[发明专利]一种铝或铝合金抗菌材料

说明书

本发明提出一种铝或铝合金抗菌材料，所述材料以铝或铝合金为基材，在基材表面设置有金属中间层，所述金属中间层上均匀分布有球形储存空间，在所述球形储存空间内和金属中间层上均设置有有机硅含银化合物，所述储存空间能够有效的控制银离子的释放速度，最终获得长效杀菌铝材材料。

技术领域

本发明涉及一种铝或铝合金抗菌材料，所述的基材为铝或铝合金，属于金属纳米离子改性功能材料，特别是涉及含银有机硅复合颗粒沉积到基材表面的纳米管孔洞中。

背景技术

铝及铝合金是有色金属中应用最广泛的材料之一，铝合金具有密度小、易加工、热膨胀系数低、热导率高、比刚度和比强度高等诸多优异性能。在日常生产和生活以及航空、汽车、高铁、发动机活塞、光学仪器、导弹镶嵌结构等领域取得了广泛应用。但随着工业生产的进一步发展，对铝合金的表面性能提出了更高的要求。人们通常采用在铝合金表面制备抗菌涂层涂层的方法来改善其表面性能。

CN201210212975湖南迈迪科新材有限公司公开了一种医学外用铝合金多功能涂层的电化学制备方法。该方法制备的医学外用铝合金涂层具有装饰、耐蚀、杀菌、自洁等多功能用途。它是对铝合金基材进行阳极氧化处理和电解着色，使铝合金表面形成多孔氧化膜并含有一定的银、铜、锌等金属，而氧化膜表层中含有自洁的纳米二氧化钛，使铝合金具有装饰、耐蚀、杀菌和自洁等功能。通过本发明制备医学外用铝合金多功能涂层不仅具有装饰、耐蚀、杀菌和自洁作用，而且工艺简单环保、无毒，膜层稳定性高，实用性强，满足了铝合金在医学外用方面的各项要求，拓展铝合金的应用范围。本方法获得到的多功能涂层可以使铝合金在医学器械，例如：残疾人楼梯扶手、医用推车、轮椅、担架、支架、智能呼叫等诸多领域使用。

CN201911268522公开了一种空间环境用基材表面抗菌结构及其制备方法，所述的基材为钛或钛合金，属于金属纳米离子改性功能材料及其应用技术领域。通过稳压阳极氧化方法在钛及钛合金表面制备二氧化钛纳米管阵列，该方法简单，生成二氧化钛纳米管效率高，得到的纳米管结构规整，且提高了钛及钛合金的比表面积，从而增强其负载抗菌离子的能力。通过电子束蒸发沉积技术将有机硅包裹银颗粒沉积到二氧化钛纳米管内，在不影响钛及钛合金基体的力学性能的前提下，提高钛及钛合金在空间环境下的抗微生物腐蚀能力。

上述抗菌杀菌涂层均是通过获得阳极氧化膜的，在阳极氧化膜的孔道内填充杀菌的颗粒，但是上述过程明显存在如下技术问题：阳极氧化获得的氧化膜的孔道为直上直下的纳米孔道，孔径通常为50-150nm，鲜有孔道高于微米级的阳极氧化孔道，直接填充杀菌颗粒的难度极高，更不能完全填充，如CN201210212975，存在最大的技术问题即为填充，虽然CN201911268522使用电子束蒸发技术，能够有效的填充、填满阳极氧化的孔道，并采用有机硅包裹银离子的方式，控制银离子的释放能力，从而使其可以在空间环境中具有较长时间的抗微生物腐蚀能力，但是所述专利的实际控制速度并不理想，如附图1所示，由于阳极氧化的孔道为直上直下型，银离子在释放过程，几乎是无阻碍的扩散，导致其杀菌离子的释放能力受到限制。

发明内容

基于上述现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提出一种铝或铝合金抗菌材料，通过PS模板制备金属球形储存空间，所述储存空间能够有效的控制银离子的释放速度。

一种铝或铝合金抗菌材料，所述材料以铝或铝合金为基材，在基材表面设置有金属中间层，所述金属中间层上均匀分布有球形储存空间，在所述球形储存空间内和金属中间层上均设置有有机硅含银化合物，其中所述球形储存空间通过PS模板法制备，所述所述球形储存空间的直径为300-400nm，所述球形储存空间的上部设置有开口，所述开孔的尺寸为40-100nm，相邻球形储存空间的距离为80-120nm，所述金属层选自铝、铜、镍、铁等中的一种或多种合金金属。

进一步的，所述基材经过如下预处理：粗抛光-脱脂-水洗-热处理-电解抛光。