本发明涉及不锈钢材料技术领域，具体涉及一种抗污耐蚀抗菌不锈钢板及其制备方法。
背景技术：
不锈钢是一种银白色具有优异的耐蚀性、耐磨性、韧性及工艺性的合金钢，其优良的力学性能、较好的化学稳定性及无毒等特性使其广泛地应用于宇航、海洋、医药、核能工程、石油化工等方面。此外，建筑行业、家具器具、厨房设备、汽车工业、办公用品等的表面装饰也采用不锈钢，它精美的自然表面可提供美感和清洁感。但不锈钢材料在使用过程中，经常会接触到腐蚀性的液体，如酸、碱等，从而发生腐蚀。有时，不锈钢表面具有极好的亲水亲油性能，不锈钢也存在手汗和油脂污染的问题，进而还会促使细菌、病毒等的繁殖，使用时给人们健康带来不利影响。
因此，人们常采用一些适当的表面处理办法，增强不锈钢制品抗腐蚀、抗污和抗菌性。比如，在不锈钢表面进行铬的钝化，使不锈钢表面形成一层保护膜，或者不锈钢表面涂上一层氧化薄膜，保护不锈钢表面受外界的腐蚀。但是采用上述方法对不锈钢表面进行保护，工艺复杂，成本高，而且还会造成对环境的污染，如铬离子对环境的污染。此外，对于一些低镍或者不含镍的铁素体不锈钢产品，虽然其表面有一层钝化表面膜保护，但是在运输和加工的过程中，这一层膜经常会受到破坏，导致产品的耐腐蚀性能和抗污性能显著降低，继而影响产品的外观和使用寿命。耐腐蚀性和抗污性能降低，进而会导致抗菌能力下降。现在也有不少先进国家开发出抗菌不锈钢制品，如有涂层型抗菌不锈钢、合金型不锈钢、复合型抗菌不锈钢以及真空镀膜型不锈钢等。但这些不锈钢存在以下问题：涂层型抗菌不锈钢的涂层结合力不稳定，不能在高温下应用，长期使用中，由于膜和金属基体的热膨胀系数不同而导致爆裂剥落；合金型抗菌不锈钢，如加铜不锈钢在某些介质中不耐腐蚀，尤其是点蚀比较严重，加银抗菌不锈钢由于银的含量较多，增加了产品成本，成分不易均匀，抗菌仅是表面层起作用，并且表面银的变色也难以避免；复合型抗菌不锈钢制作复杂，且抗菌铜片的抗菌效果不佳；真空镀膜型抗菌不锈钢成本较高，而且其表面银的变色问题，也难以解决。
上述不锈钢制品要么性能单一，要么性能不佳，或者生产成本高，生产工艺复杂，因此，寻求一种低成本，生产工艺简单的抗污耐腐蚀以及抗菌的不锈钢产品是当前急需解决的问题。
技术实现要素：
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种抗污耐蚀抗菌不锈钢板及其制备方法，可有效解决现有不锈钢制品性能单一，性能不佳，生产成本高，生产工艺复杂等问题。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种抗污耐蚀抗菌不锈钢板的制备方法，包括以下步骤：
(1)机械抛光：用砂纸将不锈钢板表面磨光；
(2)碱洗：将机械抛光后的不锈钢板放入Na2CO3和NaOH的混合液中浸泡15-20min，取出，晾干；其中Na2CO3和NaOH的浓度均为3-5g/mL；
(3)酸洗：将碱洗后的不锈钢板放入盐酸中浸泡10-15min，取出，晾干；
(4)钝化：将酸洗后的不锈钢板放入钝化液中，在阳极电压为4-6伏条件下钝化5-8min；其中钝化液由2-5g/mL柠檬酸、200-300mL/L冰醋酸、2-5g/mL氯化钠、2-5mL/L H2O2和1-2g/mL琼脂粉组成；
(5)氧化：将钝化后的不锈钢置于成膜溶液中，在60-65℃条件下，用正负交替的交变电流处理，使其表面形成一层300-400nm的氧化膜；
