本发明涉及不锈钢板材领域，具体涉及一种抗菌不锈钢板材的制备方法。
背景技术：
不锈钢具有硬度高，耐磨性好，良好的耐腐蚀性，优良的外观和寿命长等特性，广泛应用于建筑、汽车工业、不锈钢设备和厨具橱柜等行业，随着生活工业水平的提高，人们对所述环境和自身健康越来越重视，促进了抗菌材料和抗菌产品，不锈钢用在厨具时，与餐具甚至食品接触，因此需要不锈钢材料具有良好的抗菌性。中国专利cn105200375b公告了一种抗菌不锈钢的制备方法，本发明通过将抗菌材料银引入到304不锈钢表面的方法，包括材料准备、蒸镀、超声清洗、熏黑、激光熔覆等步骤，是一种全新的将银粉引入到304不锈钢的方法。本发明实现了使用较少的银赋予304不锈钢较好的抗菌效果，抗菌率能够达到95％以上，同时提高了不锈钢的耐腐蚀性能，表面改性层的厚度可达到520um。中国专利cn106583215a公开了一种不锈钢加工处理
技术领域：
，具体涉及供一种提高不锈钢抗菌能力的方法，包括以下处理步骤：将不锈钢板加热至轧制，在轧制后的不锈钢外层立即喷涂抑菌涂层，喷涂结束后，将不锈钢板垂直吊装在液氮中浸渍2-3秒后迅速提出，待不锈钢表面温度降至常温，即可。本发明有益效果在于，本发明制作得到的不锈钢对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、幽门螺杆菌、沙氏门菌、破伤风杆菌、肉毒杆菌有极强的抑杀作用，处理得到的不锈钢产品可广泛应用于医疗器械、食品行业，本发明的抗菌层存在耐久性，易脱落的缺点，从而影响不锈钢的抗菌性。技术实现要素：针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种抗菌不锈钢板材的制备方法，本发明制备方法通过渗入一层钼层，提高不锈钢表层的耐磨性和抗腐蚀性，同时外表面制备一层钝化层，形成双重保护，使板材具有良好的防腐防锈性能，其次最外层形成一层抗菌层，通过低温煅烧，增强了抗菌层的稳定性，提高了板材的抑菌抗菌性。为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：一种抗菌不锈钢板材的制备方法，包括以下步骤：(1)对不锈钢板材表面进行研磨抛光；(2)将步骤(1)处理后的不锈钢板材置入10％的盐酸溶液中浸泡10-15分钟，取出，置入10％碳酸氢钠溶液中浸泡20-30分钟，取出用去离子水反复冲洗后，晾干；(3)使用球形氧化铝粒子高速轰击的方法对不锈钢板材进行表面活化处理后，放置于等离子渗金属设备中，对不锈钢板材表面渗钼；(4)将步骤(3)处理后的不锈钢板材置入热处理炉内加热，升温至900-1000摄氏度，对不锈钢表面进行热轧，保证不锈钢板材表面的致密度；(5)将步骤(4)处理后的不锈钢板材置入18-22％的fecl3·6h2o溶液中，超声浸泡40-50分钟；取出，用清水反复冲洗干净，晾干；(6)将步骤(5)处理后的不锈钢板材置入钝化液中进行电镀钝化，形成钝化层；所述钝化液由0.02-0.04克/毫升的铬酸溶液、1-2克/毫升的琼脂粉和250-280毫升/升的冰醋酸溶液组成；(7)将步骤(6)处理后的不锈钢板材浸没在抗菌液中30-50秒，向上均匀提出，置入50-60摄氏度下烘干后，置入马弗炉中煅烧2-4小时，自然冷却后，即得；所述抗菌液包括以下重量份计的原料：钛酸丁酯7-8份、柠檬酸1-4份、硝酸银0.8-1.5份、纳米二氧化钛2-6份、硝酸锆0.4-0.8份、分散剂0.2-0.6份、含硅化合物5-10份、乙醇50-60份和水15-25份。优选地，所述步骤(2)中的球形氧化铝粒子颗粒粒径分布范围为10-30微米。