CN109439140B - 一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管 - Google Patents

一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管 Download PDF

Info

Publication number
CN109439140B
CN109439140B CN201811283157.4A CN201811283157A CN109439140B CN 109439140 B CN109439140 B CN 109439140B CN 201811283157 A CN201811283157 A CN 201811283157A CN 109439140 B CN109439140 B CN 109439140B
Authority
CN
China
Prior art keywords
stainless steel
antibacterial
ion
parts
water pipe
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.)
Active
Application number
CN201811283157.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109439140A (zh
Inventor
郭思源
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.)
Fuzhou Shengshi Lingyun Environmental Protection Technology Co ltd
Original Assignee
Fuzhou Shengshi Lingyun Environmental Protection Technology Co ltd
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 Fuzhou Shengshi Lingyun Environmental Protection Technology Co ltd filed Critical Fuzhou Shengshi Lingyun Environmental Protection Technology Co ltd
Priority to CN201811283157.4A priority Critical patent/CN109439140B/zh
Publication of CN109439140A publication Critical patent/CN109439140A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109439140B publication Critical patent/CN109439140B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/16—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/48—Ion implantation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/02—Rigid pipes of metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C08K2003/3045—Sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，包括在不锈钢水管内侧从内到外依次附着有离子注入层和树脂涂层，其特征在于，所述离子注入层中包含银离子和锌离子，所述树脂涂层包括5‑氯‑2‑甲基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮、2‑甲基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮、季铵盐、壳聚糖、天然生物粘附材料、双酚A型树脂、酚醛树脂、硫酸钡、高岭土。该不锈钢水管对多种细菌和霉菌均具有良好的抗菌效果，广谱性高、抗菌持续时间长，抗药性好。

Description

一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管
技术领域
本发明涉及一种不锈钢水管，尤其涉及一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管及其制备方法。
背景技术
抗菌不锈钢的研究始于20世纪中后期，国外抗菌不锈钢产品较国内成熟，且产品市场销售较早，消费者对抗菌不锈钢也较关注。自大规模大肠杆菌O-157感染事件在日本发生后，日本在抗菌不锈钢方面研究较为领先。随着我国经济的发展，对不锈钢制品的抗菌处理的需求也必将越来越多，抗菌问题进入了炊具、饮食等行业。抗菌不锈钢有优异的抗菌性能，具有广阔的应用前景。
抗菌不锈钢依据制造方法大致可分为两大类：一类是合金化型抗菌不锈钢，即在不锈钢中添加抗菌功能金属离子制备抗菌性不锈钢；第二类是表面处理型抗菌不锈钢，即在原材料表面涂覆抗菌功能材料，如二氧化钛系光触媒材料，形成原膜；或者是表面涂敷含有银系抗菌剂的钢板，表面含有抗菌剂的润滑涂层不锈钢，还有镍系合金镀层钢板。