其中，每升成膜溶液含有以下组分：柠檬酸50g、钼酸钠4g、硫酸锰6g、硫酸镍12g和硝酸银2g；
正负电流交替变换时间为正方向10-15s，负方向10-15s，电流密度为100-120mA/dm2；
(6)涂层涂布：采用喷涂或辊涂方式将聚合物涂层材料涂布于氧化后的不锈钢板表面，然后在160-180℃条件下固化15-20min，冷却至室温后，再涂布抗菌涂层材料，于50-60℃条件下固化30-40min；
(7)将步骤(6)所得不锈钢置于蒸馏水中，于75-85℃条件下浸泡6-8min，得抗污耐蚀抗菌不锈钢板。
进一步地，步骤(2)中Na2CO3的浓度为5g/mL，NaOH的浓度为3g/mL。
进一步地，步骤(4)中钝化液由4g/mL柠檬酸、300mL/L冰醋酸、3g/mL氯化钠、3mL/L H2O2和1.5g/mL琼脂粉组成。
进一步地，步骤(6)中聚合物涂层材料包括以下重量份的组分：丙烯酸树脂30-40份、氨基树脂6-12份、环氧树脂6-12份、改性纳米二氧化硅2-6份、吐温-80 0.05-0.1份、有机硅流平剂MS132 0.005-0.008份、消泡剂70100.005-0.008份和琼脂粉10-20份。
进一步地，丙烯酸树脂包括以下重量份的组分：甲基丙烯酸22-28份、醋酸丁酯12-18份、丙烯酸丁酯6-8份、丁醇20-25份、过硫酸铵1-2份、丙烯酸羟乙酯22-26份和丙烯腈6-8份。
进一步地，氨基树脂为氰特的CYMEL303、CYMEL688或CYMEL325。
进一步地，改性纳米二氧化硅通过以下方法制备得到：
①将硅烷偶联剂溶于水中，然后用乙二酸调节pH值为3.5-4；
②将纳米二氧化硅溶于无水乙醇中，使纳米二氧化硅的质量分数为5％；
③将步骤①所得物与步骤②所得物混合，使硅烷偶联剂和纳米二氧化硅的质量比为1:5，然后在转速为2000r/min的高速剪切机中剪切3h，制得。
进一步地，抗菌涂层材料包括以下重量份的组分：蛇床子提取物2-4份、黄柏提取物2-3份、银杏叶提取物2-4份和蒲公英提取物3-5份。
进一步地，蛇床子提取物通过以下方法制备得到：将蛇床子干燥，粉碎，加入3-5倍蛇床子重量的水煎煮20-30min，过滤，向滤渣中加入2-3倍滤渣重量的水煎煮30-40min，过滤，继续向滤渣中加入2-3倍滤渣重量的水煎煮30-40min，过滤，合并3次滤液，浓缩至相对密度为1.2，制得；
黄柏提取物通过以下方法制备得到：将黄柏干燥，粉碎，加入3-5倍黄柏重量的水煎煮20-30min，过滤，向滤渣中加入2-3倍滤渣重量的水煎煮30-40min，过滤，继续向滤渣中加入2-3倍滤渣重量的水煎煮30-40min，过滤，合并3次滤液，浓缩至相对密度为1.2，制得；
银杏叶提取物通过以下方法制备得到：将银杏叶干燥，粉碎，加入3-5倍银杏叶重量的水煎煮20-30min，过滤，向滤渣中加入2-3倍滤渣重量的水煎煮30-40min，过滤，继续向滤渣中加入2-3倍滤渣重量的水煎煮30-40min，过滤，合并3次滤液，浓缩至相对密度为1.2，制得；
蒲公英提取物通过以下方法制备得到：将蒲公英干燥，粉碎，加入3-5倍蒲公英重量的水煎煮20-30min，过滤，向滤渣中加入2-3倍滤渣重量的水煎煮30-40min，过滤，继续向滤渣中加入2-3倍滤渣重量的水煎煮30-40min，过滤，合并3次滤液，浓缩至相对密度为1.2，制得。
