CN112941442B - 基于热处理的钢板表面镀涂层的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了基于热处理的钢板表面镀涂层的制备工艺，包括如下步骤：S1：将钢板表面进行打磨，除去表面的氧化层；S2：将打磨后的钢板置于碳酸钠与氢氧化钠的混合碱液中30min；S3：将钢板从混合碱液中取出，然后再将钢板稀盐酸溶液中15min；S4：将钢板从稀盐酸溶液中取出，然后再用去离子水喷淋钢板2～5min；S5：将钢板表面的水分用氮吹吹干；S6：将银与铜融化成液体，在液体银与液体铜的混合物中添加四氧化三铁粉末制成固液混合物，再将这些固液混合物均匀地涂布在钢板的表面。本发明具有如下有益效果：通过在钢板的表面涂覆一层铜、银及四氧化三铁粉末的混合物，使得钢板表面性层了一层抗菌层，钢板的表面不会滋生细菌。

Description

基于热处理的钢板表面镀涂层的制备工艺
本申请是申请日为2019年01月30日，申请号为2019100898347，专利名称为“带表面抗菌镀涂层的钢板的制备工艺”的分案申请。
技术领域
本发明涉及钢板生产领域，尤其涉及一种基于热处理的钢板表面镀涂层的制备工艺。
背景技术
很多净化车间以及实验室对洁净程度有着非常高的要求，如果车间或者实验室内的菌落超标，所以很多净化车间或者实验室都会在吊顶上安装紫外杀菌灯等设备，同时在墙壁以及地板上铺设钢板，并且每隔一段时间就开启紫外杀菌灯进行杀菌。
钢板具有良好的反射性，当吊顶上的紫外杀菌灯时，钢板通过反射紫外线，可以保证车间或者实验室的每个角落都能照射到紫外线，对整个车间或者实验室起到良好的杀菌作用。但是钢板的透光性极差，钢板只有一个面能够受到紫外灯的照射，所以钢板收不到紫外线照射的那一面必然会存在细菌滋生的情况，同时由于钢板与钢板之间必然存在着间隙，当车间内或实验室内有工作人员(此时紫外灯处于关闭状态)进行作业时，这些细菌以及真菌就会通过钢板与钢板之间的间隙进入车间内或实验室中，使得车间或者实验室的洁净度不达标。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种基于热处理的钢板表面镀涂层的制备工艺。
本发明采取的技术方案如下：
一种基于热处理的钢板表面镀涂层的制备工艺，包括如下步骤：
S1：将钢板表面进行打磨，除去表面的氧化层；
S2：将打磨后的钢板置于碳酸钠与氢氧化钠的混合碱液中30min；
S3：将钢板从混合碱液中取出，然后再将钢板稀盐酸溶液中15min；
S4：将钢板从稀盐酸溶液中取出，然后再用去离子水喷淋钢板2～ 5min；
S5：将钢板表面的水分用氮吹吹干；
S6：将银与铜融化成液体，在液体银与液体铜的混合物中添加四氧化三铁粉末制成固液混合物，再将这些固液混合物均匀地涂布在钢板的表面。
在本方案中，在钢板的表面上设置一层铜与银的混合物涂层，因为铜与银具有良好的抗菌作用，这样使得钢板自身具有抑制细菌滋生的能力，同时因为在铜与银的熔融混合液中加入四氧化三铁粉末，当银与铜凝固时，四氧化三铁粉末会均匀地分布在铜与银的混合层内，这样银与铜的混合层就会被钢板吸附，不会从钢板上脱落。虽然目前在钢板上添加银和铜的方法用的最多的方法是电镀，但是电镀这种方法获得的镀银铜钢板存在以下三大不足：
第一会是镀银铜层留有空隙，这个空隙是直接暴露在环境中，且这个空隙很容易成为各种细菌和真菌的“老巢”；
第二电镀得到的产品，银和铜是以颗粒的形式附着在钢板的表面的，所以用肉眼看钢板上是一层银铜金属，但实际上是无数小银块和小铜块，所以当受到外界刮磨时，电镀上去的银和铜极易从钢板上脱落；