中国专利CN107299320A公开了一种抗菌不锈钢，所述抗菌不锈钢是通过在304不锈钢材料表面形成厚度可达520um的抗菌层而成，具体为：首先，通过蒸镀在粗糙的304不锈钢表面沉积银涂层，然后使用蜡烛将银涂层熏黑，再将304不锈钢放入激光熔覆装置内，先使用低功率对304不锈钢进行预加热，然后再对304不锈钢进行激光熔覆，最终在材料表面形成520um厚的抗菌层。
中国专利CN102418071A公开了一种有抗菌镀层的不锈钢制品及制造方法，涉及具有抗菌功能的不锈钢制品及制造方法。不锈钢制品表面有抗菌涂层，抗菌涂层是钛铜PVD镀层。制造方法：将不锈钢制品置于真空多弧离子镀膜机内，先在机体内抽真空并升高炉内温度至180-220℃左右；再通电，注入氩气，采用弧光放电的方法和钛铜合金靶，使得机内产生反应，反应25-35分钟，在不锈钢制品上形成钛铜PVD膜层。本发明解决现有不锈钢制品表面会滋生细菌的问题。
中国专利CN107916393A公开了一种抗菌奥氏体不锈钢及其制备方法，该抗菌奥氏体不锈钢包括奥氏体不锈钢本体和合金渗层，所述合金渗层设置在所述奥氏体不锈钢本体的上表面和下表面，所述合金渗层包括铜、铟和钼元素；所述合金渗层厚度为10-25μm，所述铜、铟和钼元素的比例为7：2：1。由于铜元素和钼元素可以提高不锈钢的耐腐蚀性能，铟元素可以有效提高合金的强度、耐磨性以及抗腐蚀性，从而使得抗菌奥氏体不锈钢，具有抗菌、耐腐蚀、致密性强的性能。
中国专利CN1865493A公开了一种采用双元离子注入法制备抗菌不锈钢的方法。将待处理的不锈钢基材放入离子注入机中进行双元离子注入，双元抗菌离子或为Cu+Ag、或为Ag+Zn、或为Cu+Zn双元离子，注入层的双元抗菌离子的质量分别为注入层质量的0.1～30wt％。该发明生产工艺简单、成本低，所制备的不锈钢表面具有良好的广谱抗菌性、耐蚀性及安全性。
上述现有技术中的抗菌不锈钢在一定程度上确实能够对大肠杆菌、绿脓杆菌等个别细菌具有良好的抗菌效果，但对其它细菌杀菌效果一般，并且对霉菌效果不佳。特别是对于不锈钢水管，其对抗菌和抗霉有更高的要求，水体中有多种细菌和霉菌，若不能将其中的细菌和霉菌除掉，会对人体的健康造成威胁。
此外，现有技术中的抗菌不锈钢的抗菌持续性能较差，在经历一段时间后水体中的细菌和霉菌含量会有所上升，时间长了之后细菌还会产生抗药性，无法保证水体的清洁度。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，该不锈钢水管对多种细菌和霉菌均具有良好的抗菌效果，广谱性高、抗菌持续时间长、抗药性好。
本发明的第一个目的是提供一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，包括在不锈钢水管内侧从内到外依次附着有离子注入层和树脂涂层，其特征在于，所述离子注入层中包含银离子和锌离子，所述树脂涂层包括5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、季铵盐、壳聚糖、天然生物粘附材料、双酚A型树脂、酚醛树脂、硫酸钡、高岭土。
进一步地，所述树脂涂层各组分的重量份数为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.5-5份、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.5-5份、季铵盐0.1-2份、壳聚糖5-20份、天然生物粘附材料5-20份、双酚A型树脂60-100份、酚醛树脂20-50份、硫酸钡0-30份、高岭土0-30份。
进一步地，所述树脂涂层各组分的重量份数为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮1-3份、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮1-3份、季铵盐0.5-1份、壳聚糖5-10份、天然生物粘附材料5-10份、双酚A型树脂60-80份、酚醛树脂20-40份、硫酸钡5-20份、高岭土5-20份。
进一步地，所述天然生物粘附材料选自白芨胶、瓜尔胶、黄原胶、果胶、西黄蓍胶、阿拉伯胶、海藻酸钠中的一种或几种，优选为白芨胶、瓜尔胶、阿拉伯胶和果胶中的一种或几种。
进一步地，所述季铵盐选自十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵中的一种或几种。
进一步地，树脂涂层厚度为0.05-0.5mm，优选为0.1-0.3mm。
进一步地，抗菌的细菌种类为大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、沙眼衣原体、白色念珠菌、粪链球菌、肺炎球菌、溶血链球菌、变形杆菌、痢疾杆菌、布氏杆菌、霍乱弧菌中的一种或几种。
进一步地，抗菌的霉菌种类为单头孢霉、米根霉、康氏木霉、嗜松青霉、球毛壳菌、白曲霉、白地霉、产黄青霉、焦曲霉、出芽短梗霉、粉红单端孢霉、棕曲霉、南瓜霉中的一种或几种。
本发明的第二个目的是提供一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)去除不锈钢的氧化层以及灰尘，将其放入盐酸中浸泡20-30min，晾干；而后，将其放入Na2CO3和NaOH的混合液中浸泡20-30min，晾干；将其放入蒸馏水中浸泡20-30min，晾干；
(2)将步骤(1)处理后的不锈钢放入离子注入机真空室中进行银离子和锌离子双元抗菌离子注入，并将不锈钢制成不锈钢管；其中，离子注入抽真空至1.5-2×10-5Pa，离子注入能量为50-150keV，离子注入的剂量为5-10×1017ions/cm2，注入后进行抗菌处理，抗菌处理温度为500-1000℃；
