CN103628112B - 一种钛基氧化钛氯化银复合涂层材料的制备方法 - Google Patents

一种钛基氧化钛氯化银复合涂层材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103628112B
CN103628112B CN201310685990.2A CN201310685990A CN103628112B CN 103628112 B CN103628112 B CN 103628112B CN 201310685990 A CN201310685990 A CN 201310685990A CN 103628112 B CN103628112 B CN 103628112B
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium
solution
titanium oxide
coating material
composite coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310685990.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103628112A (zh
Inventor
田甜
王凡
董海成
白福全
田小亭
周宏伟
袁永健
袁媛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INNER MONGOLIA RESEARCH INSTITUTE OF METAL MATERIAL
Original Assignee
INNER MONGOLIA RESEARCH INSTITUTE OF METAL MATERIAL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INNER MONGOLIA RESEARCH INSTITUTE OF METAL MATERIAL filed Critical INNER MONGOLIA RESEARCH INSTITUTE OF METAL MATERIAL
Priority to CN201310685990.2A priority Critical patent/CN103628112B/zh
Publication of CN103628112A publication Critical patent/CN103628112A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103628112B publication Critical patent/CN103628112B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

一种钛基氧化钛氯化银复合涂层材料的制备方法，其特征是：以钛或钛合金Ti6Al4V作为阳极，以石墨片作为阴极，含10-30wt%氯化钠的HF溶液作为电解液，其中HF的浓度为0.1-0.7wt%；电解氧化阳极钛使其表面形成含氯离子的氧化钛纳米管阵列；以硝酸银作为浸泡液；将钛基氧化钛纳米管阵列浸泡于硝酸银溶液后，取出通过热处理的方法使管腔内形成的氯化银进一步固化，使氧化钛纳米管阵列结构坍塌并使其晶相结构转变为锐态型和金红石型混合型，得到具有抗菌性和生物活性的氧化钛氯化银复合涂层材料；发明的目的是提供一种费用低廉且不需要昂贵设备的在钛合金表面制备兼具抗菌性和生物活性的涂层材料的一种钛基氧化钛氯化银复合涂层材料的制备方法。

