本發明屬于金屬材料
技術領域：
，具體涉及一種抗菌不銹鋼的制備工藝。
背景技術：
：不銹鋼自上世紀問世，到現在已有90多年的歷史。不銹鋼的發明是世界冶金史上的一項重大成就，不銹鋼的生產為工業和科技進步奠定了重要的物質技術基礎。它在發展過程中逐步形成了鐵素體型不銹鋼、馬氏體型不銹鋼、奧氏體型不銹鋼、奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼四大類。由于不銹鋼良好的機械性能和耐腐蝕性，它是應用的最廣泛的鋼鐵材料之一，廣泛應用于各個工業領域。而很多特殊領域，比如醫療衛生行業、食品行業、潔具、廚具等日常用品不僅要求不銹鋼美觀，對于不銹鋼的抗菌性也有一定要求。抗菌不銹鋼技術的研究隨之興起。日本從上世紀90年代就進行了抗菌不銹鋼材料的研究工作，研發的產品主要為含銅或含銀鐵素體、馬氏體和奧氏體等抗菌不銹鋼。而我國在這方面的研究才剛剛起步，雖已有企業、科研院所在全力開發抗菌不銹鋼，但都主要集中在單相含銅抗菌不銹鋼上。抗菌不銹鋼發展很快，但仍存在很多問題。目前市場上的抗菌型不銹鋼主要包括加銅抗菌不銹鋼、表面涂層抗菌不銹鋼、加銀抗菌不銹鋼等。在不銹鋼基體中加入抗菌元素入Cu或Ag等，通過特定熱處理或時效處理在組織中生成銅或銀的固溶相，如ε-Cu相。在使用過程中Cu離子和Ag離子不斷從該固溶體中釋放出來殺滅細菌。這種合金型抗菌不銹鋼的缺陷是由于銅含量達到一定量才會出現抗菌性能，因此其生產成本較高；同時ε-Cu相在熱處理析出過程中會帶來組織的變化，產生耐腐蝕性能降低、加工性能差的問題。另一種方法是以不銹鋼為基體，通過噴涂、輥涂、溶膠一凝膠、離子注入、測控濺射等工藝將具有抗菌功能的材料涂覆到不銹鋼表面上，這種方法可以克服合金型抗菌不銹鋼由于抗菌相析出造成抗蝕性和加工性能變差的缺陷。中國專利CN103451631A公開了一種抗菌不銹鋼及其制備方法，其中，制備步驟包括超聲除油、酸洗、滲鍍和沖洗干燥，本方法在不銹鋼表面滲鍍納米二氧化鈦抗菌材料，由于二氧化鈦只對日光中的波長小于400nm的紫外線吸收強烈，所以在光照較弱或者無光照的使用環境中，該抗菌型不銹鋼抗菌效果不佳，且滲鍍法對工藝和設備的要求比較高。中國專利CN103614719A公開了一種抗菌不銹鋼的制備方法，其包括如下步驟：對不銹鋼工件表面依次進行堿洗、化學氧化和酸洗，得預處理不銹鋼；將銀膠體噴涂或者浸涂于預處理不銹鋼表面，常溫干燥后于150℃～250℃燒結5～15min，清洗，獲得所述抗菌不銹鋼，該發明制備的銀膠體與不銹鋼的附著力差，不能長期保存，且需要燒結，工藝復雜。技術實現要素：為解決上述問題，本發明提供一種方法簡單，成本低，而且其對制備設備、工藝技術要求不高，在實際生產中可以得到廣泛應用的抗菌不銹鋼的制備工藝，制備的不銹鋼具有較好的抗菌功能，并且不影響其加工性和力學性能，耐蝕性能得到提高。一種抗菌不銹鋼的制備工藝，包括如下步驟：(1)對不銹鋼表面進行打磨，堿洗，酸洗，得到預處理不銹鋼；(2)按質量百分比配制紫外光固化抗菌涂料：聚酯丙烯酸酯：50～60％、二苯甲酮：3～8％、硅氧烷丙烯酸酯：0.5～1％、丙二醇丁醚：10～15％、納米含銀抗菌劑：3～5％、二羥甲基乙烷三丙烯酸酯余量，將上述原料在溫度為40～50℃下攪拌溶解，避光處理，得含銀抗菌涂料；(3)將步驟(2)的含銀涂料浸涂或噴涂于預處理的不銹鋼表面，在紫外固化箱中光照一段時間后，取出超聲清洗，得到抗菌不銹鋼。