CN111922112A - 一种抑菌复合板材的制备方法及抑菌复合板材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种抑菌复合板材的制备方法及抑菌复合板材，属于金属的轧制技术领域，能够解决现有钛材保温性能极好，但不适合对抑菌要求较高的场合下使用的问题。抑菌复合板材的制备方法包括以下步骤：将银合金板在温度为390℃~410℃条件下退火50min~70min后，得到待复合银合金板；将钛板校平后，在温度为670℃~690℃条件下退火50min~70min，得到待复合钛板；将待复合银合金板和待复合钛板通过爆炸复合得到待轧制抑菌复合板材；将待轧制抑菌复合板材退火后进行轧制，得到抑菌复合板材。本发明用于制备既有较好的保温效果，又能在抑菌要求较高的场合下使用的抑菌复合板材。

Description

一种抑菌复合板材的制备方法及抑菌复合板材
技术领域
本发明涉及金属的轧制技术领域，尤其涉及一种抑菌复合板材的制备方法及抑菌复合板材。
背景技术
杯子、水壶等容器在日常生活中应用极其广泛。目前，制作容器内腔的材料主要是铝、铁、钢和钛等。在同等硬度条件下，钛材相较于其他材料，具有质地轻、保温性能更好，耐腐蚀性更佳的特点。尤其由于钛材具有保温性能较好的优点，使其在各种容器中的应用极为广泛。
但是，以钛材作为内腔的容器，虽然保温性能极好，但在较为潮湿的环境下，容易滋生细菌，不适合对抑菌要求较高的场合下使用。
发明内容
本发明提供了一种抑菌复合板材的制备方法及抑菌复合材料，能够解决现有钛材保温性能极好，但不适合对抑菌要求较高的场合下使用的问题。
实现本发明目的的技术方案如下：
本发明实施例提供的一种抑菌复合板材的制备方法，包括以下步骤：
将银合金板在温度为390℃~410℃条件下退火50min~70min后，得到待复合银合金板；将钛板校平后，在温度为670℃~690℃条件下退火50min~70min，得到待复合钛板；将所述待复合银合金板和所述待复合钛板通过爆炸复合得到待轧制抑菌复合板材；将所述待轧制抑菌复合板材退火后进行轧制，得到所述抑菌复合板材。
可选的，所述待轧制抑菌复合板材退火温度选自600℃~650℃范围内的任意值，退火时间选自50min~70min范围内的任意值。
本发明实施例还提供了一种抑菌复合板材，所述抑菌复合板材经上述任一项所述的制备方法制成。
可选的，所述银合金板的厚度选自0.95mm~1.05mm范围内的任意值；所述钛板厚度选自8.9mm~9.1mm范围内的任意值。
可选的，所述抑菌复合板材的厚度选自0.4mm~0.6mm范围内的任意值。
可选的，所述银合金板包括90wt%~95wt%的银，以及铜、铂、金和钯中的至少一种。
可选的，抑菌复合板材可以用来制作容器，所述抑菌复合板材中所述银合金板的一侧朝向所述容器的内腔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种抑菌复合板材的制备方法，通过将银合金板和钛板爆炸复合后，进行轧制后得到抑菌复合板材，由于银合金板具有抑菌作用，使该抑菌复合板材相较于现有的钛板，不仅具有保温性能优良的特点，而且具有较好的抑菌效果，适合在抑菌要求较高的场合下使用。而且该抑菌复合板材的制备方法简单、易操作，有利于工业化大规模生产。
附图说明
图1为本发明实施例提供的抑菌复合板材的制备方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的抑菌复合板材的结构示意图。
图标：1-银合金板；2-钛板。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
本发明实施例提供了一种抑菌复合板材的制备方法，如图1所示，包括以下步骤。
