[发明专利]一种金属表面抗菌涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种金属表面抗菌涂层的制备，首先配置一定浓度的含碘溶液，以金属为阳极，以铂片为阴极，保持恒定距离，用水浴恒温控制进行碘的沉积，沉积电流20‑200mA，时间10‑120min得到均匀的碘涂层，涂层中碘含量大约为10%。本发明工艺步骤简单，易于操作，得到的涂层均匀，碘含量高，样品均有良好的抗菌效果，应用领域包括医疗器械设备、医疗工具、植入体材料、生物实验器皿以及日常生活中食物的储藏等所有需要保持无菌的材料表面。

技术领域

本发明属于涂层抗菌领域，具体涉及一种金属表面抗菌涂层的制备方法。

背景技术

表面涂层在对底材起到装饰和保护作用的同时，会受到微生物的侵害，在涂层表面形成菌斑，使涂层失去黏附力，甚至造成涂层脱落，影响涂层的保护功能和装饰效果。另一方面，涂层表面的菌斑会传染疾病，对人类健康造成极大危害。而抗菌涂层可以避免上述情况出现。

金属表面的抗菌涂层是通过在溶液中添加抗菌剂，通过物理化学方法在表面形成抗菌涂层。目前，涂层中常用的抗菌剂主要有无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂三大类。但这些抗菌材料都有不同的问题，如有限的化学稳定性，由于材料组成造成的局部炎症反应以及涂层缺乏控制释放动力学，细胞毒性，热稳定性差等特点。碘是甲状腺激素的一种成分，是所有生物体所需的最重要的元素。碘已被证明是一种广谱，高效，速效杀菌剂，对人体无害。碘做为一种杀菌消毒材料已得到广泛的应用，但作为金属材料表面的抗菌涂层的研究和应用还比较少。日本 Kanazawa 大学的 Toshiharu Shirai 教授对钛合金螺钉表面进行阳极氧化处理产生多孔膜然后填充具有抗菌作用的碘涂层，具有良好的抗菌效果。然而该工艺需要先对金属表面进行阳极氧化处理，工艺复杂，价格昂贵。本发明在金属表面进行直接覆碘，工艺简便，成本低廉，效果良好。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种广谱抗菌的、抗菌率高的金属表面抗菌涂层及其制备方法，旨在提高金属材料的抗菌性能。

为了实现上述的技术目的，本发明的技术方案为：

1）将金属表面打磨至表面光滑后用乙醇超声清洗1-30min，然后在HF和HNO₃的混合物中进行化学抛光（HF与HNO₃的体积比= 1：3）1-20min；

2）称取一定量的含碘物质，溶于去离子水中，配置浓度为500-10000ppm的溶液，搅拌1-30min，得到电解液；

3）以金属为阳极，以铂片为阴极，保持阴极阳极之间相距2cm，以上述溶液为电解液，水浴控制恒温进行碘沉积；

4）将得到的样品超声清洗后封装保存；

所述步骤1）金属包括铁，不锈钢，钛及钛合金，铝合金，镁合金，钴基合金，镍合金，钽、铌、锆基金属材料中的任意一种；

所述步骤2）含碘化合物包括聚维酮碘、HIO₃、KIO₃、KIO₄、KI等可溶性碘化物；

所述步骤3）水浴控制恒温5-80℃；

所述步骤3）沉积电流为20-200mA，时间为10-120min；

进一步地，将上述制备方法应用于制备医疗器械设备、医疗工具、植入体材料、生物实验器皿、食物储藏无菌材料中。

研究发现，涂层中碘含量对样品的抗菌性能有很大影响。本发明采用上述技术方案，以含碘溶液为电解液，通过条件控制，在金属表面制备了一层均匀的碘涂层。

本发明的优点在于：

（1）涂层制备工艺简单，时间短；

（2）涂层均匀且碘含量高；