具體地，步驟(1)所述的堿洗的堿洗液組成為：氫氧化鈉60～80g/L，碳酸鈉20～40g/L，磷酸鈉15～25g/L，所述堿洗的處理時間為10～15min，處理溫度為50～70℃。具體地，步驟(1)所述的酸洗過程為先在20～35g/L鹽酸溶液中酸洗2～3min，再在60～80g/L硫酸溶液中活化1-2min。具體地，步驟(2)所述的納米含銀抗菌劑為納米銀、納米氧化銀、納米磺胺嘧啶銀中的一種或幾種。進一步，所述的納米含銀抗菌劑的粒徑為10～100nm。具體地，步驟(3)所述的光照時間為5～10min。具體地，步驟(3)所述的清洗液為質量分數為50～70％的乙醇水溶液，超聲3～5h。本發明具有的有益效果：(1)本發明制備的不銹鋼具有良好持續的抗菌功能，并且不影響其加工性和力學性能，耐蝕性能得到提高。(2)本發明利利用UV固化技術，固化速度快，可以將含有抗菌涂料紫外固化到不銹鋼表面，抗菌涂層與不銹鋼表面附著力強，無異味，高抗刮，高耐化，抗菌效果好。(3)本發明方法簡單，成本低，環保，而且其對制備設備、工藝技術要求不高，在實際生產中可以得到廣泛應用。具體實施方式現在結合實施例對本發明作進一步詳細的說明。實施例1(1)對不銹鋼表面進行打磨；之后在溫度為50℃，用氫氧化鈉60g/L，碳酸鈉20g/L，磷酸鈉15g/L的堿液清洗15min；然后先在20g/L鹽酸溶液中酸洗2min，再在60g/L硫酸溶液中活化1min，得到預處理不銹鋼；(2)按質量百分比配制紫外光固化抗菌涂料：聚酯丙烯酸酯：50％，二苯甲酮：3％，硅氧烷丙烯酸酯：0.5％，丙二醇丁醚：10％，粒徑為10nm的納米銀：3％，二羥甲基乙烷三丙烯酸酯余量，將上述原料在溫度為45℃下攪拌溶解，避光處理，得含銀抗菌涂料；(3)將步驟(2)的含銀涂料浸涂或噴涂于預處理的不銹鋼表面，在紫外固化箱中光照5min后取出，在質量分數為50％的乙醇水溶液中超聲3h，得到抗菌不銹鋼。實施例2(1)對不銹鋼表面進行打磨；之后在溫度為60℃，用氫氧化鈉70g/L，碳酸鈉25g/L，磷酸鈉15g/L的堿液清洗12min；然后先在25g/L鹽酸溶液中酸洗2min，再在70g/L硫酸溶液中活化1min，得到預處理不銹鋼；(2)按質量百分比配制紫外光固化抗菌涂料：聚酯丙烯酸酯：55％，二苯甲酮：3％，硅氧烷丙烯酸酯：0.7％，丙二醇丁醚：10％，粒徑為30nm的納米銀：3％，二羥甲基乙烷三丙烯酸酯余量，將上述原料在溫度為45℃下攪拌溶解，避光處理，得含銀抗菌涂料；(3)將步驟(2)的含銀涂料浸涂或噴涂于預處理的不銹鋼表面，在紫外固化箱中光照5min后取出，在質量分數為60％的乙醇水溶液中超聲3h，得到抗菌不銹鋼。實施例3(1)對不銹鋼表面進行打磨；之后在溫度為65℃，用氫氧化鈉70g/L，碳酸鈉30g/L，磷酸鈉20g/L的堿液清洗10min；然后先在25g/L鹽酸溶液中酸洗3min，再在70g/L硫酸溶液中活化2min，得到預處理不銹鋼；(2)按質量百分比配制紫外光固化抗菌涂料：聚酯丙烯酸酯：55％，二苯甲酮：5％，硅氧烷丙烯酸酯：0.7％，丙二醇丁醚：12％，粒徑為50nm的納米氧化銀：4％，二羥甲基乙烷三丙烯酸酯余量，將上述原料在溫度為45℃下攪拌溶解，避光處理，得含銀抗菌涂料；(3)將步驟(2)的含銀涂料浸涂或噴涂于預處理的不銹鋼表面，在紫外固化箱中光照8min后取出，在質量分數為60％的乙醇水溶液中超聲3h，得到抗菌不銹鋼。