Description

一种钛基氧化钛氯化银复合涂层材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种在医用钛合金表面制备兼具抗菌性和生物活性的复合涂层材料的方法，属于骨修复生物材料制备技术。
背景技术
钛及钛合金因其生物相容性好、机械性能强等优点在牙科及外科矫形种植领域中广泛应用。但其生物惰性以及非抗菌性，将其植入人体后，容易发生变形、松动、发炎，造成植入体失效。利用表面改性技术赋予其生物活性及抗菌性后，可使新骨直接沉积于钛合金表面形成骨性结合，且可以移植材料周围细菌生长，降低炎症发生率，提高种植体保存率。
为使钛及钛合金即具有生物活性，又具有抗菌性，Baoe Li等（Materials Chemistry and Physics,118(2009)99-104）报道了利用激光喷涂的方法在钛合金表面制备得到了即具有生物活性又具有抗菌性的纳米氧化钛银复合涂层材料。Yikai Chen等（Surface &Coating Technology,204(2009)685-690）报道了利用化学处理以及真空等离子喷涂的方法在钛合金表面制备得到了即具有生物活性又具有抗菌性的纳米氧化钛银复合涂层材料。但这些方法费用较高，设备昂贵。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种费用低廉且不需要昂贵设备的在钛合金表面制备兼具抗菌性和生物活性的涂层材料的一种钛基氧化钛氯化银复合涂层材料的制备方法。
本发明的特征在于：以钛或钛合金Ti6Al4V作为阳极，以石墨片作为阴极，含10-30wt%氯化钠的HF溶液作为电解液，其中HF的浓度为0.1-0.7wt% ；电解氧化阳极钛使其表面形成含氯离子的氧化钛纳米管阵列；以硝酸银作为浸泡液；将钛基氧化钛纳米管阵列浸泡于硝酸银溶液后，取出通过热处理的方法使管腔内形成的氯化银进一步固化，使氧化钛纳米管阵列结构坍塌并使其晶相结构转变为锐态型和金红石型混合型，得到具有抗菌性和生物活性的氧化钛氯化银复合涂层材料。
具体包括以下步骤：
（1）含氯离子的氧化钛纳米管阵列的制备：
将钛或钛合金Ti6Al4V基体作为阳极，石墨片作为阴极，含10-30wt%氯化钠的HF溶液作为电解液，其中HF的浓度为0.1-0.7wt% ；将所述钛或钛合金Ti6Al4V基体作为的阳极，石墨片作为的阴极置于所述电解液中，以10—30V的电压阳极氧化20—40分钟后取出，用蒸馏水清洗，于100℃烘干，即得含氯离子的氧化钛纳米管阵列；
（2）AgNO3浸泡液的制备：
称取2.2g—22g硝酸银溶解于10ml蒸馏水中，即得AgNO3浸泡液；
（3）浸泡：
将步骤（1）得到的烘干的含氯离子的氧化钛纳米管阵列避光浸泡于AgNO3浸泡液中5—10分钟；
（4）热处理：用蒸馏水将步骤（3）中浸泡了AgNO3浸泡液的含氯离子的氧化钛纳米管阵列表面清洗干净后，在100℃烘干，之后将其置于马弗炉，于500—600℃条件热处理3-4小时，随炉冷却即得 钛基氧化钛氯化银复合涂层材料。
有益效果
采用上述方案得到的钛基氧化钛氯化银复合涂层材料具有如下特点：
①含氯氧化钛纳米管阵列的制备确保了管中氯化银的形成，使材料具有长期的抗菌稳定性。
②热处理使氯化银与氧化钛均匀混合，且表面抗菌性能和生物活性趋于一致。
③热处理使涂层中氧化钛晶相结构转变为锐态型和金红石型，具有较高的生物活性。
④涂层厚度可控制在100nm-300nm范围，涂层与钛基体的结合强度高。
⑤复合涂层均匀分布于钛基表面，能阻止基体中钛离子的释放，提高基体的耐蚀性。
⑥具有明显的生物活性，材料在模拟体液中浸泡10天后，表面能诱导骨磷灰石形成。
⑦具有明显的抗菌性能，材料在细菌培养试验18小时后，材料周围出现明显的抑菌圈，能有效抑制细菌的繁殖。
具体实施方式
实施例1：
以纯钛为基体，表面经金相砂纸抛光、清洗、烘干后作为阳极，以光谱纯石墨片为阴极，以含10wt%氯化钠的0.5wt%HF溶液为电解液，在20V电压下阳极氧化20min后取出清洗。在100℃条件下烘干后，浸泡于0.5g•mL-1 AgNO3浸泡液，8分钟后取出，以蒸馏水清洗表面，100℃烘干后置于马弗炉中，在570℃条件下热处理3小时后，随炉冷却即得钛基氧化钛氯化银复合涂层材料。
实施例2：
以Ti6Al4V为基体，表面经金相砂纸抛光、清洗、烘干后作为阳极，以光谱纯石墨片为阴极，以含20wt%氯化钠的0.3wt%HF溶液为电解液，在15V电压下阳极氧化30min后取出清洗。在100℃条件下烘干后，浸泡于5g•mL-1 AgNO3浸泡液，6分钟后取出，以蒸馏水清洗表面，100℃烘干后置于马弗炉中，在550℃条件下热处理4小时后，随炉冷却即得钛基氧化钛氯化银复合涂层材料。
实施例3:
以纯钛为基体，表面经金相砂纸抛光、清洗、烘干后作为阳极，以光谱纯石墨片为阴极，以含10wt%氯化钠的0.1wt%HF溶液为电解液，在20V电压下阳极氧化40min后取出清洗。在100℃条件下烘干后，浸泡于0.5g•mL-1 AgNO3浸泡液，8分钟后取出，以蒸馏水清洗表面，100℃烘干后置于马弗炉中，在580℃条件下热处理3小时后，随炉冷却即得钛基氧化钛氯化银复合涂层材料。
实施例4:
以纯钛为基体，表面经金相砂纸抛光、清洗、烘干后作为阳极，以光谱纯石墨片为阴极，以含10wt%氯化钠的0.7wt%HF溶液为电解液，在20V电压下阳极氧化40min后取出清洗。在100℃条件下烘干后，浸泡于0.5g•mL-1 AgNO3浸泡液，8分钟后取出，以蒸馏水清洗表面，100℃烘干后置于马弗炉中，在600℃条件下热处理3小时后，随炉冷却即得钛基氧化钛氯化银复合涂层材料。
实施例5:
以纯钛为基体，表面经金相砂纸抛光、清洗、烘干后作为阳极，以光谱纯石墨片为阴极，以含30wt%氯化钠的0.1wt%HF溶液为电解液，在10V电压下阳极氧化40min后取出清洗。在100℃条件下烘干后，浸泡于0.5g•mL-1 AgNO3浸泡液，8分钟后取出，以蒸馏水清洗表面，100℃烘干后置于马弗炉中，在550℃条件下热处理3小时后，随炉冷却即得钛基氧化钛氯化银复合涂层材料。
实施例6:
以Ti6Al4V为基体，表面经金相砂纸抛光、清洗、烘干后作为阳极，以光谱纯石墨片为阴极，以含30wt%氯化钠的0.1wt%HF溶液为电解液，在10V电压下阳极氧化40min后取出清洗。在100℃条件下烘干后，浸泡于2g•mL-1 AgNO3浸泡液，8分钟后取出，以蒸馏水清洗表面，100℃烘干后置于马弗炉中，在550℃条件下热处理3小时后，随炉冷却即得钛基氧化钛氯化银复合涂层材料。
实施例7:
以Ti6Al4V为基体，表面经金相砂纸抛光、清洗、烘干后作为阳极，以光谱纯石墨片为阴极，以含30wt%氯化钠的0.1wt%HF溶液为电解液，在10V电压下阳极氧化40min后取出清洗。在100℃条件下烘干后，浸泡于3g•mL-1 AgNO3浸泡液，8分钟后取出，以蒸馏水清洗表面，100℃烘干后置于马弗炉中，在550℃条件下热处理3小时后，随炉冷却即得钛基氧化钛氯化银复合涂层材料。

