[发明专利]一种钛合金基材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钛合金基材及其制备方法，包括以下原料：钛粉75‑85份，镁粉55‑65份，尿素15‑25份，碳酸氢铵13‑17份，碳化硅8‑12份，合成蜡7‑12份，通过从海洋生物贻贝中提取粘附蛋白与广泛抗菌的抗菌肽抗脂多糖因子（ALF）交联形成共聚物，将共聚物溶于含有钙锌离子的电解质中，采用恒压原位沉积法通过恒压电解，将共聚物连同钙锌离子一起沉积覆盖在钛镁合金表面形成双层抗菌涂层钛合金。

技术领域

本发明属于合金技术领域，具体涉及一种钛合金基材及其制备方法。

背景技术

目前，对于水产品、海产品的运输方式通常有帆布袋、橡胶袋运输、活鱼运输罐、尼龙袋充氧运输等运输方式，上述的运输方式均无法满足对于水产品、海产品的运输要求，在长途运输时极易滋生细菌。现有一些运输方式会采用合金集装箱，但是普通的合金集装箱含有重金属较多、细菌滋生严重。因此，选择一种新型合金集装箱用来运输水产品和海产品就显得尤为重要。

综合各方面考量，钛合金因其具有良好的性能，而可以选择用来应用到船舶、汽车上用于运输水产品和海产品。但是常用的钛合金多采用Al、Fe、V等毒性金属元素与钛形成合金，该钛合金使用量占全部钛合金的75%-80%，其他许多钛合金都可以看做是Ti-6Al-4V的改性如Ti-5Al-2.5Fe、Ti-6Al-7Nb，但是 Ti-6Al-4V虽有优良的机械性能和耐腐蚀性，但因合金中含有有毒元素对生物体有害，甚至可能致癌。同时目前所用的钛合金普遍存在刚度过高，韧性不足，可塑性差等问题；

另外，钛合金合金是一类生物惰性材料，自身没有生物抗菌性能，易粘附细菌，这就会导致水中的细菌滋长，危害鱼类的生存，目前通过在合金中添加抗菌Cu元素或用抗生素涂层的方法尽管可以起到抗菌的作用，但由于Cu和抗生素的引入，造成抗菌的同时安全性下降，且容易造成抗生素滥用的问题。

因此，发明一种能够应用与汽车、船舶上的可用于运输海产品、水产品的钛合金集装箱显得尤为重要。

发明内容

本发明提供一种钛合金基材及其制备方法，解决背景技术中现有的钛合金在应用到水、海产品运输时安全性差、易滋生细菌、可塑性差、硬度过高等一系列问题。

具体技术方案如下：

一种钛合金基材，包括如下重量份的原料：钛粉75-85份，镁粉55-65份，尿素15-25份，碳酸氢铵13-17份，碳化硅8-12份，合成蜡7-12份；所述钛合金基材外层涂覆有双层抗菌涂层，所述双层抗菌涂层是从贻贝中提取的粘附蛋白与抗菌肽抗脂多糖因子交联形成的共聚物；所述双层抗菌涂层的覆盖方法为：将共聚物溶于含有钙锌离子的电解质中，采用恒压原位沉积法通过恒压电解，将共聚物连同钙锌离子一起沉积覆盖在钛合金基材表面形成双层抗菌涂层。

优选的，包括以下步骤：1）取相应份数的原料，将所有原料投入混料机中进行混料，将充分混合后的原料加入到压力设备中，压力100MPa，持续25min，然后将压制好的试样投入烧结炉进行烧结，一阶段温度200℃，加热时间5h，二阶段烧结温度1200℃，烧结时间2h，三阶段温度500℃，加热时间2h，空冷；

2）提取粘附蛋白；

3）构建共聚物；

4）将共聚物涂覆到钛合金基材上，制备抗菌仿生涂层。

优选的，所述粘附蛋白的提取步骤如下：

采集厚壳贻贝的足丝纤维，洗涤三次，冷冻干燥，制成粉末，加入醋酸-尿素溶液，以组织匀浆器在冰上进行匀浆，每半小时加一次苯甲基磺酰氟；另取冻干粉末样品按照1:3（W/V）比例加入20mL醋酸-盐酸胍溶液，用组织匀浆器在冰上进行匀浆，两次匀浆后的样品溶液离心处理，取上清液透析，经透析后的蛋白样品真空冷冻干燥，还原；还原后的样品溶解，于黑暗处反应45min，再加入预冷的丙酮，取沉淀加入溶解液混悬，充分溶解样品，之后在样品溶液中加入胰蛋白酶溶液进行酶解，得到足丝中粘附蛋白。