實施例4(1)對不銹鋼表面進行打磨；之后在溫度為55℃，用氫氧化鈉80g/L，碳酸鈉35g/L，磷酸鈉20g/L的堿液清洗10min；然后先在30g/L鹽酸溶液中酸洗3min，再在75g/L硫酸溶液中活化2min，得到預處理不銹鋼；(2)按質量百分比配制紫外光固化抗菌涂料：聚酯丙烯酸酯：55％，二苯甲酮：6％，硅氧烷丙烯酸酯：0.7％，丙二醇丁醚：12％，粒徑為60nm的納米磺胺嘧啶銀：5％，二羥甲基乙烷三丙烯酸酯余量，將上述原料在溫度為45℃下攪拌溶解，避光處理，得含銀抗菌涂料；(3)將步驟(2)的含銀涂料浸涂或噴涂于預處理的不銹鋼表面，在紫外固化箱中光照8min后取出，在質量分數為50％的乙醇水溶液中超聲5h，得到抗菌不銹鋼。實施例5(1)對不銹鋼表面進行打磨；之后在溫度為70℃，用氫氧化鈉80g/L，碳酸鈉35g/L，磷酸鈉25g/L的堿液清洗15min；然后先在30g/L鹽酸溶液中酸洗3min，再在75g/L硫酸溶液中活化2min，得到預處理不銹鋼；(2)按質量百分比配制紫外光固化抗菌涂料：聚酯丙烯酸酯：60％，二苯甲酮：8％，硅氧烷丙烯酸酯：0.7％，丙二醇丁醚：12％，粒徑為80nm的納米磺胺嘧啶銀：5％，二羥甲基乙烷三丙烯酸酯余量，將上述原料在溫度為45℃下攪拌溶解，避光處理，得含銀抗菌涂料；(3)將步驟(2)的含銀涂料浸涂或噴涂于預處理的不銹鋼表面，在紫外固化箱中光照10min后取出，在質量分數為65％的乙醇水溶液中超聲5h，得到抗菌不銹鋼。實施例6(1)對不銹鋼表面進行打磨；之后在溫度為60℃，用氫氧化鈉80g/L，碳酸鈉40g/L，磷酸鈉25g/L的堿液清洗10min；然后先在35g/L鹽酸溶液中酸洗2min，再在80g/L硫酸溶液中活化1min，得到預處理不銹鋼；(2)按質量百分比配制紫外光固化抗菌涂料：聚酯丙烯酸酯：60％，二苯甲酮：5％，硅氧烷丙烯酸酯：1％，丙二醇丁醚：12％，粒徑為100nm的納米銀：5％，二羥甲基乙烷三丙烯酸酯余量，將上述原料在溫度為50℃下攪拌溶解，避光處理，得含銀抗菌涂料；(3)將步驟(2)的含銀涂料浸涂或噴涂于預處理的不銹鋼表面，在紫外固化箱中光照8min后取出，在質量分數為70％的乙醇水溶液中超聲4h，得到抗菌不銹鋼。機械性能測試(1)基礎力學性能檢測試板、墊板尺寸及坡口設計參考GB2652-89金屬拉伸試驗方法，室溫力學性能檢測結果見表1。(2)耐腐蝕性能根據不銹鋼點蝕電位測量方法(國家標準：GB/T17899-1999)對本發明實施例制得的不銹鋼進行陽極極化曲線測試，測試結果見表1。經過上述制備方法得到的抗菌不銹鋼的機械性能見表1。表1表1中，對比例為未涂抗菌涂料的不銹鋼機械性能。由表1可以看出，本發明制得的抗菌不銹鋼機械性能較未涂抗菌涂料的不銹鋼機械變化不大，不影響其加工性和力學性能，耐蝕性能得到提高。抗菌性能檢測采用典型的覆膜法，參照日本抗菌協會JISZ280檢測標準，檢測實施例試樣對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抗菌效果，結果見表2。表2序號抗大腸桿菌(％)抗金黃色葡萄球菌(％)實施例199.999.9實施例299.999.9實施例399.999.9實施例499.999.9實施例599.999.9實施例699.999.9對比例136.533.7表2中，對比例為未涂抗菌涂料的不銹鋼抗菌性能。從以上實施例可以看出，本發明制備的抗菌不銹鋼具有優良的抗大腸桿菌和金黃色葡萄球菌性能。以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。當前第1頁1 2 3