Claims (1)

1. 一种钛基氧化钛氯化银复合涂层材料的制备方法，其特征是：
以钛或钛合金Ti6Al4V作为阳极，以石墨片作为阴极，含10-30wt%氯化钠的HF溶液作为电解液，其中HF的浓度为0.1-0.7wt% ；电解氧化阳极钛使其表面形成含氯离子的氧化钛纳米管阵列；以硝酸银作为浸泡液；将钛基氧化钛纳米管阵列浸泡于硝酸银溶液后，取出通过热处理的方法使管腔内形成的氯化银进一步固化，使氧化钛纳米管阵列结构坍塌并使其晶相结构转变为锐钛型和金红石型混合型，得到具有抗菌性和生物活性的氧化钛氯化银复合涂层材料；
具体包括以下步骤：
（1）含氯离子的氧化钛纳米管阵列的制备：
将钛或钛合金Ti6Al4V基体作为阳极，石墨片作为阴极，含10-30wt%氯化钠的HF溶液作为电解液，其中HF的浓度为0.1-0.7wt% ；将所述钛或钛合金Ti6Al4V基体作为的阳极，石墨片作为的阴极置于所述电解液中，以10—30V的电压阳极氧化20—40分钟后取出，用蒸馏水清洗，于100℃烘干，得含氯离子的氧化钛纳米管阵列；
（2）AgNO3浸泡液的制备：
称取2.2g—22g硝酸银溶解于10ml蒸馏水中，即得AgNO3浸泡液；
（3）浸泡：
将步骤（1）得到的烘干的含氯离子的氧化钛纳米管阵列避光浸泡于AgNO3浸泡液中5—10分钟；
（4）热处理：用蒸馏水将步骤（3）中浸泡了AgNO3浸泡液的含氯离子的氧化钛纳米管阵列表面清洗干净后，在100℃烘干，之后将其置于马弗炉，于500—600℃条件热处理3-4小时，随炉冷却，即得钛基氧化钛氯化银复合涂层材料。
CN201310685990.2A 2013-11-20 2013-12-16 一种钛基氧化钛氯化银复合涂层材料的制备方法 Expired - Fee Related CN103628112B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310685990.2A CN103628112B (zh) 2013-11-20 2013-12-16 一种钛基氧化钛氯化银复合涂层材料的制备方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310584038 2013-11-20
CN201310584038.3 2013-11-20
CN201310685990.2A CN103628112B (zh) 2013-11-20 2013-12-16 一种钛基氧化钛氯化银复合涂层材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103628112A CN103628112A (zh) 2014-03-12
CN103628112B true CN103628112B (zh) 2015-10-28

