本發明屬于金屬材料領域，具體涉及一種抗菌性復合金屬材料涂層的制備方法。
背景技術：
近年來，隨著經濟社會的發展和科學技術的進步，抗菌性能成為新時代的主體。無論在航天航空領域、醫療衛生領域還是食品行業，抗菌性金屬材料對延長材料的使用壽命，提高材料的衛生性和安全性能等方面均起到了重要的作用。
技術實現要素：
針對上述問題，本發明要解決的技術問題是提供一種抗菌性復合金屬材料涂層的制備方法，延長金屬材料的使用壽命。
為實現上述目的，本發明的技術方案為：一種抗菌性復合金屬材料涂層的制備方法，包括以下步驟：
步驟1：金屬表面處理，將待鍍鋅的金屬依次用清潔劑和清水分別洗滌3～5次，然后將其置入100～150ml的氫氧化鈉和碳酸氫鈉的混合溶液中，加熱至20～30℃浸泡15～20min，取出后用鹽酸中和金屬材料表面的堿液，并用清水沖洗干凈備用；
步驟2：將鈦酸酯用有機溶劑溶解，在20~30r/min的攪拌過程中依次加入酸、水、分散劑、硅化合物、銀鹽，攪拌均勻制得氧化鈦抗菌涂料；
步驟3：金屬表面鍍鋅處理，將步驟1中表面處理后的金屬材料作為工作電極，采用電沉積法對其進行表面電沉積鍍鋅處理，所述電沉積溶液為濃度為10～20g/l的硫酸鋅溶液和濃度為5～15g/l的硫酸溶液的混合液；
步驟4：涂抹氧化鈦涂料，將步驟3經過鍍鋅處理的金屬材料浸沒在氧化鈦抗菌涂料中30~90min，然后取出，晾干，將金屬材料放入馬弗爐中煅燒2~4小時，得到抗菌性復合金屬材料涂層。
進一步地，所述步驟3中的電沉積鍍鋅處理工藝為：沉積電壓10～15v，溶液溫度20～30℃。
進一步地，所述步驟3中的電沉積鍍鋅的層厚度為1~5μm。
進一步地，所述步驟2中的酞酸脂為鈦酸丁酯、鈦酸丙酯、鈦酸乙酯中的一種或幾種。
進一步地，所述步驟2中的有機溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮中的一種或者它們的混合物。
進一步地，所述的含硅化合物為硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。
進一步地，所述步驟4中馬弗爐中的溫度為200~500℃。
進一步地，所述步驟2中的銀鹽為硝酸銀。
本發明的有益效果在于：本發明的提供一種合金材料醫療器械表面抗菌復合涂料的制備方法，制備方法簡單易行，成本低，所制得的金屬材料殺菌性能好，抗菌率大于90%，提高金屬材料的使用安全性。氧化鈦涂料中加入含硅化合物，可以增強涂膜對基層金屬材料的粘附性，并提供大比表面積，從而提高抗菌速度。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不限定本發明。
實施例1
一種抗菌性復合金屬材料涂層的制備方法，包括以下步驟：
步驟1：金屬表面處理，將待鍍鋅的金屬依次用清潔劑和清水分別洗滌3次，然后將其置入100ml的氫氧化鈉和碳酸氫鈉的混合溶液中，加熱至20℃浸泡15min，取出后用鹽酸中和金屬材料表面的堿液，并用清水沖洗干凈備用；
步驟2：將鈦酸酯用有機溶劑溶解，在20r/min的攪拌過程中依次加入酸、水、分散劑、硅化合物、銀鹽，攪拌均勻制得氧化鈦抗菌涂料；
步驟3：金屬表面鍍鋅處理，將步驟1中表面處理后的金屬材料作為工作電極，采用電沉積法對其進行表面電沉積鍍鋅處理，所述電沉積溶液為濃度為10g/l的硫酸鋅溶液和濃度為5g/l的硫酸溶液的混合液；
步驟4：涂抹氧化鈦涂料，將步驟3經過鍍鋅處理的金屬材料浸沒在氧化鈦抗菌涂料中30min，然后取出，晾干，將金屬材料放入馬弗爐中煅燒2小時，得到抗菌性復合金屬材料涂層。
所述步驟3中的電沉積鍍鋅處理工藝為：沉積電壓10v，溶液溫度20℃。
所述步驟3中的電沉積鍍鋅的層厚度為1μm。
所述步驟2中的酞酸脂為鈦酸丁酯、鈦酸丙酯、鈦酸乙酯中的一種或幾種。
所述步驟2中的有機溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮中的一種或者它們的混合物。
所述的含硅化合物為硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。
所述步驟4中馬弗爐中的溫度為200℃。
所述步驟2中的銀鹽為硝酸銀。
實施例2
一種抗菌性復合金屬材料涂層的制備方法，包括以下步驟：
步驟1：金屬表面處理，將待鍍鋅的金屬依次用清潔劑和清水分別洗滌4次，然后將其置入120ml的氫氧化鈉和碳酸氫鈉的混合溶液中，加熱至25℃浸泡17min，取出后用鹽酸中和金屬材料表面的堿液，并用清水沖洗干凈備用；
步驟2：將鈦酸酯用有機溶劑溶解，在25r/min的攪拌過程中依次加入酸、水、分散劑、硅化合物、銀鹽，攪拌均勻制得氧化鈦抗菌涂料；
步驟3：金屬表面鍍鋅處理，將步驟1中表面處理后的金屬材料作為工作電極，采用電沉積法對其進行表面電沉積鍍鋅處理，所述電沉積溶液為濃度為15g/l的硫酸鋅溶液和濃度為10g/l的硫酸溶液的混合液；
步驟4：涂抹氧化鈦涂料，將步驟3經過鍍鋅處理的金屬材料浸沒在氧化鈦抗菌涂料中60min，然后取出，晾干，將金屬材料放入馬弗爐中煅燒3小時，得到抗菌性復合金屬材料涂層。
所述步驟3中的電沉積鍍鋅處理工藝為：沉積電壓12v，溶液溫度25℃。
所述步驟3中的電沉積鍍鋅的層厚度為3μm。
所述步驟2中的酞酸脂為鈦酸丁酯、鈦酸丙酯、鈦酸乙酯中的一種或幾種。
所述步驟2中的有機溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮中的一種或者它們的混合物。
所述的含硅化合物為硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。
所述步驟4中馬弗爐中的溫度為400℃。
所述步驟2中的銀鹽為硝酸銀。
實施例3
一種抗菌性復合金屬材料涂層的制備方法，包括以下步驟：
步驟1：金屬表面處理，將待鍍鋅的金屬依次用清潔劑和清水分別洗滌5次，然后將其置入150ml的氫氧化鈉和碳酸氫鈉的混合溶液中，加熱至30℃浸泡20min，取出后用鹽酸中和金屬材料表面的堿液，并用清水沖洗干凈備用；
步驟2：將鈦酸酯用有機溶劑溶解，在30r/min的攪拌過程中依次加入酸、水、分散劑、硅化合物、銀鹽，攪拌均勻制得氧化鈦抗菌涂料；
步驟3：金屬表面鍍鋅處理，將步驟1中表面處理后的金屬材料作為工作電極，采用電沉積法對其進行表面電沉積鍍鋅處理，所述電沉積溶液為濃度為20g/l的硫酸鋅溶液和濃度為15g/l的硫酸溶液的混合液；
步驟4：涂抹氧化鈦涂料，將步驟3經過鍍鋅處理的金屬材料浸沒在氧化鈦抗菌涂料中90min，然后取出，晾干，將金屬材料放入馬弗爐中煅燒4小時，得到抗菌性復合金屬材料涂層。
所述步驟3中的電沉積鍍鋅處理工藝為：沉積電壓15v，溶液溫度30℃。
所述步驟3中的電沉積鍍鋅的層厚度為5μm。
所述步驟2中的酞酸脂為鈦酸丁酯、鈦酸丙酯、鈦酸乙酯中的一種或幾種。
所述步驟2中的有機溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮中的一種或者它們的混合物。
所述的含硅化合物為硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。
所述步驟4中馬弗爐中的溫度為500℃。
所述步驟2中的銀鹽為硝酸銀。
實施例4
一種抗菌性復合金屬材料涂層的制備方法，包括以下步驟：
步驟1：金屬表面處理，將待鍍鋅的金屬依次用清潔劑和清水分別洗滌3次，然后將其置入100ml的氫氧化鈉和碳酸氫鈉的混合溶液中，加熱至20℃浸泡15min，取出后用鹽酸中和金屬材料表面的堿液，并用清水沖洗干凈備用；
步驟2：將鈦酸酯用有機溶劑溶解，在20r/min的攪拌過程中依次加入酸、水、分散劑、硅化合物、銀鹽，攪拌均勻制得氧化鈦抗菌涂料；
步驟3：金屬表面鍍鋅處理，將步驟1中表面處理后的金屬材料作為工作電極，采用電沉積法對其進行表面電沉積鍍鋅處理，所述電沉積溶液為濃度為10g/l的硫酸鋅溶液和濃度為5g/l的硫酸溶液的混合液；
步驟4：涂抹氧化鈦涂料，將步驟3經過鍍鋅處理的金屬材料浸沒在氧化鈦抗菌涂料中30min，然后取出，晾干，將金屬材料放入馬弗爐中煅燒2小時，得到抗菌性復合金屬材料涂層。
所述步驟3中的電沉積鍍鋅處理工藝為：沉積電壓15v，溶液溫度30℃。
所述步驟3中的電沉積鍍鋅的層厚度為5μm。
所述步驟2中的酞酸脂為鈦酸丁酯、鈦酸丙酯、鈦酸乙酯中的一種或幾種。
所述步驟2中的有機溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮中的一種或者它們的混合物。
所述的含硅化合物為硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。
所述步驟4中馬弗爐中的溫度為200℃。
所述步驟2中的銀鹽為硝酸銀。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。