通过上述方法制备得到的抗污耐蚀抗菌不锈钢板。
本发明提供的抗污耐蚀抗菌不锈钢板及其制备方法，具有以下有益效果：
(1)本发明钝化液由柠檬酸和冰醋酸等配制而成，组分温和，环保且工艺简单，可在室温下操作，安全性高，通过氯化钠作为强电解质可促进不锈钢的钝化反应，同时，琼脂粉还可使钝化效果更佳。
(2)本发明先形成一层钝化膜，然后再通过特定的处理方式形成一层氧化膜，其膜的附着力强，不受高温和不锈钢基体本身热膨胀系数的影响，因此，不锈钢表面附着的膜不易被破坏。
(3)聚合物涂层材料由特定的成分组成，将其涂布在不锈钢表面，可提高其耐老化性，抗紫外性，该涂层与钝化膜、氧化膜起到协同作用，使不锈钢表面不易受破坏，其去污能力耐腐蚀能力增强，同时延长了其使用寿命。
(4)不锈钢经抛光、碱洗、酸洗、钝化、氧化和聚合物涂层处理后，不锈钢表面不易被磨损，易清洗，不易被污染，可减少细菌、霉菌等的繁殖，此外再经抗菌涂层处理，因此更能增加不锈钢的抗菌效果。
具体实施方式
实施例1
一种抗污耐蚀抗菌不锈钢板，其制备方法包括以下步骤：
(1)机械抛光：用砂纸将不锈钢板表面磨光；
(2)碱洗：将机械抛光后的不锈钢板放入Na2CO3和NaOH的混合液中浸泡15min，取出，晾干；其中Na2CO3和NaOH的浓度均为5g/mL；
(3)酸洗：将碱洗后的不锈钢板放入盐酸中浸泡10min，取出，晾干；
(4)钝化：将酸洗后的不锈钢板放入钝化液中，在阳极电压为6伏条件下钝化5min；其中钝化液由2g/mL柠檬酸、200mL/L冰醋酸、2g/mL氯化钠、2mL/L H2O2和1g/mL琼脂粉组成；
(5)氧化：将钝化后的不锈钢置于成膜溶液中，在60℃条件下，用正负交替的交变电流处理，使其表面形成一层300nm的氧化膜；
其中，每升成膜溶液含有以下组分：柠檬酸50g、钼酸钠4g、硫酸锰6g、硫酸镍12g和硝酸银2g；
正负电流交替变换时间为正方向10s，负方向10s，电流密度为100mA/dm2；
(6)涂层涂布：采用喷涂或辊涂方式将聚合物涂层材料涂布于氧化后的不锈钢板表面，然后在160℃条件下固化20min，冷却至室温后，再涂布抗菌涂层材料，于50℃条件下固化40min；
其中，聚合物涂层材料包括以下重量份的组分：丙烯酸树脂30份、CYMEL303 6份、环氧树脂6份、改性纳米二氧化硅2份、吐温-80 0.05份、有机硅流平剂MS132 0.005份、消泡剂7010 0.005份和琼脂粉10份；聚合物涂层材料通过以下方式制备得到：将丙烯酸树脂溶解于等重量的水中，然后加入改性纳米二氧化硅，搅拌均匀，再加入剩余物质，球磨1h，制得。
丙烯酸树脂包括以下重量份的组分：甲基丙烯酸22份、醋酸丁酯12份、丙烯酸丁酯6份、丁醇20份、过硫酸铵1份、丙烯酸羟乙酯22份和丙烯腈6份；
改性纳米二氧化硅通过以下方法制备得到：
①将硅烷偶联剂溶于水中，然后用乙二酸调节pH值为3.5-4；
②将纳米二氧化硅溶于无水乙醇中，使纳米二氧化硅的质量分数为5％；
③将步骤①所得物与步骤②所得物混合，使硅烷偶联剂和纳米二氧化硅的质量比为1:5，然后在转速为2000r/min的高速剪切机中剪切3h，制得。
抗菌涂层材料包括以下重量份的组分：蛇床子提取物2份、黄柏提取物2份、银杏叶提取物2份和蒲公英提取物3份；抗菌涂层材料通过以下方式制备得到：将各提取物混合，然后加入混合物3倍重量的水溶解，制得。
蛇床子提取物通过以下方法制备得到：将蛇床子干燥，粉碎，加入3倍蛇床子重量的水煎煮20min，过滤，向滤渣中加入2倍滤渣重量的水煎煮30min，过滤，继续向滤渣中加入2倍滤渣重量的水煎煮30min，过滤，合并3次滤液，浓缩至相对密度为1.2，制得；
黄柏提取物通过以下方法制备得到：将黄柏干燥，粉碎，加入3倍黄柏重量的水煎煮20min，过滤，向滤渣中加入2倍滤渣重量的水煎煮30min，过滤，继续向滤渣中加入2倍滤渣重量的水煎煮30min，过滤，合并3次滤液，浓缩至相对密度为1.2，制得；
银杏叶提取物通过以下方法制备得到：将银杏叶干燥，粉碎，加入3倍银杏叶重量的水煎煮20min，过滤，向滤渣中加入2倍滤渣重量的水煎煮30min，过滤，继续向滤渣中加入2倍滤渣重量的水煎煮30min，过滤，合并3次滤液，浓缩至相对密度为1.2，制得；
蒲公英提取物通过以下方法制备得到：将蒲公英干燥，粉碎，加入3倍蒲公英重量的水煎煮20min，过滤，向滤渣中加入2倍滤渣重量的水煎煮30min，过滤，继续向滤渣中加入2倍滤渣重量的水煎煮30min，过滤，合并3次滤液，浓缩至相对密度为1.2，制得。
(7)将步骤(6)所得不锈钢置于蒸馏水中，于75℃条件下浸泡8min，得抗污耐蚀抗菌不锈钢板。
实施例2
一种抗污耐蚀抗菌不锈钢板，其制备方法包括以下步骤：
(1)机械抛光：用砂纸将不锈钢板表面磨光；
(2)碱洗：将机械抛光后的不锈钢板放入Na2CO3和NaOH的混合液中浸泡20min，取出，晾干；其中Na2CO3和NaOH的浓度均为3g/mL；
(3)酸洗：将碱洗后的不锈钢板放入盐酸中浸泡15min，取出，晾干；
(4)钝化：将酸洗后的不锈钢板放入钝化液中，在阳极电压为4伏条件下钝化8min；其中钝化液由5g/mL柠檬酸、300mL/L冰醋酸、5g/mL氯化钠、5mL/L H2O2和2g/mL琼脂粉组成；
(5)氧化：将钝化后的不锈钢置于成膜溶液中，在65℃条件下，用正负交替的交变电流处理，使其表面形成一层400nm的氧化膜；
其中，每升成膜溶液含有以下组分：柠檬酸50g、钼酸钠4g、硫酸锰6g、硫酸镍12g和硝酸银2g；
正负电流交替变换时间为正方向15s，负方向15s，电流密度为120mA/dm2；
(6)涂层涂布：采用喷涂或辊涂方式将聚合物涂层材料涂布于氧化后的不锈钢板表面，然后在180℃条件下固化15min，冷却至室温后，再涂布抗菌涂层材料，于60℃条件下固化30min；
其中，聚合物涂层材料包括以下重量份的组分：丙烯酸树脂40份、CYMEL303 12份、环氧树脂12份、改性纳米二氧化硅6份、吐温-80 0.1份、有机硅流平剂MS132 0.008份、消泡剂7010 0.008份和琼脂粉20份；聚合物涂层材料通过以下方式制备得到：将丙烯酸树脂溶解于等重量的水中，然后加入改性纳米二氧化硅，搅拌均匀，再加入剩余物质，球磨1h，制得。
丙烯酸树脂包括以下重量份的组分：甲基丙烯酸28份、醋酸丁酯18份、丙烯酸丁酯8份、丁醇25份、过硫酸铵2份、丙烯酸羟乙酯26份和丙烯腈8份；
改性纳米二氧化硅通过以下方法制备得到：
①将硅烷偶联剂溶于水中，然后用乙二酸调节pH值为3.5-4；