Family

ID=50209551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310685990.2A Expired - Fee Related CN103628112B (zh) 2013-11-20 2013-12-16 一种钛基氧化钛氯化银复合涂层材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103628112B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104087966A (zh) * 2014-06-09 2014-10-08 内蒙金属材料研究所 一种光催化分解水制氢电极材料的制备方法
CN104131325B (zh) * 2014-07-18 2017-01-25 中国兵器工业第五二研究所 氧化钛纳米管阵列‑银复合涂层材料的制备方法
CN106086989B (zh) * 2016-07-20 2018-06-19 中南大学 一种银改性二氧化钛纳米管复合阳极及其制备方法
CN114959833B (zh) * 2022-06-08 2023-11-17 希诺股份有限公司 一种钛及钛合金表面阳极氧化抗菌处理的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10023336A1 (de) * 2000-05-12 2001-09-06 Saint Gobain Verfahren zum Herstellen einer Photochromenschicht
CN101537350A (zh) * 2009-04-27 2009-09-23 武汉理工大学 可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂及其制备方法
CN103110981A (zh) * 2013-01-10 2013-05-22 内蒙金属材料研究所 一种抗菌、活性氧化钛纳米管阵列复合涂层材料的制备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10023336A1 (de) * 2000-05-12 2001-09-06 Saint Gobain Verfahren zum Herstellen einer Photochromenschicht
CN101537350A (zh) * 2009-04-27 2009-09-23 武汉理工大学 可见光活性的Ag/AgCl/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂及其制备方法
CN103110981A (zh) * 2013-01-10 2013-05-22 内蒙金属材料研究所 一种抗菌、活性氧化钛纳米管阵列复合涂层材料的制备

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Antibacterial effects and cytocompatibility of titanium anodized in sodium chloride,calcium acetate,and?-glycerol phosphate disodium salt pentahydrate mixed solution;Min-Kyung Kang等;《Thin Solid Films》;20090324;第5390–5393页 *
Antibacterial titanium plate anodized by discharging in NaCl solution exhibits cell compatibility;Yo Shibata等;《International Congress Series》;20051005;第1284卷;第284–289页 *
钛表面修饰抗菌特性的研究进展;张祖太等;《北京口腔医学》;20120831;第20卷(第4期);第235-237页 *
银金修饰TiO2纳米管阵列光阳极的制备及其光伏性质;樊莉红等;《贵金属》;20120228;第33卷(第1 期);第33-40页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103628112A (zh) 2014-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103110981B (zh) 一种抗菌、活性氧化钛纳米管阵列复合涂层材料的制备
CN102525827B (zh) 具有长效抗菌性能和良好生物相容性的医用钛材的制备方法
CN104726921B (zh) 二氧化钛/含锶氟羟基磷灰石生物活性纳米复合涂层及其制备方法和应用
CN103628112B (zh) 一种钛基氧化钛氯化银复合涂层材料的制备方法
CN103643274B (zh) 一种通过电沉积在钛表面制备氧化石墨烯层的方法及其应用
CN105597157B (zh) 一种可促进血管形成与抗感染生物活性涂层及其制备方法和应用
CN103469284B (zh) 一种碳纳米管/二氧化钛纳米管生物复合涂层材料的制备方法
WO2016202100A1 (zh) 一种聚醚醚酮/纳米羟基磷灰石牙种植体及其制作方法
CN102560598B (zh) 具有良好抗癌抗菌性能的医用钛材的制备方法
CN103357070B (zh) 具有诱导成骨活性的医用β钛合金复合材料及其制备方法
CN106474546A (zh) 一种导电聚吡咯/聚多巴胺纳米纤维及其制备方法与应用
CN106756898A (zh) 抗菌疏水性ZnO纳米棒的制备方法
CN102793947A (zh) 一种可降解镁及其合金的表面改性方法
CN110896607A (zh) 一种表面超电容修饰的材料及其制备方法和应用
CN103751841B (zh) 一种改性医用钛金属材料及其制备方法
CN112111733B (zh) 一种表面改性的金属材料及其制备方法和应用
CN107841778A (zh) 一种医用金属材料的表面改性方法
CN101565824A (zh) 紫外光照射提高钛及其合金表面生物活性的方法
CN108815571A (zh) 一种银修饰晶型二氧化钛纳米管层的制备方法
CN104001207A (zh) 一种医用钛表面复合涂层及其制备方法
CN105603484B (zh) 一种能够提高医用镁及镁合金表面耐蚀性和生物相容性的涂层及其制备方法
CN104189961B (zh) 一种表面具有Ag-TiO2涂层的心血管支架及其制备方法
CN112121227A (zh) 一种钛金属表面钛酸锶/锶羟基磷灰石医用复合涂层的制备方法
CN104131325B (zh) 氧化钛纳米管阵列‑银复合涂层材料的制备方法
CN105019004B (zh) 一种电纺PLLA/Ag抗菌复合膜的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151028

Termination date: 20181216

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee