本发明属于金属材料领域，具体涉及一种抗菌性复合金属材料涂层的制备方法。
背景技术：
近年来，随着经济社会的发展和科学技术的进步，抗菌性能成为新时代的主体。无论在航天航空领域、医疗卫生领域还是食品行业，抗菌性金属材料对延长材料的使用寿命，提高材料的卫生性和安全性能等方面均起到了重要的作用。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种抗菌性复合金属材料涂层的制备方法，延长金属材料的使用寿命。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种抗菌性复合金属材料涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：金属表面处理，将待镀锌的金属依次用清洁剂和清水分别洗涤3～5次，然后将其置入100～150ml的氢氧化钠和碳酸氢钠的混合溶液中，加热至20～30℃浸泡15～20min，取出后用盐酸中和金属材料表面的碱液，并用清水冲洗干净备用；
步骤2：将钛酸酯用有机溶剂溶解，在20~30r/min的搅拌过程中依次加入酸、水、分散剂、硅化合物、银盐，搅拌均匀制得氧化钛抗菌涂料；
步骤3：金属表面镀锌处理，将步骤1中表面处理后的金属材料作为工作电极，采用电沉积法对其进行表面电沉积镀锌处理，所述电沉积溶液为浓度为10～20g/l的硫酸锌溶液和浓度为5～15g/l的硫酸溶液的混合液；
步骤4：涂抹氧化钛涂料，将步骤3经过镀锌处理的金属材料浸没在氧化钛抗菌涂料中30~90min，然后取出，晾干，将金属材料放入马弗炉中煅烧2~4小时，得到抗菌性复合金属材料涂层。
进一步地，所述步骤3中的电沉积镀锌处理工艺为：沉积电压10～15v，溶液温度20～30℃。
进一步地，所述步骤3中的电沉积镀锌的层厚度为1~5μm。
进一步地，所述步骤2中的酞酸脂为钛酸丁酯、钛酸丙酯、钛酸乙酯中的一种或几种。
进一步地，所述步骤2中的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮中的一种或者它们的混合物。
进一步地，所述的含硅化合物为硅酸乙酯、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种或几种。
进一步地，所述步骤4中马弗炉中的温度为200~500℃。
进一步地，所述步骤2中的银盐为硝酸银。
本发明的有益效果在于：本发明的提供一种合金材料医疗器械表面抗菌复合涂料的制备方法，制备方法简单易行，成本低，所制得的金属材料杀菌性能好，抗菌率大于90%，提高金属材料的使用安全性。氧化钛涂料中加入含硅化合物，可以增强涂膜对基层金属材料的粘附性，并提供大比表面积，从而提高抗菌速度。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
实施例1
一种抗菌性复合金属材料涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：金属表面处理，将待镀锌的金属依次用清洁剂和清水分别洗涤3次，然后将其置入100ml的氢氧化钠和碳酸氢钠的混合溶液中，加热至20℃浸泡15min，取出后用盐酸中和金属材料表面的碱液，并用清水冲洗干净备用；
步骤2：将钛酸酯用有机溶剂溶解，在20r/min的搅拌过程中依次加入酸、水、分散剂、硅化合物、银盐，搅拌均匀制得氧化钛抗菌涂料；
步骤3：金属表面镀锌处理，将步骤1中表面处理后的金属材料作为工作电极，采用电沉积法对其进行表面电沉积镀锌处理，所述电沉积溶液为浓度为10g/l的硫酸锌溶液和浓度为5g/l的硫酸溶液的混合液；
步骤4：涂抹氧化钛涂料，将步骤3经过镀锌处理的金属材料浸没在氧化钛抗菌涂料中30min，然后取出，晾干，将金属材料放入马弗炉中煅烧2小时，得到抗菌性复合金属材料涂层。
所述步骤3中的电沉积镀锌处理工艺为：沉积电压10v，溶液温度20℃。
所述步骤3中的电沉积镀锌的层厚度为1μm。
所述步骤2中的酞酸脂为钛酸丁酯、钛酸丙酯、钛酸乙酯中的一种或几种。
所述步骤2中的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮中的一种或者它们的混合物。
所述的含硅化合物为硅酸乙酯、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种或几种。
所述步骤4中马弗炉中的温度为200℃。
所述步骤2中的银盐为硝酸银。
实施例2
一种抗菌性复合金属材料涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：金属表面处理，将待镀锌的金属依次用清洁剂和清水分别洗涤4次，然后将其置入120ml的氢氧化钠和碳酸氢钠的混合溶液中，加热至25℃浸泡17min，取出后用盐酸中和金属材料表面的碱液，并用清水冲洗干净备用；
步骤2：将钛酸酯用有机溶剂溶解，在25r/min的搅拌过程中依次加入酸、水、分散剂、硅化合物、银盐，搅拌均匀制得氧化钛抗菌涂料；
步骤3：金属表面镀锌处理，将步骤1中表面处理后的金属材料作为工作电极，采用电沉积法对其进行表面电沉积镀锌处理，所述电沉积溶液为浓度为15g/l的硫酸锌溶液和浓度为10g/l的硫酸溶液的混合液；
步骤4：涂抹氧化钛涂料，将步骤3经过镀锌处理的金属材料浸没在氧化钛抗菌涂料中60min，然后取出，晾干，将金属材料放入马弗炉中煅烧3小时，得到抗菌性复合金属材料涂层。
所述步骤3中的电沉积镀锌处理工艺为：沉积电压12v，溶液温度25℃。
所述步骤3中的电沉积镀锌的层厚度为3μm。
所述步骤2中的酞酸脂为钛酸丁酯、钛酸丙酯、钛酸乙酯中的一种或几种。
所述步骤2中的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮中的一种或者它们的混合物。
所述的含硅化合物为硅酸乙酯、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种或几种。
所述步骤4中马弗炉中的温度为400℃。
所述步骤2中的银盐为硝酸银。
实施例3
一种抗菌性复合金属材料涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：金属表面处理，将待镀锌的金属依次用清洁剂和清水分别洗涤5次，然后将其置入150ml的氢氧化钠和碳酸氢钠的混合溶液中，加热至30℃浸泡20min，取出后用盐酸中和金属材料表面的碱液，并用清水冲洗干净备用；
步骤2：将钛酸酯用有机溶剂溶解，在30r/min的搅拌过程中依次加入酸、水、分散剂、硅化合物、银盐，搅拌均匀制得氧化钛抗菌涂料；
步骤3：金属表面镀锌处理，将步骤1中表面处理后的金属材料作为工作电极，采用电沉积法对其进行表面电沉积镀锌处理，所述电沉积溶液为浓度为20g/l的硫酸锌溶液和浓度为15g/l的硫酸溶液的混合液；
步骤4：涂抹氧化钛涂料，将步骤3经过镀锌处理的金属材料浸没在氧化钛抗菌涂料中90min，然后取出，晾干，将金属材料放入马弗炉中煅烧4小时，得到抗菌性复合金属材料涂层。
所述步骤3中的电沉积镀锌处理工艺为：沉积电压15v，溶液温度30℃。
所述步骤3中的电沉积镀锌的层厚度为5μm。
所述步骤2中的酞酸脂为钛酸丁酯、钛酸丙酯、钛酸乙酯中的一种或几种。
所述步骤2中的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮中的一种或者它们的混合物。
所述的含硅化合物为硅酸乙酯、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种或几种。
所述步骤4中马弗炉中的温度为500℃。
所述步骤2中的银盐为硝酸银。
实施例4
一种抗菌性复合金属材料涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：金属表面处理，将待镀锌的金属依次用清洁剂和清水分别洗涤3次，然后将其置入100ml的氢氧化钠和碳酸氢钠的混合溶液中，加热至20℃浸泡15min，取出后用盐酸中和金属材料表面的碱液，并用清水冲洗干净备用；
步骤2：将钛酸酯用有机溶剂溶解，在20r/min的搅拌过程中依次加入酸、水、分散剂、硅化合物、银盐，搅拌均匀制得氧化钛抗菌涂料；
步骤3：金属表面镀锌处理，将步骤1中表面处理后的金属材料作为工作电极，采用电沉积法对其进行表面电沉积镀锌处理，所述电沉积溶液为浓度为10g/l的硫酸锌溶液和浓度为5g/l的硫酸溶液的混合液；
步骤4：涂抹氧化钛涂料，将步骤3经过镀锌处理的金属材料浸没在氧化钛抗菌涂料中30min，然后取出，晾干，将金属材料放入马弗炉中煅烧2小时，得到抗菌性复合金属材料涂层。
所述步骤3中的电沉积镀锌处理工艺为：沉积电压15v，溶液温度30℃。
所述步骤3中的电沉积镀锌的层厚度为5μm。
所述步骤2中的酞酸脂为钛酸丁酯、钛酸丙酯、钛酸乙酯中的一种或几种。
所述步骤2中的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮中的一种或者它们的混合物。
所述的含硅化合物为硅酸乙酯、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种或几种。
所述步骤4中马弗炉中的温度为200℃。
所述步骤2中的银盐为硝酸银。
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。