高溫滲層處理或離子注入法在普通不銹鋼表面滲入銅、銀、鋅或鈦元素而賦予甚抗菌性能。

(4)合金型抗菌不銹鋼：通過在煉鋼時加入抗菌金屬元素再經特殊熱處理，從而使抗菌不銹鋼從表面到內部都均勻地分布著抗菌元素的析出相。

(5)粉末冶金抗菌不銹鋼：在不銹鋼粉末中加入Ag、Cu等抗菌金屬元素粉末混合、壓型、燒結制成抗菌不銹鋼粉末冶金制品。

前三類工藝較復雜，應用較少。合金型抗菌不銹鋼工藝成熟，應用較廣；但必須具備煉鋼、鍛造、軋延、熱處理等一整套冶金設備和技術能力，才能生產，不是一般小企業能勝任的。而粉末冶金抗菌不銹鋼制備工藝簡易，規模可大可小，且可以直接生產出市場需求制品，是很有前途的制備方法。

當前粉末冶金法多采用把Ag、Cu等抗菌金屬元素粉末加入不銹鋼粉中機械混合制粉。但現在所用Ag、Cu粉末都是普通尺寸粉末(微米級)，要制取納米Ag、Cu粉末工藝較困難，成本也高。現在納米銀抗菌制品多屬溶劑狀態或通過溶劑浸泡制備。采用粉末冶金法制備更高效殺菌的制品，首先要解決以簡易工藝且成本低的方法制備納米級抗菌金屬元素如Ag、Cu的粉體，這對提高粉末冶金抗菌不銹鋼的質量至關重要，也是當務之急。

發明內容

本發明所要解決技術問題，就是提供一種工藝簡單且成本低的含納米抗菌元素粉體的制備方法。