优选地，所述步骤(3)中的不锈钢板材表面渗钼的具体步骤为：将不锈钢板材置于溅射靶台上，溅射靶为纯钼丝组成的多重空心阴极靶，在工作气体为氩气，电压输出为500-800v，加热温度为1000-1200摄氏度，保温时间为4-8小时，气压为15-25pa的工艺条件下进行表面渗钼。优选地，所述步骤(4)的热轧具体为对不锈钢板材每进行2-3次热轧后，将不锈钢板材返回炉内加热至900-1000摄氏度后，再进行热轧，保证热轧温度在900摄氏度以上。优选地，所述步骤(5)中的超声功率为1800-2000w。优选地，所述步骤(6)中的电镀条件为阴极电流为30-50a/dm2，通电处理2-4h。优选地，所述步骤(6)中的钝化液由0.032克/毫升的铬酸溶液、1.5克/毫升的琼脂粉和265毫升/升的冰醋酸溶液组成。优选地，所述步骤(7)中的煅烧温度为140-180摄氏度。优选地，所述步骤(7)中的分散剂为三氮唑、苯并三氮唑和甲基苯并三氮唑中的一种或几种结合。优选地，所述步骤(7)中的含硅化合物为硅酸乙酯、甲基三氯硅烷、甲基三乙氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种结合。本发明具有如下的有益效果：(1)本发明制备方法通过渗入一层钼层，提高不锈钢表层的耐磨性和抗腐蚀性，同时外表面制备一层钝化层，形成双重保护，使板材具有良好的防腐防锈性能，其次最外层形成一层抗菌层，通过低温煅烧，增强了抗菌层的稳定性，提高了板材的抑菌抗菌性。(2)本发明方法通过球形氧化铝离子高速轰击在不锈钢板材表面引入活化位点，提高钼元素的渗入率，同时提高钼元素与不锈钢板材界面的结合力度，钼相对于不锈钢具有更强的耐腐蚀性，在不锈钢表面渗入钼层，可以板材的耐腐蚀性和耐磨性，通过热轧，实现钼层的致密化，同时实现钼层与不锈钢板材界面的冶金结合，提高结构的稳定性。(3)本发明抗菌液采用钛酸丁酯、柠檬酸、硝酸银、纳米二氧化钛、硝酸锆、分散剂和含硅化合物等几种原料的协配作用具有良好的抑菌性，同时使用乙醇和水作为溶剂，不含有有毒残留物质或者有害挥发性物质，使用安全度高，绿色无污染。(4)本发明不锈钢板材在抗菌液中浸渍后，放置马弗炉中进行低温煅烧，在不破坏抗菌层化学结构的前提下，提高抗菌层和板材的结合性，增强涂层的稳定性和粘结性。具体实施方式下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。实施例1一种抗菌不锈钢板材的制备方法，包括以下步骤：(1)对不锈钢板材表面进行研磨抛光；(2)将步骤(1)处理后的不锈钢板材置入10％的盐酸溶液中浸泡10分钟，取出，置入10％碳酸氢钠溶液中浸泡20分钟，取出用去离子水反复冲洗后，晾干；(3)使用球形氧化铝粒子高速轰击的方法对不锈钢板材进行表面活化处理后，放置于等离子渗金属设备中，对不锈钢板材表面渗钼；(4)将步骤(3)处理后的不锈钢板材置入热处理炉内加热，升温至900摄氏度，对不锈钢表面进行热轧，保证不锈钢板材表面的致密度；(5)将步骤(4)处理后的不锈钢板材置入18％的fecl3·6h2o溶液中，超声浸泡40分钟；取出，用清水反复冲洗干净，晾干；(6)将步骤(5)处理后的不锈钢板材置入钝化液中进行电镀钝化，形成钝化层；所述钝化液由0.02克/毫升的铬酸溶液、1克/毫升的琼脂粉和250毫升/升的冰醋酸溶液组成；(7)将步骤(6)处理后的不锈钢板材浸没在抗菌液中30秒，向上均匀提出，置入50摄氏度下烘干后，置入马弗炉中煅烧2小时，自然冷却后，即得；抗菌液包括以下重量份计的原料：钛酸丁酯7份、柠檬酸1份、硝酸银0.8份、纳米二氧化钛2份、硝酸锆0.4份、分散剂0.2份、含硅化合物5份、乙醇50份和水15份。步骤(2)中的球形氧化铝粒子颗粒粒径分布范围为10微米。步骤(3)中的不锈钢板材表面渗钼的具体步骤为：将不锈钢板材置于溅射靶台上，溅射靶为纯钼丝组成的多重空心阴极靶，在工作气体为氩气，电压输出为500v，加热温度为1000摄氏度，保温时间为4小时，气压为15pa的工艺条件下进行表面渗钼。步骤(4)的热轧具体为对不锈钢板材每进行2次热轧后，将不锈钢板材返回炉内加热至900摄氏度后，再进行热轧，保证热轧温度在900摄氏度以上。步骤(5)中的超声功率为1800w。步骤(6)中的电镀条件为阴极电流为30a/dm2，通电处理2h。步骤(7)中的煅烧温度为140摄氏度。步骤(7)中的分散剂为三氮唑。步骤(7)中的含硅化合物为硅酸乙酯。实施例2一种抗菌不锈钢板材的制备方法，包括以下步骤：(1)对不锈钢板材表面进行研磨抛光；(2)将步骤(1)处理后的不锈钢板材置入10％的盐酸溶液中浸泡15分钟，取出，置入10％碳酸氢钠溶液中浸泡30分钟，取出用去离子水反复冲洗后，晾干；(3)使用球形氧化铝粒子高速轰击的方法对不锈钢板材进行表面活化处理后，放置于等离子渗金属设备中，对不锈钢板材表面渗钼；(4)将步骤(3)处理后的不锈钢板材置入热处理炉内加热，升温至1000摄氏度，对不锈钢表面进行热轧，保证不锈钢板材表面的致密度；(5)将步骤(4)处理后的不锈钢板材置入22％的fecl3·6h2o溶液中，超声浸泡50分钟；取出，用清水反复冲洗干净，晾干；(6)将步骤(5)处理后的不锈钢板材置入钝化液中进行电镀钝化，形成钝化层；钝化液由0.04克/毫升的铬酸溶液、2克/毫升的琼脂粉和280毫升/升的冰醋酸溶液组成；(7)将步骤(6)处理后的不锈钢板材浸没在抗菌液中50秒，向上均匀提出，置入60摄氏度下烘干后，置入马弗炉中煅烧4小时，自然冷却后，即得；抗菌液包括以下重量份计的原料：钛酸丁酯8份、柠檬酸4份、硝酸银1.5份、纳米二氧化钛6份、硝酸锆0.8份、分散剂0.6份、含硅化合物10份、乙醇60份和水25份。步骤(2)中的球形氧化铝粒子颗粒粒径分布范围为30微米。步骤(3)中的不锈钢板材表面渗钼的具体步骤为：将不锈钢板材置于溅射靶台上，溅射靶为纯钼丝组成的多重空心阴极靶，在工作气体为氩气，电压输出为800v，加热温度为1200摄氏度，保温时间为8小时，气压为25pa的工艺条件下进行表面渗钼。步骤(4)的热轧具体为对不锈钢板材每进行3次热轧后，将不锈钢板材返回炉内加热至1000摄氏度后，再进行热轧，保证热轧温度在900摄氏度以上。步骤(5)中的超声功率为2000w。步骤(6)中的电镀条件为阴极电流为50a/dm2，通电处理4h。步骤(7)中的煅烧温度为180摄氏度。步骤(7)中的分散剂为苯并三氮唑。步骤(7)中的含硅化合物为甲基三氯硅烷。实施例3一种抗菌不锈钢板材的制备方法，包括以下步骤：(1)对不锈钢板材表面进行研磨抛光；(2)将步骤(1)处理后的不锈钢板材置入10％的盐酸溶液中浸泡13分钟，取出，置入10％碳酸氢钠溶液中浸泡26分钟，取出用去离子水反复冲洗后，晾干；(3)使用球形氧化铝粒子高速轰击的方法对不锈钢板材进行表面活化处理后，放置于等离子渗金属设备中，对不锈钢板材表面渗钼；(4)将步骤(3)处理后的不锈钢板材置入热处理炉内加热，升温至940摄氏度，对不锈钢表面进行热轧，保证不锈钢板材表面的致密度；(5)将步骤(4)处理后的不锈钢板材置入20％的fecl3·6h2o溶液中，超声浸泡46分钟；取出，用清水反复冲洗干净，晾干；(6)将步骤(5)处理后的不锈钢板材置入钝化液中进行电镀钝化，形成钝化层；钝化液由0.028克/毫升的铬酸溶液、1.6克/毫升的琼脂粉和260毫升/升的冰醋酸溶液组成；(7)将步骤(6)处理后的不锈钢板材浸没在抗菌液中38秒，向上均匀提出，置入54摄氏度下烘干后，置入马弗炉中煅烧3.5小时，自然冷却后，即得；抗菌液包括以下重量份计的原料：钛酸丁酯7.3份、柠檬酸3份、硝酸银1.2份、纳米二氧化钛4份、硝酸锆0.6份、分散剂0.4份、含硅化合物7份、乙醇56份和水20份。