第三电镀得到的产品银层与铜层是分层的，所以电镀得到的产品实际是一种金属在抗菌(银或铜)，而研究资料表明银与铜混合在一起的抗菌效果是远优于一种金属的，所以用电镀得到的产品的抗菌效果一般。
本方案得到的产品相对于电镀产品具有如下优势：
第一镀银铜层上不存在空隙，钢板被镀银层完全包裹起来，使得钢板上不存在细菌和真菌的“老巢”；
第二银和铜是在熔融状态下直接凝固在钢板上，凝固后的铜与银是一整层，所以银和铜不易从钢板上掉落；
第三银和铜是在熔融状态下充分混合在一起的，所以凝固后的铜银混合物是银中有铜，铜中有银，在抗菌时是两种金属共同抗菌，抗菌效果远优于单中金属抗菌。
本方法通过在钢板的表面涂覆一层铜、银及四氧化三铁粉末的混合物，使得钢板表面性层了一层抗菌层，钢板的表面不会滋生细菌。
本方案各个步骤的有益效果分析如下
1、钢板打磨是为了去除表面的氧化层，保证钢板与镀银铜层的贴合更加紧密。
2、用混合碱液以及稀盐酸溶液浸泡是碱洗和酸洗，这样做的目的是为了除去表面的油脂。
3、用去离子水喷淋钢板是为了除去钢板表面的氯离子，采用去离子水是为了避免在钢板表面残留其他离子。
4、用氮吹吹干是为了防止钢板表面形成新的氧化层。
可选的，所述碳酸钠溶液的浓度为5g/mL，所述氢氧化钠溶液的浓度为3g/mL，所述混合碱液由氢氧化纳溶液与碳酸钠溶液按1：1混合制得。
可选的，所述银：铜：四氧化三铁的质量比为5：5：1。
因为银与铜的混合层需要用来反射紫外光的，所以四氧化三铁的添加量不能过高，一旦四氧化三铁的添加量过高，会导致钢板对紫外光的反射性能降低。
可选的，当钢板表面的铜与银混合层凝固后，将羧甲基壳聚糖，硬脂酸钠，丙三醇，二氧化硅粉末，苯甲酸钠混合搅拌均匀，混合均匀后再涂抹到银与铜的混合层表面。
因为钢板是为了铺设在车间(或实验室)的墙上以及地上，而建筑物的墙上以及地上肯定是含有大量细菌的，即使在铺设前采取杀菌措施，也只能杀灭表面的细菌，而对于墙体内(以及地板内)的部分细菌银和铜是抑制不了其生长繁殖，因为墙体和地板都是带空隙的，这些空隙是细菌生长繁殖的最佳场所。所以在银铜层的表面再涂一层上述混合物，通过这些混合物来抑制墙体内细菌的增殖。上述涂层内的羧甲基壳聚糖与苯甲酸钠可以抑制墙体内的细菌增殖。
上述物种物质的作用分别如下：
1、羧甲基壳聚糖抑制细菌生长；2、硬脂酸钠起防水与稳定剂的作用，防止羧甲基壳聚糖及苯甲酸钠被凝结在银铜层上液滴溶解走；3、丙三醇充当粘合剂，将硬脂酸钠、羧甲基壳聚糖、二氧化硅粉末及苯甲酸钠粘合在一起；4、二氧化硅粉末充当填充剂，待涂层逐渐从镀银铜层上掉落时，二氧化硅粉末渗进墙体的空隙内，将墙体的缝隙堵死，使得墙体表面处不存在细菌增殖的条件；5、苯甲酸钠起杀灭细菌的作用。
上述混合物的涂层具体作用说明如下：以墙为例，当钢板刚贴到墙体上时，上述混合物涂层是完全附着在银铜层上的，随着使用时间的延长，这些混合物慢慢从银铜层上脱落，羧甲基壳聚糖与苯甲酸钠会渗进墙体的空隙内，杀灭这些空隙内细菌，同时二氧化硅粉末渗进空隙，彻底堵死空隙，使得细菌完全不存在生长繁殖的空间。
需要说明的是因为钢板两侧都是涂抹上述混合物，在进行安装时，不与墙接触的一侧可以直接用刮刀刮除。且在制备时保证上述混合物涂层的厚度不大于0.1mm。
上述涂层的存在可以杀灭墙体内的细菌，并且使墙体内不存在细菌增长繁殖的空间。
可选的，所述羧甲基壳聚糖，硬脂酸钠，丙三醇，二氧化硅粉末，苯甲酸钠五者的质量比为1：1：3：3：1。
可选的，所述二氧化硅粉末为纳米级二氧化硅粉末。
可选的，还包括硫磺粉末，所述羧甲基壳聚糖与硬脂酸钠的混合物中添加有硫磺粉末，且羧甲基壳聚糖与硫磺粉末的质量比为10：1。
少量硫磺的作用是为了抑制银铜层与墙体之间滋生虫蚁。