(3)将5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、季铵盐和乳化剂加入水中，加热溶解，放入高速剪切乳化机处理混合均匀，得到抗菌剂溶液；
(4)将壳聚糖和天然生物粘附材料溶于水中，加入PVP水溶液，充分溶解；将步骤(3)得到的抗菌剂溶液滴加到壳聚糖和天然生物粘附材料混合溶液中，充分混匀，干燥并粉碎，得抗菌剂粉末；
(5)将步骤(4)得到的抗菌剂粉末、双酚A型树脂、酚醛树脂、硫酸钡、高岭土高速混合，将所得混合物加到单螺杆挤出机中进行挤压，粉碎后得到粉末状涂料；
(6)将步骤(2)制得的不锈钢管放入喷涂装置中，使用步骤(5)中得到的涂料对钢管进行内外部喷涂，在80-150℃条件下固化20-30min；冷却至室温后，再次对钢管进行内外部喷涂，在50-60℃条件下固化20-30min，最终得到离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管。
进一步地，乳化剂选自聚山梨酯80、月桂山梨坦、油酸山梨坦、鲸蜡硬脂醇、聚二甲基硅氧烷、脂肪酸单甘油脂以及季戊四醇二硬脂酸酯中的一种或多种。
本发明创造性地将抗菌涂层分为两层，分别为离子注入层和树脂涂层。离子注入层采用双元抗菌离子银离子和锌离子，银离子和锌离子通过载体缓释来阻止微生物的繁殖和发挥杀菌作用。金属离子带有正电荷，当微量金属离子接触到微生物细胞膜时，与带负电的细胞膜发生库伦吸引，溶出的金属离子与细胞膜及膜蛋白质结合，导致细胞立体结构损伤变性作用，产生机能障碍，而到达细胞内的金属离子又可对酶以及的功能产生障碍。
树脂涂层包括5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、季铵盐、壳聚糖、天然生物粘附材料、双酚A型树脂、酚醛树脂、硫酸钡、高岭土，其中5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、季铵盐均具有抗菌作用。
离子注入层的银离子和锌离子缓慢释放与树脂涂层中的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和季铵盐共同组合成抗菌剂。虽然银离子和锌离子能够杀死大部分的水中细菌，但对霉菌类的吸附杀菌效果稍差。而有机抗菌剂5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮则对霉菌很有效。银离子和锌离子可以与5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮进行络合，络合后，它们对细菌和霉菌都具有良好的抗菌效果。
壳聚糖(chitosan)又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。壳聚糖可以从蟹和虾的壳中提取，价格低廉且能有效抑制霉菌和细菌的生长，使用安全，对环境无污染被广泛研究和应用。壳聚糖在弱酸溶剂中易于溶解，特别值得指出的是溶解后的溶液中含有氨基，这些氨基通过结合负电子来抑制细菌。壳聚糖的抑制细菌活性，使其在杀菌剂领域有着广泛的应用。
天然生物粘附材料如白芨胶、瓜尔胶、黄原胶、果胶、西黄蓍胶、阿拉伯胶、海藻酸钠等具有极强的粘附能力，将壳聚糖和天然生物粘附材料混合形成粘附材料，能够有效提升抗菌涂层的持续时间。同时，壳聚糖和天然生物粘附材料等均为天然材料，无毒副作用，对人体安全。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、广谱抗菌性和抗霉性：本发明的抗菌剂组合不但对多种细菌具有良好的抗菌效果，还可以对霉菌具有非常好的效果，并且抗菌和抗霉种类多，广谱，对诸如大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、沙眼衣原体、白色念珠菌、粪链球菌、肺炎球菌、溶血链球菌等细菌以及单头孢霉、米根霉、康氏木霉、嗜松青霉、球毛壳菌、白曲霉、白地霉、产黄青霉等霉菌有非常好的效果。
2、安全性高：本发明的抗菌剂组合、壳聚糖和天然生物粘附材料等无毒副作用，对人体安全。
3、持续性强：本发明的抗菌涂层强度高、性能好，具有缓释性能，使用寿命可达几十年。
4、抗药性小：本发明银离子和锌离子与有机抗菌剂5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮则对霉菌形成络合，其独特的杀菌机理使细菌不易产生抗药性。
具体实施方式
实施例1
(1)去除不锈钢的氧化层以及灰尘，将其放入盐酸中浸泡20-30min，晾干；而后，将其放入Na2CO3和NaOH的混合液中浸泡20-30min，晾干；将其放入蒸馏水中浸泡20-30min，晾干；
(2)将步骤(1)处理后的不锈钢放入离子注入机真空室中进行银离子和锌离子双元抗菌离子注入，并将不锈钢制成不锈钢管；其中，离子注入抽真空至1.5×10-5Pa，离子注入能量为50keV，离子注入的剂量为5×1017ions/cm2，注入后进行抗菌处理，抗菌处理温度为500℃；
(3)将5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.5份、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.5份、十二烷基三甲基氯化铵0.5份和适量的聚山梨酯80加入水中，加热溶解，放入高速剪切乳化机处理混合均匀，得到抗菌剂溶液；
(4)将壳聚糖5份和瓜尔胶8份溶于水中，加入PVP水溶液，充分溶解；将步骤(3)得到的抗菌剂溶液滴加到壳聚糖和瓜尔胶混合溶液中，充分混匀，干燥并粉碎，得抗菌剂粉末；