②将纳米二氧化硅溶于无水乙醇中，使纳米二氧化硅的质量分数为5％；
③将步骤①所得物与步骤②所得物混合，使硅烷偶联剂和纳米二氧化硅的质量比为1:5，然后在转速为2000r/min的高速剪切机中剪切3h，制得。
抗菌涂层材料包括以下重量份的组分：蛇床子提取物4份、黄柏提取物3份、银杏叶提取物4份和蒲公英提取物5份；抗菌涂层材料通过以下方式制备得到：将各提取物混合，然后加入混合物3倍重量的水溶解，制得。
蛇床子提取物通过以下方法制备得到：将蛇床子干燥，粉碎，加入5倍蛇床子重量的水煎煮30min，过滤，向滤渣中加入3倍滤渣重量的水煎煮40min，过滤，继续向滤渣中加入3倍滤渣重量的水煎煮40min，过滤，合并3次滤液，浓缩至相对密度为1.2，制得；
黄柏提取物通过以下方法制备得到：将黄柏干燥，粉碎，加入5倍黄柏重量的水煎煮30min，过滤，向滤渣中加入3倍滤渣重量的水煎煮40min，过滤，继续向滤渣中加入3倍滤渣重量的水煎煮40min，过滤，合并3次滤液，浓缩至相对密度为1.2，制得；
银杏叶提取物通过以下方法制备得到：将银杏叶干燥，粉碎，加入5倍银杏叶重量的水煎煮30min，过滤，向滤渣中加入3倍滤渣重量的水煎煮40min，过滤，继续向滤渣中加入3倍滤渣重量的水煎煮40min，过滤，合并3次滤液，浓缩至相对密度为1.2，制得；
蒲公英提取物通过以下方法制备得到：将蒲公英干燥，粉碎，加入5倍蒲公英重量的水煎煮30min，过滤，向滤渣中加入3倍滤渣重量的水煎煮40min，过滤，继续向滤渣中加入3倍滤渣重量的水煎煮40min，过滤，合并3次滤液，浓缩至相对密度为1.2，制得。
(7)将步骤(6)所得不锈钢置于蒸馏水中，于85℃条件下浸泡6min，得抗污耐蚀抗菌不锈钢板。
实施例3
一种抗污耐蚀抗菌不锈钢板，其制备方法包括以下步骤：
(1)机械抛光：用砂纸将不锈钢板表面磨光；
(2)碱洗：将机械抛光后的不锈钢板放入Na2CO3和NaOH的混合液中浸泡20min，取出，晾干；其中Na2CO3的浓度为5g/mL，NaOH的浓度为3g/mL；
(3)酸洗：将碱洗后的不锈钢板放入盐酸中浸泡15min，取出，晾干；
(4)钝化：将酸洗后的不锈钢板放入钝化液中，在阳极电压为5伏条件下钝化6min；其中钝化液由4g/mL柠檬酸、300mL/L冰醋酸、3g/mL氯化钠、3mL/L H2O2和1.5g/mL琼脂粉组成；
(5)氧化：将钝化后的不锈钢置于成膜溶液中，在65℃条件下，用正负交替的交变电流处理，使其表面形成一层300nm的氧化膜；
其中，每升成膜溶液含有以下组分：柠檬酸50g、钼酸钠4g、硫酸锰6g、硫酸镍12g和硝酸银2g；
正负电流交替变换时间为正方向15s，负方向15s，电流密度为120mA/dm2；
(6)涂层涂布：采用喷涂或辊涂方式将聚合物涂层材料涂布于氧化后的不锈钢板表面，然后在160℃条件下固化20min，冷却至室温后，再涂布抗菌涂层材料，于60℃条件下固化30min；
其中，聚合物涂层材料包括以下重量份的组分：丙烯酸树脂36份、CYMEL303 8份、环氧树脂8份、改性纳米二氧化硅4份、吐温-80 0.08份、有机硅流平剂MS132 0.006份、消泡剂7010 0.007份和琼脂粉16份；聚合物涂层材料通过以下方式制备得到：将丙烯酸树脂溶解于等重量的水中，然后加入改性纳米二氧化硅，搅拌均匀，再加入剩余物质，球磨1h，制得。
丙烯酸树脂包括以下重量份的组分：甲基丙烯酸24份、醋酸丁酯14份、丙烯酸丁酯7份、丁醇22份、过硫酸铵2份、丙烯酸羟乙酯23份和丙烯腈7份；
改性纳米二氧化硅通过以下方法制备得到：
①将硅烷偶联剂溶于水中，然后用乙二酸调节pH值为3.5-4；
②将纳米二氧化硅溶于无水乙醇中，使纳米二氧化硅的质量分数为5％；
③将步骤①所得物与步骤②所得物混合，使硅烷偶联剂和纳米二氧化硅的质量比为1:5，然后在转速为2000r/min的高速剪切机中剪切3h，制得。
抗菌涂层材料包括以下重量份的组分：蛇床子提取物3份、黄柏提取物2份、银杏叶提取物3份和蒲公英提取物4份；抗菌涂层材料通过以下方式制备得到：将各提取物混合，然后加入混合物3倍重量的水溶解，制得。
蛇床子提取物通过以下方法制备得到：将蛇床子干燥，粉碎，加入4倍蛇床子重量的水煎煮30min，过滤，向滤渣中加入2倍滤渣重量的水煎煮30min，过滤，继续向滤渣中加入2倍滤渣重量的水煎煮30min，过滤，合并3次滤液，浓缩至相对密度为1.2，制得；
黄柏提取物通过以下方法制备得到：将黄柏干燥，粉碎，加入4倍黄柏重量的水煎煮30min，过滤，向滤渣中加入2倍滤渣重量的水煎煮30min，过滤，继续向滤渣中加入2倍滤渣重量的水煎煮30min，过滤，合并3次滤液，浓缩至相对密度为1.2，制得；
银杏叶提取物通过以下方法制备得到：将银杏叶干燥，粉碎，加入4倍银杏叶重量的水煎煮30min，过滤，向滤渣中加入2倍滤渣重量的水煎煮30min，过滤，继续向滤渣中加入2倍滤渣重量的水煎煮30min，过滤，合并3次滤液，浓缩至相对密度为1.2，制得；
蒲公英提取物通过以下方法制备得到：将蒲公英干燥，粉碎，加入4倍蒲公英重量的水煎煮30min，过滤，向滤渣中加入2倍滤渣重量的水煎煮30min，过滤，继续向滤渣中加入2倍滤渣重量的水煎煮30min，过滤，合并3次滤液，浓缩至相对密度为1.2，制得。
(7)将步骤(6)所得不锈钢置于蒸馏水中，于85℃条件下浸泡8min，得抗污耐蚀抗菌不锈钢板。
实验例
对实施例3制得的产品进行性能方面的测试，测试内容如下：
1、表观及耐酸碱等测试，测试方法和结果见表1：
表1表观及耐酸碱等测试结果
由表1可知，本发明产品其光泽，硬度、附着力等性能均比较优异，表面漆膜也可耐酸碱。
2、抗腐蚀测试
分别将未经处理的不锈钢板材与经过本发明处理方法处理的产品置于质量浓度为20％的FeCl3溶液中，浸泡温度为30℃，浸泡时间为1h，1h后测试腐蚀率，腐蚀率(％)＝(蚀前重量-蚀后重量)/(蚀前重量)×100％，测试结果见表2：
表2抗腐蚀结果
由表2可知，本发明制备的产品在浓度为20％的FeCl3溶液中浸泡后失重比未处理失重明显降低，说明本发明产品耐腐蚀性能较佳。
3、抗菌、抗霉测试
对本发明产品进行抗菌检测，检测用菌为大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，抗菌率均达99.3％以上。
对本发明产品进行抗霉检测，检测用菌为黑曲霉、嗜松青霉、球毛壳、绿粘帚霉和出芽短梗霉，观察28天，观察其长霉程度，分级标准为：
通过观察，本发明制备的产品达到1级抗霉，部分为2级抗霉。
本发明制备的产品用水即可清洗掉表面的污渍，耐腐蚀，抗菌，抗霉及其他性能均比较优异。