步骤(2)中的球形氧化铝粒子颗粒粒径分布范围为20微米。步骤(3)中的不锈钢板材表面渗钼的具体步骤为：将不锈钢板材置于溅射靶台上，溅射靶为纯钼丝组成的多重空心阴极靶，在工作气体为氩气，电压输出为700v，加热温度为1100摄氏度，保温时间为6小时，气压为22pa的工艺条件下进行表面渗钼。步骤(4)的热轧具体为对不锈钢板材每进行3次热轧后，将不锈钢板材返回炉内加热至980摄氏度后，再进行热轧，保证热轧温度在900摄氏度以上。步骤(5)中的超声功率为1900w。步骤(6)中的电镀条件为阴极电流为45a/dm2，通电处理3.2h。步骤(7)中的煅烧温度为165摄氏度。步骤(7)中的分散剂为甲基苯并三氮唑。步骤(7)中的含硅化合物为甲基三乙氧基硅烷。实施例4一种抗菌不锈钢板材的制备方法，包括以下步骤：(1)对不锈钢板材表面进行研磨抛光；(2)将步骤(1)处理后的不锈钢板材置入10％的盐酸溶液中浸泡14分钟，取出，置入10％碳酸氢钠溶液中浸泡28分钟，取出用去离子水反复冲洗后，晾干；(3)使用球形氧化铝粒子高速轰击的方法对不锈钢板材进行表面活化处理后，放置于等离子渗金属设备中，对不锈钢板材表面渗钼；(4)将步骤(3)处理后的不锈钢板材置入热处理炉内加热，升温至940摄氏度，对不锈钢表面进行热轧，保证不锈钢板材表面的致密度；(5)将步骤(4)处理后的不锈钢板材置入21％的fecl3·6h2o溶液中，超声浸泡46分钟；取出，用清水反复冲洗干净，晾干；(6)将步骤(5)处理后的不锈钢板材置入钝化液中进行电镀钝化，形成钝化层；钝化液由0.032克/毫升的铬酸溶液、1.7克/毫升的琼脂粉和264毫升/升的冰醋酸溶液组成；(7)将步骤(6)处理后的不锈钢板材浸没在抗菌液中48秒，向上均匀提出，置入54摄氏度下烘干后，置入马弗炉中煅烧3.2小时，自然冷却后，即得；抗菌液包括以下重量份计的原料：钛酸丁酯7.3份、柠檬酸3份、硝酸银1.2份、纳米二氧化钛5份、硝酸锆0.6份、分散剂0.4份、含硅化合物8份、乙醇58份和水22份。步骤(2)中的球形氧化铝粒子颗粒粒径分布范围为25微米。步骤(3)中的不锈钢板材表面渗钼的具体步骤为：将不锈钢板材置于溅射靶台上，溅射靶为纯钼丝组成的多重空心阴极靶，在工作气体为氩气，电压输出为680v，加热温度为1150摄氏度，保温时间为5小时，气压为22pa的工艺条件下进行表面渗钼。步骤(4)的热轧具体为对不锈钢板材每进行3次热轧后，将不锈钢板材返回炉内加热至950摄氏度后，再进行热轧，保证热轧温度在900摄氏度以上。步骤(5)中的超声功率为1850w。步骤(6)中的电镀条件为阴极电流为38a/dm2，通电处理3.5h。步骤(7)中的煅烧温度为175摄氏度。步骤(7)中的分散剂为甲基苯并三氮唑。步骤(7)中的含硅化合物为乙烯基三乙氧基硅烷。