(5)将步骤(4)得到的抗菌剂粉末、双酚A型树脂80份、酚醛树脂20份、硫酸钡15份、高岭土15份高速混合，将所得混合物加到单螺杆挤出机中进行挤压，粉碎后得到粉末状涂料；
(6)将步骤(2)制得的不锈钢管放入喷涂装置中，使用步骤(5)中得到的涂料对钢管进行内外部喷涂，在80℃条件下固化20-30min；冷却至室温后，再次对钢管进行内外部喷涂，在50℃条件下固化20-30min，最终得到离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管。
实施例2
(1)去除不锈钢的氧化层以及灰尘，将其放入盐酸中浸泡20-30min，晾干；而后，将其放入Na2CO3和NaOH的混合液中浸泡20-30min，晾干；将其放入蒸馏水中浸泡20-30min，晾干；
(2)将步骤(1)处理后的不锈钢放入离子注入机真空室中进行银离子和锌离子双元抗菌离子注入，并将不锈钢制成不锈钢管；其中，离子注入抽真空至2×10-5Pa，离子注入能量为150keV，离子注入的剂量为10×1017ions/cm2，注入后进行抗菌处理，抗菌处理温度为1000℃；
(3)将5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮3份、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵1份和适量的聚山梨酯80加入水中，加热溶解，放入高速剪切乳化机处理混合均匀，得到抗菌剂溶液；
(4)将壳聚糖10份和黄原胶20份溶于水中，加入PVP水溶液，充分溶解；将步骤(3)得到的抗菌剂溶液滴加到壳聚糖和黄原胶混合溶液中，充分混匀，干燥并粉碎，得抗菌剂粉末；
(5)将步骤(4)得到的抗菌剂粉末、双酚A型树脂100份、酚醛树脂40份、硫酸钡20份、高岭土20份高速混合，将所得混合物加到单螺杆挤出机中进行挤压，粉碎后得到粉末状涂料；
(6)将步骤(2)制得的不锈钢管放入喷涂装置中，使用步骤(5)中得到的涂料对钢管进行内外部喷涂，在150℃条件下固化20-30min；冷却至室温后，再次对钢管进行内外部喷涂，在60℃条件下固化20-30min，最终得到离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管。
实施例3
(1)去除不锈钢的氧化层以及灰尘，将其放入盐酸中浸泡20-30min，晾干；而后，将其放入Na2CO3和NaOH的混合液中浸泡20-30min，晾干；将其放入蒸馏水中浸泡20-30min，晾干；
(2)将步骤(1)处理后的不锈钢放入离子注入机真空室中进行银离子和锌离子双元抗菌离子注入，并将不锈钢制成不锈钢管；其中，离子注入抽真空至1.6×10-5Pa，离子注入能量为100keV，离子注入的剂量为7×1017ions/cm2，注入后进行抗菌处理，抗菌处理温度为800℃；
(3)将5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮5份、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮2份、十二烷基三甲基氯化铵1.5份和适量的月桂山梨坦加入水中，加热溶解，放入高速剪切乳化机处理混合均匀，得到抗菌剂溶液；
(4)将壳聚糖15份和海藻酸钠15份溶于水中，加入PVP水溶液，充分溶解；将步骤(3)得到的抗菌剂溶液滴加到壳聚糖和海藻酸钠混合溶液中，充分混匀，干燥并粉碎，得抗菌剂粉末；
(5)将步骤(4)得到的抗菌剂粉末、双酚A型树脂80份、酚醛树脂30份、硫酸钡10份、高岭土30份高速混合，将所得混合物加到单螺杆挤出机中进行挤压，粉碎后得到粉末状涂料；
(6)将步骤(2)制得的不锈钢管放入喷涂装置中，使用步骤(5)中得到的涂料对钢管进行内外部喷涂，在100℃条件下固化20-30min；冷却至室温后，再次对钢管进行内外部喷涂，在60℃条件下固化20-30min，最终得到离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管。
实施例4
(1)去除不锈钢的氧化层以及灰尘，将其放入盐酸中浸泡20-30min，晾干；而后，将其放入Na2CO3和NaOH的混合液中浸泡20-30min，晾干；将其放入蒸馏水中浸泡20-30min，晾干；
(2)将步骤(1)处理后的不锈钢放入离子注入机真空室中进行银离子和锌离子双元抗菌离子注入，并将不锈钢制成不锈钢管；其中，离子注入抽真空至1.8×10-5Pa，离子注入能量为120keV，离子注入的剂量为8×1017ions/cm2，注入后进行抗菌处理，抗菌处理温度为700℃；
(3)将5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮3份、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮2份、十二烷基三甲基氯化铵2份和适量的月桂山梨坦加入水中，加热溶解，放入高速剪切乳化机处理混合均匀，得到抗菌剂溶液；
(4)将壳聚糖10份和白芨胶15份溶于水中，加入PVP水溶液，充分溶解；将步骤(3)得到的抗菌剂溶液滴加到壳聚糖和白芨胶混合溶液中，充分混匀，干燥并粉碎，得抗菌剂粉末；
(5)将步骤(4)得到的抗菌剂粉末、双酚A型树脂70份、酚醛树脂30份、硫酸钡30份、高岭土10份高速混合，将所得混合物加到单螺杆挤出机中进行挤压，粉碎后得到粉末状涂料；