S101：将银合金板1在温度为390℃~410℃条件下退火50min~70min后，得到待复合银合金板。其中，银合金板1退火温度和退火时间的范围包括端点值。
S102：将钛板2校平后，在温度为670℃~690℃条件下退火50min~70min，得到待复合钛板。其中，钛板2退火温度和退火时间的范围包括端点值。
S103：将待复合银合金板和待复合钛板通过爆炸复合得到待轧制抑菌复合板材。
S104：将待轧制抑菌复合板材退火后通过冷轧机多次轧制，得到抑菌复合板材。其中，待轧制抑菌复合板材退火温度选自600℃~650℃范围内的任意值，包括端点值，退火时间选自50min~70min范围内的任意值，包括端点值。
本发明提供的一种抑菌复合板材的制备方法，通过将银合金板1和钛板2爆炸复合后，进行轧制后得到抑菌复合板材，由于银合金板1具有抑菌作用，使该抑菌复合板材相较于现有的钛板，不仅具有保温性能优良的特点，而且具有较好的抑菌效果，适合在抑菌要求较高的场合下使用。而且该抑菌复合板材的制备方法简单、易操作，有利于工业化大规模生产。
请参考图2所示，图2为本发明实施例提供的一种抑菌复合板材的结构示意图。该抑菌复合板材经上述制备方法制成。
其中，银合金板1和钛板2的爆炸复合具体过程如下：首先将制备好的银合金板1放置在钛板2之上，并在银合金板1上铺设缓冲层，在缓冲层上铺设炸药；然后点燃炸药，利用炸药在爆炸时产生的瞬时超高压和瞬时超高速冲击来实现银合金板1和钛板2固态冶金结合，得到待轧制抑菌复合板材。并且，在冷轧机上多次轧制得到抑菌复合板材之前，可以将待轧制抑菌复合板材进行退火处理。
相较于直接将银镀到钛板上的方法，本发明实施例制备的抑菌复合板材，一方面通过爆炸复合制坯，保证了银合金板1和钛板2结合区的焊接质量，从而银合金板1与钛板2之间的复合效果极好，再通过轧制法制得的抑菌复合板材，其银合金板1不容易从钛板2上脱落。另一方面，将银合金板1和钛板2爆炸复合后，进行轧制连接，使得抑菌复合板材的生产效率高，成品率也高，而且得到的抑菌复合板产品尺寸精度高，表面质量好。
由于银合金板1具有抑菌作用，使该抑菌复合板材相较于现有的钛板，不仅具有保温性能优良的特点，而且具有较好的抑菌效果，适合在抑菌要求较高的场合下使用。
其中，银合金板1的厚度选自0.95mm~1.05mm范围内的任意值，包括端点值。
如果银合金板1太薄，在爆炸复合时银合金板1容易被穿透，或者爆炸复合后银合金板1会与钛板2熔合，而不是形成两层结构的抑菌复合板材。
由于爆炸复合时的炸药设置在银合金板1远离钛板2的一侧，如果银合金板1太厚，会影响爆炸复合时银合金板1与钛板2的复合效果。而且制作一定厚度的抑菌复合板材时，如果银合金板1比较厚，相应的钛板2的厚度会变薄，从而会影响抑菌复合板材的保温效果。
该银合金板1的厚度选自0.95mm~1.05mm范围内的任意值，也使后续轧制时更容易得到所需厚度范围的抑菌复合板材。
钛板2厚度选自8.9mm~9.1mm范围内的任意值，包括端点值。该钛板2厚度范围的选择使抑菌复合板材有较好的保温效果，同时也进一步使后续轧制时更容易得到所需厚度范围的抑菌复合板材。
银合金板1和钛板2的宽度均可以选择150mm，长度均可以选择300mm。银合金板1的宽度和长度与钛板2的宽度和长度选择一致，可以避免其中一种板材尺寸过大，最终使用时需截掉多余板材导致的浪费。
可选的，抑菌复合板材的厚度选自0.4mm~0.6mm范围内的任意值，包括端点值，从而使抑菌复合板材更容易制作成容器的内腔。
在实际应用中，由于银离子具有杀菌功能，进而银合金板1具有较好的抑菌功能。其中，银合金板1包括90wt%~95wt%的银，以及铜、铂、金和钯中的至少一种。由于银容易氧化或硫化而变黑失色，在银中添加铜、铂、金和钯中的至少一种，制作成银合金板1能够防止银的氧化和硫化。银合金板1的制备方法为：将铜片、铂片、金片和钯片中的至少一种和银块进行熔炼，冷却后压制成银合金板1。在实际应用中，由于铂、金和钯为贵金属，而铜价格相对比较便宜，从而银合金板1的制作一般选择铜，进而降低银合金板1的制作成本。
在实际应用中，抑菌复合板材可以用来制作容器，且抑菌复合板材中银合金板1的一侧朝向所述容器的内腔。由于容器内腔由抑菌复合板材制作而成，不仅有较好的保温效果，而且可以达到较好的抑菌效果。
在实际应用中，容器内腔的侧壁和底部可以均由抑菌复合板材制作，也可以容器内腔的侧壁由抑菌复合板材制作，底部由钛板制作，还可以容器内腔的底部由抑菌复合板材制作，侧壁由钛板制作。相较于其他两种容器内腔的制作方式，容器内腔的底部由抑菌复合板材制作，侧壁由钛板制作，既能有较好的保温效果，又能达到较好的抑菌效果，而且由于减少了银的用量，还能降低容器的制作成本。
本发明提供了以下具体实施例：
实施例一
在本实施方式中，一种抑菌复合板材的制备方法，包括以下步骤：
首先，选择含银92.5wt%，铜7.5wt%，厚度为1mm的银合金板1，将银合金板1在400℃，退火60min后，得到待复合银合金板。
其次，将厚度为9mm的钛板2校平后，在680℃退火60min，得到待复合钛板。
再次，将待复合银合金板和待复合钛板通过爆炸复合得到待轧制抑菌复合板材。
最后，将待轧制抑菌复合板材在625℃，退火60min后通过冷轧机多次轧制，得到厚度为0.5mm的抑菌复合板材。
其中，在以上实施例中，银合金中的铜还可以是铂、金，或者钯。
实施例二
在本实施方式中，一种抑菌复合板材的制备方法，包括以下步骤：
首先，选择含银90wt%，铂3wt%，金7wt%，厚度为1.05mm的银合金板1，将银合金板1在410℃，退火50min后，得到待复合银合金板。
其次，将厚度为9.1mm的钛板2校平后，在670℃退火70min，得到待复合钛板。
再次，将待复合银合金板和待复合钛板通过爆炸复合得到待轧制抑菌复合板材。
最后，将待轧制抑菌复合板材在650℃，退火50min后通过冷轧机多次轧制，得到厚度为0.6mm的抑菌复合板材。
其中，银合金板1中铂/金还可以是铜/铂、铜/金、铜/钯、铂/钯，或者金/钯。
实施例三
在本实施方式中，一种抑菌复合板材的制备方法，包括以下步骤：
首先，选择含银95wt%，铜1wt%，铂1.5wt%，钯2.5wt%，厚度为0.95mm的银合金板1，将银合金板1在390℃，退火70min后，得到待复合银合金板。
其次，将厚度为8.9mm的钛板2校平后，在690℃退火50min，得到待复合钛板。
再次，将待复合银合金板和待复合钛板通过爆炸复合得到待轧制抑菌复合板材。
最后，将待轧制抑菌复合板材在600℃，退火70min后通过冷轧机多次轧制，得到厚度为0.4mm的抑菌复合板材。
其中，银合金中的铜/铂/钯还可以是铜/铂/金、铜/金/钯，或者铂/金/钯。
实施例四
在本实施方式中，一种抑菌复合板材的制备方法，包括以下步骤：
首先，选择含银93wt%，铜1wt%，铂1.5wt%，钯2.5wt%，金2wt%，厚度为1mm的银合金板1，将银合金板1在410℃，退火60min后，得到待复合银合金板。
其次，将厚度为8.9mm的钛板2校平后，在680℃退火50min，得到待复合钛板。
再次，将待复合银合金板和待复合钛板通过爆炸复合得到待轧制抑菌复合板材。
最后，将待轧制抑菌复合板材在610℃，退火70min后通过冷轧机多次轧制，得到厚度为0.4mm的抑菌复合板材。
为了验证本发明实施例提供的抑菌复合板材的抑菌效果和保温性，做了相关的实验验证，其过程和结果如下。
实验一：按照下述公式计算抑菌复合板对大肠杆菌的抑菌率：抑菌率（%）=[(对照样品活菌数-抑菌复合板材活菌数)/对照样品活菌数]×100，式中，对照样品活菌数是指在单一钛板上进行细菌培养后的活菌数，抑菌复合板材活菌数是指在抑菌复合板材的银合金板1的一侧进行细菌培养后的活菌数。
抑菌实验按照《JIS Z 2801-2000抗菌加工制品-抗菌性试验方法和抗菌效果》等标准规定，具体为：
分别取试验用菌液0.3ml滴加到单一钛板样品和抑菌复合板材样品的银合金板1的一侧上。用灭菌镊子将覆盖膜分别覆盖在各个样品上，使菌液均匀接触样品，置于灭菌平皿中，放在恒温培养箱中37℃、相对湿度90%以上的条件下培养24h。
取出已培养24h的样品，分别加入洗脱液，反复清洗样品与覆盖膜，充分摇匀后，分别取0.1ml滴加到板营养琼脂培养基，每个样品做三个平行样，用灭菌三角耙涂匀，置于37℃恒温箱中培养48h后按照GB/T 4789.2的方法进行活菌计数。
表1不同银含量的抑菌复合板材的抑菌率
样品编号 板材类别 抑菌率
1 90wt%银含量的银合金板1+钛板2 81%
2 92.5wt%银含量的银合金板1+钛板2 85%
3 95wt%银含量的银合金板1+钛板2 86%
实验二：取厚度为0.5mm的单一钛板和不同含银量的抑菌复合板材做成容积一致的真空保温杯，对其保温性能进行测量。具体测量方法为：在保温杯内注满100℃的水，每隔2h测量杯中水温。
表2单一钛板和不同银含量抑菌复合板材制作的真空保温杯的水温测量
样品 真空保温杯内腔 间隔时间 间隔时间 间隔时间 间隔时间 间隔时间 间隔时间
编号 板材类别 0h 2h 4h 6h 8h 10h
1 单一钛板 100℃ 90.2 81 72.9 65.7 60.1
2 90wt%银含量的银合金板1+钛板2 100℃ 90 80.9 72.7 65.4 59.8
3 92.5wt%银含量的银合金板1+钛板2 100℃ 90.1 81 72.8 65.6 60
4 95%wt银含量的银合金板1+钛板2 100℃ 89.9 80.8 72.9 65.5 59.9
由于温度测量会有一定误差，整体来看，本发明实施例提供的抑菌复合材料的保温性能与单一钛板的保温性能基本一致，但是其抑菌效果有大幅的提高。再基于成本等因素的考虑，银含量为92.5wt%的抑菌复合材料具有较佳的性质，适合工业化大规模生产。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种抑菌复合板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将银合金板在温度为390℃~410℃条件下退火50min~70min后，得到待复合银合金板；
将钛板校平后，在温度为670℃~690℃条件下退火50min~70min，得到待复合钛板；
将所述待复合银合金板和所述待复合钛板通过爆炸复合得到待轧制抑菌复合板材；
将所述待轧制抑菌复合板材退火后进行轧制，得到所述抑菌复合板材。
2.根据权利要求1所述的抑菌复合板材的制备方法，其特征在于，所述待轧制抑菌复合板材退火温度选自600℃~650℃范围内的任意值，退火时间选自50min~70min范围内的任意值。
3.一种抑菌复合板材，其特征在于，所述抑菌复合板材经权利要求1~2任一项所述的制备方法制成。
4.根据权利要求3所述的抑菌复合板材，其特征在于，所述银合金板的厚度选自0.95mm~1.05mm范围内的任意值；所述钛板厚度选自8.9mm~9.1mm范围内的任意值。
5.根据权利要求3所述的抑菌复合板材，其特征在于，所述抑菌复合板材的厚度选自0.4mm~0.6mm范围内的任意值。
6.根据权利要求3所述的抑菌复合板材，其特征在于，所述银合金板包括90wt%~95wt%的银，以及铜、铂、金和钯中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的抑菌复合板材，其特征在于，可以用来制作容器，所述抑菌复合板材中所述银合金板的一侧朝向所述容器的内腔。
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