实施例5一种抗菌不锈钢板材的制备方法，包括以下步骤：(1)对不锈钢板材表面进行研磨抛光；(2)将步骤(1)处理后的不锈钢板材置入10％的盐酸溶液中浸泡13分钟，取出，置入10％碳酸氢钠溶液中浸泡26分钟，取出用去离子水反复冲洗后，晾干；(3)使用球形氧化铝粒子高速轰击的方法对不锈钢板材进行表面活化处理后，放置于等离子渗金属设备中，对不锈钢板材表面渗钼；(4)将步骤(3)处理后的不锈钢板材置入热处理炉内加热，升温至960摄氏度，对不锈钢表面进行热轧，保证不锈钢板材表面的致密度；(5)将步骤(4)处理后的不锈钢板材置入21％的fecl3·6h2o溶液中，超声浸泡46分钟；取出，用清水反复冲洗干净，晾干；(6)将步骤(5)处理后的不锈钢板材置入钝化液中进行电镀钝化，形成钝化层；钝化液由0.032克/毫升的铬酸溶液、1.5克/毫升的琼脂粉和265毫升/升的冰醋酸溶液组成；(7)将步骤(6)处理后的不锈钢板材浸没在抗菌液中46秒，向上均匀提出，置入57摄氏度下烘干后，置入马弗炉中煅烧3.2小时，自然冷却后，即得；抗菌液包括以下重量份计的原料：钛酸丁酯7.5份、柠檬酸2.5份、硝酸银1.2份、纳米二氧化钛4.8份、硝酸锆0.6份、分散剂0.45份、含硅化合物8份、乙醇58份和水22份。步骤(2)中的球形氧化铝粒子颗粒粒径分布范围为18微米。步骤(3)中的不锈钢板材表面渗钼的具体步骤为：将不锈钢板材置于溅射靶台上，溅射靶为纯钼丝组成的多重空心阴极靶，在工作气体为氩气，电压输出为700v，加热温度为1180摄氏度，保温时间为6小时，气压为22pa的工艺条件下进行表面渗钼。步骤(4)的热轧具体为对不锈钢板材每进行3次热轧后，将不锈钢板材返回炉内加热至960摄氏度后，再进行热轧，保证热轧温度在900摄氏度以上。步骤(5)中的超声功率为1850w。步骤(6)中的电镀条件为阴极电流为45a/dm2，通电处理2.8h。步骤(7)中的煅烧温度为160摄氏度。步骤(7)中的分散剂为三氮唑和苯并三氮唑按照质量比1:1混合组成。步骤(7)中的含硅化合物为硅酸乙酯。对比例1：未经过任何处理的不锈钢板材；对比例2：除去本发明制备方法中的步骤(3)和步骤(4)外，其余步骤与原料均与实施例1相同；将实施例1-5制备的不锈钢板材和对比例1-2制得的不锈钢板材进行性能测试，结果如下表1；测试组抗菌性能(杀菌率,％)耐蚀性能(点蚀点位，mv)实施例189148实施例293146实施例395145实施例491141实施例597137对比例112208对比例285179对比实施例1和对比例1的数据可以看出，本发明不锈钢板材相对于未经过任何处理的板材，抗菌性和抗腐蚀性均得到显著性的提高，说明本发明的耐蚀性和抗菌性能优异；结合实施例1和对比例2的数据可以看出，未经过渗钼处理，未在不锈钢表面引入钼保护层的对比例2制得板材的耐蚀性明显低于实施例1板材的耐蚀性，说明在不锈钢表面渗入钼层可以显著提高不锈钢的耐蚀性。综上所述，本发明具有以下优点：(1)本发明制备方法通过渗入一层钼层，提高不锈钢表层的耐磨性和抗腐蚀性，同时外表面制备一层钝化层，形成双重保护，使板材具有良好的防腐防锈性能，其次最外层形成一层抗菌层，通过低温煅烧，增强了抗菌层的稳定性，提高了板材的抑菌抗菌性。(2)本发明方法通过球形氧化铝离子高速轰击在不锈钢板材表面引入活化位点，提高钼元素的渗入率，同时提高钼元素与不锈钢板材界面的结合力度，钼相对于不锈钢具有更强的耐腐蚀性，在不锈钢表面渗入钼层，可以板材的耐腐蚀性和耐磨性，通过热轧，实现钼层的致密化，同时实现钼层与不锈钢板材界面的冶金结合，提高结构的稳定性。(3)本发明抗菌液采用钛酸丁酯、柠檬酸、硝酸银、纳米二氧化钛、硝酸锆、分散剂和含硅化合物等几种原料的协配作用具有良好的抑菌性，同时使用乙醇和水作为溶剂，不含有有毒残留物质或者有害挥发性物质，使用安全度高，绿色无污染。(4)本发明不锈钢板材在抗菌液中浸渍后，放置马弗炉中进行低温煅烧，在不破坏抗菌层化学结构的前提下，提高抗菌层和板材的结合性，增强涂层的稳定性和粘结性。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12