一种抑菌高强度冰箱下梁的加工工艺的制作方法

本发明涉及涂层材料，具体为一种抑菌高强度冰箱下梁的加工工艺。

背景技术：

1、随着人们的生活越来越好，冰箱已经成为每家每户必备的家居产品，其作为一种恒定的低温制冷设备，主要用来储放各类蔬菜肉制品等食物。不可避免的，若发生停电或食物长期储存，冰箱里面的食物便会发生腐败，流出许多腐液到冰箱下梁处，由于潮湿的环境，便会滋生各种细菌，加速冰箱下梁处腐蚀。另一方面，冰箱下梁需要承受冰箱整体和食物的重量；此外，为了满足现在人们的生活需求，冰箱也被制造的越来越大，相比于传统老式冰箱，冰箱下梁需要承受更多的荷载。

2、综上所述，为了保证冰箱质量，本发明将制备两种涂层，将其先后均匀涂覆到冰箱下梁，使其具有良好的抑菌能力的同时，还能起到增强其力学性能的作用，最终综合制备得到一种抑菌高强度冰箱下梁。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种抑菌高强度冰箱下梁的加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种抑菌高强度冰箱下梁，其表面有两种涂层，包括涂覆在冰箱下梁表面的金属层，以及涂覆在金属层表面的抑菌层。

4、较为优化地，所述一种抑菌高强度冰箱下梁的加工工艺，包括以下步骤：

5、步骤一：制备石墨烯/二氧化钛复合物，经晶态化处理，得到石墨烯/二氧化钛复合材料；

6、步骤二：(1)对石墨烯/二氧化钛复合物进行羧基化预处理，得到预处理石墨烯/二氧化钛复合物；

7、(2)用羧酸甜菜碱甲基丙烯酸甲酯对壳聚糖进行改性接枝，得到改性壳聚糖；

8、(3)改性壳聚糖与预处理石墨烯/二氧化钛复合物反应，得到改性填料；

9、步骤三：(1)将石墨烯/二氧化钛复合材料与碳氮化钛、氧化铈、硅酸钠混合均匀，采用冷气动力喷涂技术，将其喷涂到清洗后的冰箱下梁表面，得到金属层；

10、(2)先用电子束对金属层进行辐射处理；再将改性填料与聚氨酯接枝丙烯酸乳液、羟甲基纤维素钠、六偏磷酸钠、抑菌剂、成膜助剂、去离子水混合均匀，得到抑菌涂料；将抑菌涂料均匀涂覆到金属层表面，经烘烤固化，得到抑菌层，最终制备得到抑菌高强度冰箱下梁。

11、较为优化地，所述石墨烯/二氧化钛复合材料的制备方法为：

12、(1)将钛酸四异丁酯溶于无水乙醇中，配制成溶液a；将氧化石墨烯溶于去离子水中，配制成溶液b；

13、(2)将溶液b加入到溶液a中，机械搅拌15～30min，再静置1～3h，使钛离子吸附到氧化石墨烯的表面并发生充分水解，经沉积、过滤、干燥，得到石墨烯/二氧化钛复合物；

14、(3)向密闭的高压水热反应釜中加入反应釜一半体积的氨水，并将石墨烯/二氧化钛复合物置于氨水上方，设置压强80～120mpa，温度150～300℃，恒温反应24～72h，得到石墨烯/二氧化钛复合材料。

15、较为优化地，所述钛酸四异丁酯、氧化石墨烯两者质量比为10:(1～2)。

16、较为优化地，所述溶液a、溶液b两者体积比为2:1。

17、较为优化地，所述改性填料的制备方法为：

18、(1)将石墨烯/二氧化钛复合物、乙二酸溶液加入到球磨机中，在氮气氛围下，球磨10～15h后，使复合物中石墨烯羧基化，经过滤、洗涤、干燥，得到预处理石墨烯/二氧化钛复合物；

19、(2)将羧酸甜菜碱甲基丙烯酸甲酯溶于二甲基亚砜中，向其中加入壳聚糖，超声分散15～30min后，再加入浓硫酸，升温至140～160℃，反应2～4h，经过滤、洗涤、干燥，得到改性壳聚糖；

20、(3)将改性壳聚糖溶解于乙酸中，加入预处理石墨烯/二氧化钛复合物，超声分散15～30min后，加入二环己基碳二亚胺，在0～10℃下，搅拌反应1～3h，再于室温下静置3～6h，经过滤、洗涤、干燥，得到改性填料。