(6)将步骤(2)制得的不锈钢管放入喷涂装置中，使用步骤(5)中得到的涂料对钢管进行内外部喷涂，在120℃条件下固化20-30min；冷却至室温后，再次对钢管进行内外部喷涂，在50℃条件下固化20-30min，最终得到离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管。
性能测试例
表1列明了实施例1-4离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管中树脂涂层主要性能
表1
Figure BDA0001848462930000091
Figure BDA0001848462930000101
从表1中的结果看出，实施例1-4各涂层的硬度高、附着力强、抗冲击力强，完成能够适应长时间的使用。
抗菌和抗霉测试例：
将实施例1-4的不锈钢水管样品经医用酒精浸泡消毒后置于洁净工作台中自然干燥；将15μL浓度约为105cfu/mL的菌液滴到试样表面，以灭菌的封口膜将菌液覆盖；将试样置于霉菌培养箱中，在温度35(±0.5)℃、相对湿度(RH)>90％的条件下，培养24h；将试样表面的菌液洗下，均匀涂在琼脂平板上，在温度35(±0.5)℃、相对湿度(RH)>90％的条件下培养36h，统计琼脂平板上的菌落数，计算抗菌率和抗霉率。对照组样品为中国专利CN1865493A实施例2的不锈钢。
表2抗菌测试结果
Figure BDA0001848462930000102
Figure BDA0001848462930000111
表3抗霉测试结果
Figure BDA0001848462930000112
从表2和表3结果来看，经过抗菌涂层处理过的实施例1-4对各种细菌和霉菌均有不同程度的抗菌效果，所有对测试的细菌和霉菌均有99％以上的抗菌率和抗霉率。对照例的不锈钢抗菌率在87％以上，而抗霉率仅在70％以上，与本发明的实施例1-4的效果差距较大。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，包括在不锈钢水管内侧从内到外依次附着有离子注入层和树脂涂层，其特征在于所述离子注入层中包含银离子和锌离子，所述树脂涂层各组分的重量份数为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.5-5份、 2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.5-5份、季铵盐0.1-2份、壳聚糖5-20份、天然生物粘附材料5-20份、双酚A型树脂60-100份、酚醛树脂20-50份、硫酸钡0-30份、高岭土0-30份，其中所述天然生物粘附材料选自白芨胶、瓜尔胶、黄原胶、果胶、西黄蓍胶、阿拉伯胶、海藻酸钠中的一种或几种。
2.根据权利要求1的离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，其特征在于所述树脂涂层各组分的重量份数为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮1-3份、 2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮1-3份、季铵盐0.5-1份、壳聚糖5-10份、天然生物粘附材料5-10份、双酚A型树脂60-80份、酚醛树脂20-40份、硫酸钡5-20份、高岭土5-20份。
3.根据权利要求1的离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，其特征在于所述天然生物粘附材料选自白芨胶、瓜尔胶、阿拉伯胶和果胶中的一种或几种。
4.根据权利要求1-3任一项的离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，其特征在于所述季铵盐选自十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵中的一种或几种。
5.根据权利要求1-3任一项的离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，其特征在于树脂涂层厚度为0.05-0.5mm。
6.根据权利要求5的离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，其特征在于树脂涂层厚度为0.1-0.3mm。
7.根据权利要求1-3任一项的离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，其特征在于抗菌的细菌种类为大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、沙眼衣原体、白色念珠菌、粪链球菌、肺炎球菌、溶血链球菌、变形杆菌、痢疾杆菌、布氏杆菌、霍乱弧菌中的一种或几种。
8.根据权利要求1-3任一项的离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管，其特征在于抗菌的霉菌种类为单头孢霉、米根霉、康氏木霉、嗜松青霉、球毛壳菌、白曲霉、白地霉、产黄青霉、焦曲霉、出芽短梗霉、粉红单端孢霉、棕曲霉、南瓜霉中的一种或几种。
9.一种权利要求1-8任一项的离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）去除不锈钢的氧化层以及灰尘，将其放入盐酸中浸泡20-30min，晾干；而后，将其放入Na2CO3和NaOH的混合液中浸泡20-30min，晾干；将其放入蒸馏水中浸泡20-30min，晾干；
