[发明专利]一种应用于卫浴设备的高抗菌性能奥氏体不锈钢

说明书

本发明的目的在于提供一种应用于卫浴设备的高抗菌性能奥氏体不锈钢材料及其制备方法，并使其固溶和时效热处理状态下，具有有效的抵抗高浓度细菌(＞(4‑5)*10⁶CFU/mL)的功能，显著降低奥氏体不锈钢在使用中引发的细菌微生物的腐蚀风险，所述不锈钢的化学成分为Cr：18.0‑20.0；Ni：8.0‑10.5；Cu：2.0‑4.0；Ga:0.5‑2.0；N：0.1‑0.16；C≤0.03；Si≤0.75；Mn≤2.0；P≤0.045；S≤0.03；余量为Fe。本发明所述高抗菌性能奥氏体不锈钢能够广泛应用于含有较高浓度细菌的卫浴设备材料中，具体为卫浴设备中的水管、水龙头、花洒、门框、置物架以及多槽水槽等零部件设备。

技术领域

本发明涉及奥氏体不锈钢材料技术领域，具体为一种应用于卫浴设备材料的高抗菌性能奥氏体不锈钢及其制备方法。

背景技术

现代卫浴设备已经广泛使用不锈钢作为零部件的材料，这类材料的优点是美观大方，耐蚀性良好，加工简单且易于成型。同时，其封闭式功能也可以防止液体渗入或者渗出，现在已经被广泛应用到卫浴设备中的水管，花洒，置物架，托物拉杆以及门框等零部件或者器具。但是，随着人们生活水平的日益提高，防菌、抗菌及抗病毒的卫生管理已成为当今社会极为关注的问题，传统的不锈钢在长期使用后，不锈钢卫浴设备表面或者液体流通的管材内部会滋生微生物，即使经过外部擦拭或者内部清洗，仍会有部分微生物无法去除，残留的微生物将会在一定时间后形成大片的菌群，这时会造成不锈钢卫浴设备的大面积腐蚀，并且，使得水管内部的水质质量受到影响。传统阻止细菌微生物传播的方式是使用杀菌剂，但是，其应用在不锈钢卫浴设备存在两个缺点，一个是作为卫浴设备，很难将杀菌剂应用在直接与人体接触的设备中，二是杀菌剂的使用成本较高，造成经济难题。由此，抗菌功能型金属材料的制备成为热点问题。

抗菌功能型金属材料的产生方式为自身抗菌性，其是通过添加一些具有抗菌作用的金属元素，再通过特殊的热处理使不锈钢本身产生抗菌性，是兼具结构和功能特性的绿色抗菌材料，已经成为从事细菌微生物研究工作者关注的热点。但是，目前抗菌功能型不锈钢的应用具有两方面的应用局限，如图1所示：(a)对细菌浓度低于(1-2)*10⁵CFU/mL的低浓度细菌微生物的杀灭时间需长达24小时；(b)对细菌浓度高于(1-2)*10⁶CFU/mL的高浓度细菌微生物的杀菌率无法达到90％以上。

众所周知，304LN奥氏体不锈钢是一种含高Cr和高Ni的奥氏体不锈钢，在充分固溶的条件下，具有单一的奥氏体组织。并且，因其高含量的Cr元素，会在不锈钢的表面形成致密的钝化膜，使得304LN奥氏体不锈钢在大气条件下具有优异的耐腐蚀性，已经广泛应用于不锈钢结构件、螺栓、水管、水槽以及民用等不锈钢器具。研究发现，对于卫浴设备所采用的304LN奥氏体不锈钢，由于其使用环境的潮湿性，存在细菌微生物，长期的稳定存在会造成强有力的腐蚀性破坏，使得微生物腐蚀行为被广泛关注。因此，有必要针对含有细菌微生物的建筑环境，采用抗菌功能型的304LN-Cu奥氏体不锈钢，但是由于部分卫浴设备的应用环境中存在的细菌浓度较高，受到目前抗菌功能型不锈钢的局限性的影响，提供一种高抗菌性能的奥氏体不锈钢及其制备方法，是行之有效的办法。

基于上述背景，如果能开发一种高抗菌性能的304LN奥氏体不锈钢，使之不仅可以有效地快速抑制高浓度细菌的繁殖，而且可以保证卫浴设备使用环境下的耐腐蚀性能要求。所以，在卫浴设备的使用中，对于环境细菌浓度较高的情况，新材料的使用将有助于卫浴设备的服役时间的提高。

因此，本申请拟提供一种应用于卫浴设备的高抗菌性能304LN奥氏体不锈钢及其制备方法，在很大程度上解决现有问题，对奥氏体不锈钢在卫浴设备用品的市场应用性起到一定的积极作用。

发明内容