[发明专利]一种金属银单质抗菌铝合金材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抗菌铝合金材料制备方法及抗菌铝合金，所述方法包括：1)铝合金预处理，2)制备多孔导电氧化铝膜，氧化膜含有石墨烯纤维，3)直流电沉积金属单质纳米银：电解液含有ATMP(氨基三亚甲基膦酸)1‑3g/L。节约能源、抗菌率高，且持久。

技术领域

本发明涉及一种铝合金阳极氧化处理工艺、抗菌材料，尤其是涉及一种金属银单质抗菌铝合金材料及其制备方法。

背景技术

铝合金在日常生活中广泛使用，尤其是厨具等，为了避免微生物对于人们生活的潜在不利影响，铝合金的抗菌研究一直是追求的改进技艺。现有的铝合金抗菌技术主要有：

中国专利技术CN201810182244.4公开了一种抗菌铝材的制作方法，包括以下步骤：S1、阳极氧化：以待处理的铝材置于酸性溶液中作为阳极，进行氧化；S2、电化学沉积：将经过所述步骤S1氧化后的铝材作为阳极板浸入含有碘单质、碘离子和聚乙烯吡咯烷酮碘的水溶液中，进行电化学沉积；其中，所述水溶液中碘单质的质量分数≤3％，聚乙烯吡咯烷酮碘的质量分数≤30％，碘离子的质量分数≤2％。然而该方法通过复杂的阳极反应形成碘的络合物从而提供抗菌性，并且阴极反应的氢气容易造成潜在的爆炸风险。

中国专利技术CN201710448692.X涉及铝合金梯子制备技术领域，尤其涉及一种用于铝合金梯子的高强度抗菌铝合金及其制备方法，该铝合金包括高强度铝合金基体和铝合金基体表面的微弧氧化膜，微弧氧化膜上的封孔剂的重量为0.15g/cm2～0.90g/cm2，且微弧氧化膜上至少92％的微孔数量被封孔剂覆盖；该制备方法包括金属熔炼、变质处理、精炼除气、浇注成型、淬火处理、时效处理、微弧氧化和封孔处理步骤，变质处理是将纳米变质剂均匀分散在熔炼得到的合金液中，精炼除气是向变质处理后的合金液中加入0.23％～0.38％的六氯乙烷进行精炼除气，时效处理分为四级时效处理。该发明的抗菌涉及合金冶炼、微弧氧化等众多复杂的工艺，同时其抗菌是复合抗菌，主要分为合金熔炼中各元素的加入以及形成的各金属相，Cu、CuAl2和Al2CuMg均具有一定的抗菌效果；强化相为Mg2Si使合成的铝合金具有抗菌作用；钪对铝有着很好的弥散强化作用，还具有一定的抗菌作用，微弧氧化处理使用的电解质中含有硝酸银具有抗菌作用。

美国专利技术US15/348,477公开了一种在铝材表面制备抗菌阳极氧化膜的方法，包括预处理，抛光，阳极氧化，染色和密封，其中抛光铝材表面光滑但有起伏波浪和孔洞；在氧化后的染色中，纳米尺寸的染料填充在铝材表面的起伏波浪和孔洞中，所以如果纳米银在染料中均匀混合，铝材表面的染料将会最终含有纳米银，可以保护纳米银在使用过程中免受磨损；最终通过密封工艺将铝材表面的染料填充波密封，即将染料密封在铝材表面，最后根据实际需要将铝材表面转化为所需的彩色图案，纳米银为阳极氧化膜提供了抗菌作用。

另外专利技术TW201619450A一种形成抗菌复合表面的加工方法，其在一阳极制程的过程里执行，其中该阳极制程依序包含对一工件进行如下步骤：前处理步骤、阳极氧化步骤、酸洗步骤、染色步骤及封孔步骤，所述抗菌复合表面的加工方法至少包括如下步骤：提供一含银溶液；于进行该阳极制程的过程里，加入该含银溶液；以及借由该含银溶液作为银粒子来源以提供数个银粒子，并使该工件的外部含有所述银粒子，从而在该工件的外部形成该抗菌复合表面。本发明更依据上述加工方法提供一种抗菌复合表面，以有效抑制微生物在经阳极氧化处理的金属表面上的生长。然而上述银离子是通过还原剂原位还原得到银，其负责结合力弱。

中国专利技术CN201010579941.7公开了一种铝材表面二氧化钛/铜纳米复合抗菌涂层的方法，提出了一种通过纳米复合镀技术在铝阳极氧化膜表面制备二氧化钛/铜纳米复合抗菌涂层的方法。首先在硫酸或草酸溶液中制备铝阳极氧化膜；然后将其浸于磷酸中进行扩孔并去除阻挡层；最后在所述膜孔中电沉积纳米二氧化钛颗粒和铜金属。所获涂层既表现出高的抗菌性和界面结合力，又具有较好的耐蚀性和耐磨性性能。