一种彩色不锈钢的抗菌制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于彩色不锈钢材料表面功能化处理的技术领域，特别提供一种彩色不锈 钢的抗菌制备方法。该发明使得在不改变彩色不锈钢外观颜色的前提上，能够使不锈钢同 时兼具色彩多样化和抗菌功能，满足了目前市场对不锈钢材料的外观色彩和抗菌的双重要 求，可广泛应用于家用器具、厨房、浴室设备、汽车工业以及高层建筑的内外装饰品等材料 领域。
【背景技术】
[0002] 20世纪初金属材料领域最伟大的发明之一就是不锈钢，由于不锈钢表面可提供美 感和清洁感，因而建筑材料、家用器具、厨房设备等表面也常用不锈钢装饰。随着不锈钢应 用领域的日趋扩大，人们也不断要求其表面色彩多样化，近年来彩色不锈钢的发展已进入 高潮，并不断向高级化和多样化的装饰性、艺术性方面发展。彩色不锈钢在装饰性材料上的 应用，扩大了彩色不锈钢的应用范围，为彩色不锈钢提供了新的信息，开拓了新的市场。
[0003] 进入21世纪，在2002年的SARS给我国带来了巨大的社会恐慌，2015年的MERS病 毒更严重威胁着人们的生命安全，这些都表明公共卫生安全对当今社会稳定和人民健康的 重要性，预防此类事件发生的主要途径之一就是控制有害微生物的滋长，甚至将其杀灭。随 着人们生活环境的清洁化及防病抗病意识的提高，一种被称为抗菌不锈钢的新型不锈钢已 经被人们所熟知。抗菌不锈钢是一种被誉为具有跨时代意义的新型功能抗菌材料，与其他 抗菌材料相比，具有不产生耐药性、广谱抗菌、抗菌时效长、无毒以及其制品美观、耐磨等优 点，因而在生活中得到了最广泛的应用。
[0004] 彩色不锈钢的表面颜色是一种干涉色，颜色的种类取决于表面氧化膜的化学成 分，由于其表面氧化膜并不具有可以抑制细菌生长的功能，因此它本质上仍是普通不锈钢。 抗菌不锈钢作为新一代生物功能材料，虽然能提供抗菌功能，但由于其冶炼制备工艺与传 统不锈钢相差无几，颜色上仍然是不锈钢传统的银色，也缺乏色彩多样性。
[0005] 基于上述背景，如果能开发一种不锈钢材料，使之表面色彩多样，美感十足，又对 细菌具有一定的杀灭作用，不仅可以拓宽彩色不锈钢的应用范围，为彩色不锈钢提供了新 的信息，开拓了新的市场，而且可以满足人们对不锈钢材料色彩和抗菌的双重要求，使彩色 不锈钢功能多样化，成为彩色抗菌不锈钢。
[0006] 因此，本申请拟提供一种彩色不锈钢的抗菌功能化方法，在很大程度上解决现有 问题，对彩色不锈钢应用市场的拓展起到一定的积极作用。
【发明内容】
[0007] 为解决以上彩色不锈钢存在的问题，本发明在彩色不锈钢的基础上添加了抗菌功 能，能够使不锈钢同时兼具色彩多样化和抗菌效果的两种特性，满足了目前市场对不锈钢 材料的外观色彩和抗菌的双重要求。
[0008] 本发明具体提供了一种彩色不锈钢的抗菌制备方法，其特征在于：将彩色不锈钢 材料在酸性溶液中进行电镀处理，在彩色不锈钢的表面形成一层抗菌氧化膜，所述酸性溶 液是以CuS04、H2S04、CrO3和去离子水为原料混合而成的。
[0009] 其中，各种原材料的配比按重量百分比计为：
[0013] 本发明所述彩色不锈钢的抗菌制备方法，其特征在于：所述酸性溶液中CuSOdP 〇03的重量比优选为93. 5-106. 5。
[0014] 根据抗菌不锈钢的设计原理，不锈钢表面富铜相的析出使得材料具有有效的杀菌 作用，所以本发明所述的彩色不锈钢抗菌处理的酸性溶液成分设计，其中重要的组成成分 是CuSOdP CrO3，这两种试剂的加入，使本发明所采用的彩色不锈钢同时兼具了色彩丰富化 和抗菌功能化的效果。
[0015] 本发明所述的彩色不锈钢抗菌处理的酸性溶液中含有H2SO4，作用是提高溶液的导 电性，防止铜盐水解成氧化亚铜而沉淀析出，使镀层结晶细致，改善镀液的分散能力，保证 阳极的正常溶解。
[0016] 本发明所述彩色不锈钢抗菌处理的酸性溶液，其特征在于：在反应容器中加入去 离子水，将H2SO4缓慢地加入到水中，达到充分溶解后加入一定量的CrO 3，完成硫酸-铬酐溶 液的制备后，将一定量的CuSO4粉末加入到溶液中，使用超声波清洗器震荡10±2分钟，在 室温和常压下混合，酸性溶液制备完成。
[0017] 本发明所述彩色不锈钢的抗菌制备方法，其特征在于：选取着色后的彩色不锈钢， 将其放入酸性溶液内，再将直流稳压电源的负极接彩色不锈钢试片，正极接含磷0. 1 %的铜 阳极。温度设定为35-50°C，电流密度为5-8mA · cm 2，反应时间为8-12min，同时计时，一定 时间后取出即可，抗菌氧化膜制备装置见图1。
[0018] 本发明所述的彩色不锈钢的抗菌制备方法中电镀参数的设定，可同时满足制备后 的彩色不锈钢具备有效的抗菌性和保留原有色彩的有益效果，并且可以有效节约能源和保 护环境，如果所采用参数不在所设定的范围内，则会造成无法同时满足彩色不锈钢的抗菌 性能和保留原有色彩的目的性。
[0019] 本发明所述彩色不锈钢的抗菌制备工艺可广泛用于对家用器具、厨房、浴室设备、 汽车工业以及高层建筑的内外彩色不锈钢的表面功能化处理。
[0020] 本发明的有益效果是：
[0021] 1、本发明采用CuS04、H2S〇dP CrO 3作为彩色不锈钢抗菌氧化膜制备的酸性溶液主 体成分，彩色不锈钢在进行电镀抗菌处理后，不锈钢材料具有一定的抗菌功能，从而解决了 目前彩色不锈钢的功能单一化问题，对应用市场的拓展起到了一定的积极作用。
[0022] 2.采用酸性溶液处理后的彩色不锈钢仍保留原有颜色，并未对彩色不锈钢原来的 色彩造成影响。
【附图说明】
[0023] 图1抗菌氧化膜制备装置简图（其中1、磷铜阳极，2、彩色不锈钢试样，3、酸性溶 液）。
【具体实施方式】
[0024] 根据本发明电镀参数和抗菌处理酸性溶液所设定的化学成分范围，针对彩色不锈 钢的抗菌钝化膜的实施例和对比例制备工艺见表1。以彩色304奥氏体不锈钢为例，本发明 实施例和对比例采用着色后为蓝色、茶色和