（2）将步骤（1）处理后的不锈钢放入离子注入机真空室中进行银离子和锌离子双元抗菌离子注入，并将不锈钢制成不锈钢管；其中，离子注入抽真空至1.5-2×10-5Pa，离子注入能量为50-150keV，离子注入的剂量为5-10×1017ions/cm2，注入后进行抗菌处理，抗菌处理温度为500-1000℃；
（3）将5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、 2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、季铵盐和乳化剂加入水中，加热溶解，放入高速剪切乳化机处理混合均匀，得到抗菌剂溶液；
（4）将壳聚糖和天然生物粘附材料溶于水中，加入PVP水溶液，充分溶解；将步骤（3）得到的抗菌剂溶液滴加到壳聚糖和天然生物粘附材料混合溶液中，充分混匀，干燥并粉碎，得抗菌剂粉末；
（5）将步骤（4）得到的抗菌剂粉末、双酚A型树脂、酚醛树脂、硫酸钡、高岭土高速混合，将所得混合物加到单螺杆挤出机中进行挤压，粉碎后得到粉末状涂料；
（6）将步骤（2）制得的不锈钢管放入喷涂装置中，使用步骤（5）中得到的涂料对钢管进行内外部喷涂，在80-150℃条件下固化20-30min；冷却至室温后，再次对钢管进行内外部喷涂，在50-60℃条件下固化20-30min，最终得到离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管。
10.根据权利要求9的离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管的制备方法，其特征在于乳化剂选自聚山梨酯80、月桂山梨坦、油酸山梨坦、鲸蜡硬脂醇、聚二甲基硅氧烷、脂肪酸单甘油脂以及季戊四醇二硬脂酸酯中的一种或多种。
CN201811283157.4A 2018-10-31 2018-10-31 一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管 Active CN109439140B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811283157.4A CN109439140B (zh) 2018-10-31 2018-10-31 一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811283157.4A CN109439140B (zh) 2018-10-31 2018-10-31 一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109439140A CN109439140A (zh) 2019-03-08
CN109439140B true CN109439140B (zh) 2021-12-14

Family

ID=65549351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811283157.4A Active CN109439140B (zh) 2018-10-31 2018-10-31 一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109439140B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6174569B1 (en) * 1993-03-31 2001-01-16 Basf Coatings Ag Three-layer metal pipe coating compositions and process for the exterior coating or metal pipes by a three-layer method
CN1865493A (zh) * 2006-06-22 2006-11-22 武汉科技大学 一种采用双元离子注入法制备抗菌不锈钢的方法
CN101457117A (zh) * 2008-12-26 2009-06-17 广州擎天实业有限公司 一种电磁线专用绝缘粉末涂料及其制备方法
CN101508866A (zh) * 2009-03-25 2009-08-19 杜邦华佳化工有限公司 一种导电粉末涂料
CN104006228A (zh) * 2014-05-20 2014-08-27 安徽志拓管业有限公司 一种改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管及其制作方法
CN104263212A (zh) * 2014-09-04 2015-01-07 青岛佳尚创意文化有限公司 一种管道水性涂料
CN104987790A (zh) * 2015-06-30 2015-10-21 芜湖县双宝建材有限公司 一种防水防腐光固化涂料
CN107573789A (zh) * 2017-09-11 2018-01-12 宜昌市大棒科技有限公司 一种迷幻伪装饰面涂料及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6174569B1 (en) * 1993-03-31 2001-01-16 Basf Coatings Ag Three-layer metal pipe coating compositions and process for the exterior coating or metal pipes by a three-layer method
CN1865493A (zh) * 2006-06-22 2006-11-22 武汉科技大学 一种采用双元离子注入法制备抗菌不锈钢的方法
CN101457117A (zh) * 2008-12-26 2009-06-17 广州擎天实业有限公司 一种电磁线专用绝缘粉末涂料及其制备方法
CN101508866A (zh) * 2009-03-25 2009-08-19 杜邦华佳化工有限公司 一种导电粉末涂料
CN104006228A (zh) * 2014-05-20 2014-08-27 安徽志拓管业有限公司 一种改性环氧树脂涂层钢塑复合瓦斯管及其制作方法
CN104263212A (zh) * 2014-09-04 2015-01-07 青岛佳尚创意文化有限公司 一种管道水性涂料
CN104987790A (zh) * 2015-06-30 2015-10-21 芜湖县双宝建材有限公司 一种防水防腐光固化涂料
CN107573789A (zh) * 2017-09-11 2018-01-12 宜昌市大棒科技有限公司 一种迷幻伪装饰面涂料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109439140A (zh) 2019-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jiang et al. ZnO nanomaterials: current advancements in antibacterial mechanisms and applications
Dutta et al. Zeolite-supported silver as antimicrobial agents
Strayer et al. Low concentrations of a silver-based nanocomposite to manage bacterial spot of tomato in the greenhouse
Tripathi et al. Chitosan–silver oxide nanocomposite film: Preparation and antimicrobial activity
CN105191936B (zh) 纳米锌抗菌复合物及其制备方法和应用
Agarwala et al. Highly effective antibiofilm coating of silver–polymer nanocomposite on polymeric medical devices deposited by one step plasma process
US20180168165A1 (en) Silver iodate compounds having antimicrobial properties
US10709819B2 (en) Method for coating catheters with a layer of antimicrobial agent
CN111657299A (zh) 一种复合纳米离子抑菌剂
CN104387832B (zh) 一种负载有小分子物质的复合抑菌涂层制备方法
CN112244040A (zh) 一种过氧化氢银离子复合消毒剂
CN110144561A (zh) 一种持久耐用具有抗菌功能的硬质涂层的制备方法
Kışla et al. Recent developments in antimicrobial surface coatings: Various deposition techniques with nanosized particles, their application and environmental concerns
CN104559648A (zh) 一种杀菌涂料
Zhang et al. Silver nanoparticle antimicrobials and related materials
CN109439141A (zh) 一种树脂涂层抗菌不锈钢水管
CN109439140B (zh) 一种离子注入复合涂层抗菌不锈钢水管
WO2013098774A1 (en) Antimicrobial material comprising a metal ion charged on synthesized zeolite
CN107568265B (zh) 一种塑料用银-稀土复合抗菌剂
CN116768334B (zh) 一种异型环境污染处理剂及其制备方法
US20240268389A1 (en) Natural efficient self-assembled photothermal antibacterial nanoparticle, preparation method therefor and use thereof
Li et al. Controllable deposition of Ag nanoparticles on various substrates via interfacial polyphenol reduction strategy for antibacterial application
TW201305358A (zh) 抗菌鍍膜件及其製備方法
US20180195190A1 (en) Electrolytic bath for producing antibacterial metal composite coatings of antibacterial zinc metal particles (zn/pma)
TWI428458B (zh) 抗菌鍍膜件及其製備方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant