[发明专利]一种抗污耐蚀抗菌不锈钢板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及不锈钢材料技术领域，具体涉及一种抗污耐蚀抗菌不锈钢板及其制备方法。

背景技术

不锈钢是一种银白色具有优异的耐蚀性、耐磨性、韧性及工艺性的合金钢，其优良的力学性能、较好的化学稳定性及无毒等特性使其广泛地应用于宇航、海洋、医药、核能工程、石油化工等方面。此外，建筑行业、家具器具、厨房设备、汽车工业、办公用品等的表面装饰也采用不锈钢，它精美的自然表面可提供美感和清洁感。但不锈钢材料在使用过程中，经常会接触到腐蚀性的液体，如酸、碱等，从而发生腐蚀。有时，不锈钢表面具有极好的亲水亲油性能，不锈钢也存在手汗和油脂污染的问题，进而还会促使细菌、病毒等的繁殖，使用时给人们健康带来不利影响。

因此，人们常采用一些适当的表面处理办法，增强不锈钢制品抗腐蚀、抗污和抗菌性。比如，在不锈钢表面进行铬的钝化，使不锈钢表面形成一层保护膜，或者不锈钢表面涂上一层氧化薄膜，保护不锈钢表面受外界的腐蚀。但是采用上述方法对不锈钢表面进行保护，工艺复杂，成本高，而且还会造成对环境的污染，如铬离子对环境的污染。此外，对于一些低镍或者不含镍的铁素体不锈钢产品，虽然其表面有一层钝化表面膜保护，但是在运输和加工的过程中，这一层膜经常会受到破坏，导致产品的耐腐蚀性能和抗污性能显著降低，继而影响产品的外观和使用寿命。耐腐蚀性和抗污性能降低，进而会导致抗菌能力下降。现在也有不少先进国家开发出抗菌不锈钢制品，如有涂层型抗菌不锈钢、合金型不锈钢、复合型抗菌不锈钢以及真空镀膜型不锈钢等。但这些不锈钢存在以下问题：涂层型抗菌不锈钢的涂层结合力不稳定，不能在高温下应用，长期使用中，由于膜和金属基体的热膨胀系数不同而导致爆裂剥落；合金型抗菌不锈钢，如加铜不锈钢在某些介质中不耐腐蚀，尤其是点蚀比较严重，加银抗菌不锈钢由于银的含量较多，增加了产品成本，成分不易均匀，抗菌仅是表面层起作用，并且表面银的变色也难以避免；复合型抗菌不锈钢制作复杂，且抗菌铜片的抗菌效果不佳；真空镀膜型抗菌不锈钢成本较高，而且其表面银的变色问题，也难以解决。

上述不锈钢制品要么性能单一，要么性能不佳，或者生产成本高，生产工艺复杂，因此，寻求一种低成本，生产工艺简单的抗污耐腐蚀以及抗菌的不锈钢产品是当前急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种抗污耐蚀抗菌不锈钢板及其制备方法，可有效解决现有不锈钢制品性能单一，性能不佳，生产成本高，生产工艺复杂等问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种抗污耐蚀抗菌不锈钢板的制备方法，包括以下步骤：

(1)机械抛光：用砂纸将不锈钢板表面磨光；

(2)碱洗：将机械抛光后的不锈钢板放入Na₂CO₃和NaOH的混合液中浸泡15-20min，取出，晾干；其中Na₂CO₃和NaOH的浓度均为3-5g/mL；

(3)酸洗：将碱洗后的不锈钢板放入盐酸中浸泡10-15min，取出，晾干；

(4)钝化：将酸洗后的不锈钢板放入钝化液中，在阳极电压为4-6伏条件下钝化5-8min；其中钝化液由2-5g/mL柠檬酸、200-300mL/L冰醋酸、2-5g/mL氯化钠、2-5mL/L H₂O₂和1-2g/mL琼脂粉组成；

(5)氧化：将钝化后的不锈钢置于成膜溶液中，在60-65℃条件下，用正负交替的交变电流处理，使其表面形成一层300-400nm的氧化膜；

其中，每升成膜溶液含有以下组分：柠檬酸50g、钼酸钠4g、硫酸锰6g、硫酸镍12g和硝酸银2g；

正负电流交替变换时间为正方向10-15s，负方向10-15s，电流密度为100-120mA/dm²；

(6)涂层涂布：采用喷涂或辊涂方式将聚合物涂层材料涂布于氧化后的不锈钢板表面，然后在160-180℃条件下固化15-20min，冷却至室温后，再涂布抗菌涂层材料，于50-60℃条件下固化30-40min；

(7)将步骤(6)所得不锈钢置于蒸馏水中，于75-85℃条件下浸泡6-8min，得抗污耐蚀抗菌不锈钢板。

进一步地，步骤(2)中Na₂CO₃的浓度为5g/mL，NaOH的浓度为3g/mL。