21、较为优化地，所述石墨烯/二氧化钛复合物、乙二酸两者质量比为1:20。

22、较为优化地，所述羧酸甜菜碱甲基丙烯酸甲酯、二甲基亚砜、壳聚糖、浓硫酸四者质量比为(8～10):100:20:0.05。

23、较为优化地，所述改性壳聚糖、乙酸、预处理石墨烯/二氧化钛复合物、二环己基碳二亚胺四者质量比为2:10:1:5。

24、较为优化地，所述金属层包括以下组分原料，按重量份数计：石墨烯/二氧化钛复合材料20～40份、碳氮化钛6～12份、氧化铈5～10份、硅酸钠1～2.5份。

25、较为优化地，所述金属层各组分原料平均粒径在10～30μm。

26、较为优化地，所述碳氮化钛为碳氮化钛晶须。

27、较为优化地，所述冷气动力喷涂技术：喷涂温度：100～650℃，喷涂压力：1～4mpa，工作气体：氮气，喷涂距离：10～50mm，喷涂厚度：200～500μm。

28、较为优化地，所述清洁：将冰箱下梁用无水乙醇、丙酮依次超声清洗15～30min。

29、较为优化地，所述电子束辐照剂量：70～150kgy，辐照时长：30～120min。

30、较为优化地，所述抑菌涂料包括以下组分原料，按重量份数计：聚氨酯接枝丙烯酸乳液60～80份、改性填料8～15份、羟甲基纤维素钠8～15份、抑菌剂2～4份、成膜助剂3～8份、六偏磷酸钠2～5份、去离子水15～30份。

31、较为优化地，所述聚氨酯接枝丙烯酸乳液型号为jz-416，由南京嘉中化工科技有限公司提供。

32、较为优化地，所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯或醇酯十二中的至少一种。

33、较为优化地，所述抑菌涂料涂覆厚度：40～100μm。

34、较为优化地，所述烘烤参数：烘烤温度：70～90℃，烘烤时长：6～24h。

35、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过在冰箱下梁上依次涂覆金属层、抑菌层，最终使得冰箱下梁具有抑菌高强度的性能；本发明制备的抑菌高强度冰箱下梁，各层间结合力好，其中金属层提供高强度，抑菌层提供抑菌性能，且抑菌层还能够提供优秀的耐蚀性，使得本发明制备的产品具有更长效的使用寿命，具有一定的经济实用价值。

36、(1)方案中，步骤一制备了一种石墨烯/二氧化钛复合材料，由于晶态材料相较于非晶态材料具有更好的力学性能，所以通过在密闭的高压水热反应釜内，利用氨气和水使石墨烯/二氧化钛复合物从非晶态转变为晶态，使制备的复合材料具有更高的机械强度和硬度，使得金属层具有更好力学性能；另一方面，相比于传统使用水合肼等有毒的试剂肼，本方案更安全环保，且反应体系可重复利用；

37、(2)方案中，由于甜菜碱、壳聚糖具有良好的抑菌作用，步骤二中用羧酸甜菜碱甲基丙烯酸甲酯与壳聚糖发生酯化反应，使两者接枝到一起，制备得到具有优异抑菌性能的改性壳聚糖；石墨烯、二氧化钛同样具有优异的抑菌效果，两者复合作为填料，以增强填料的抑菌效果；另一方面，由于非晶态石墨烯/二氧化钛复合物作为填料相较于晶态石墨烯/二氧化钛复合材料具有更好的耐腐蚀性能；所以步骤二中，将改性壳聚糖和步骤一中制备的非晶态石墨烯/二氧化钛复合物接枝，最终得到了改性填料；使得抑菌层在具有优异抑菌性能的同时，具有一定的耐蚀性，使得保护涂层具有更长效的作用寿命；

38、(3)方案中，金属层中进一步加入了碳氮化钛晶须，其可以大幅提高涂层强度，且作用于冰箱下梁，其与石墨烯/二氧化钛复合材料协同对冰箱下梁强度进行增强；用冷气动力喷涂技术喷涂金属层，操作简便，不仅金属层和基材的结合力好，且金属层表面均一；

39、(4)方案中，进一步对金属层进行电子辐照处理，使金属层中石墨烯产生缺陷，使得抑菌涂料可以和金属层结合更紧密；由于，甜菜碱具有一定的亲水性，也会在一定程度上影响抑菌层的寿命，所以抑菌涂料中，进一步加入了聚氨酯接枝丙烯酸乳液，再进一步提供抑菌效果的同时，改善抑菌层的耐水性和耐蚀性，使得制备得到的抑菌高强度冰箱下梁具有更为优异的实用性。