可选的，所述四氧化三铁粉末为纳米级四氧化三铁粉末。
可选的，所述钢板在进行打磨处理前先进行热处理。
可选的，所述钢板的厚度不少于10mm，所述铜与银混合涂层的厚度不多于1mm。
本发明的有益效果是：通过在钢板的表面涂覆一层铜、银及四氧化三铁粉末的混合物，使得钢板表面性层了一层抗菌层，钢板的表面不会滋生细菌。
具体实施方式：
下面结合实施例，对本发明做详细描述。
S1以15mm厚的钢板为原料，对钢板进行热处理，热处理完成后用打磨机打磨钢板的表面；
S2配置混合碱液与稀盐酸溶液，碳酸钠溶液的浓度为5g/mL，氢氧化钠溶液的浓度为3g/mL，将氢氧化纳溶液与碳酸钠溶液按1：1混合制得混合碱液；经浓盐酸兑去离子水至pH值为1的稀盐酸溶液；
S3将钢板浸入碱液中30min，这个过程中维持碱液的温度在30℃～40℃，然后再将钢板置于稀盐酸溶液中15min，整个过程维持稀盐酸的温度为20℃～30℃；
S4利用去离子水淋洗钢板3min，然后用氮气吹干表面的水分。
S5将纯银颗粒与纯铜颗粒按1：1的比例混合，然后将混合物升温至 1084℃，将四氧化三铁粉(添加量为纯银颗粒质量的20％)末置于混合融入物中，搅拌均匀，搅拌均匀后置于将混合物均与地涂覆的钢板表面，控制涂层的厚度为1mm；
S6将羧甲基壳聚糖，硬脂酸钠，丙三醇，二氧化硅粉末，苯甲酸钠及硫磺粉末按1：1：3：3：1：0.1的比例混合搅拌均匀，搅拌均匀后将上述混合物涂抹至银铜层上，且控制涂层的厚度为0.1mm。
上述二氧化硅粉末及四氧化三铁粉末均是纳米级的。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书内容所作的等效变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于热处理的钢板表面镀涂层的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将钢板表面进行打磨，除去表面的氧化层；
S2：将打磨后的钢板置于碳酸钠与氢氧化钠的混合碱液中30min；
S3：将钢板从混合碱液中取出，然后再将钢板浸泡于稀盐酸溶液中15min；
S4：将钢板从稀盐酸溶液中取出，然后再用去离子水喷淋钢板2～5min；
S5：将钢板表面的水分用氮气吹干；
S6：将银与铜融化成液体，在液体银与液体铜的混合物中添加四氧化三铁粉末制成固液混合物，再将这些固液混合物均匀地涂布在钢板的表面；所述碳酸钠溶液的浓度为5g/mL，所述氢氧化钠溶液的浓度为3g/mL，所述混合碱液由氢氧化钠溶液与碳酸钠溶液按1：1混合制得；所述钢板在进行打磨处理前先进行热处理；
所述银：铜：四氧化三铁的质量比为5：5：1。
2.如权利要求1所述的基于热处理的钢板表面镀涂层的制备工艺，其特征在于，当钢板表面的铜与银混合层凝固后，将羧甲基壳聚糖，硬脂酸钠，丙三醇，二氧化硅粉末，苯甲酸钠混合搅拌均匀，混合均匀后再涂抹到银与铜的混合层表面。
3.如权利要求2所述的基于热处理的钢板表面镀涂层的制备工艺，其特征在于，所述羧甲基壳聚糖，硬脂酸钠，丙三醇，二氧化硅粉末，苯甲酸钠五者的质量比为1：1：3：3：1。
4.如权利要求3所述的基于热处理的钢板表面镀涂层的制备工艺，其特征在于，所述二氧化硅粉末为纳米级二氧化硅粉末。
5.如权利要求3所述的基于热处理的钢板表面镀涂层的制备工艺，其特征在于，还包括硫磺粉末，将羧甲基壳聚糖，硬脂酸钠，丙三醇，二氧化硅粉末，苯甲酸钠以及硫磺粉末混合均匀，且羧甲基壳聚糖与硫磺粉末的质量比为10：1。
6.如权利要求1所述的基于热处理的钢板表面镀涂层的制备工艺，其特征在于，所述四氧化三铁粉末为纳米级四氧化三铁粉末。
7.如权利要求1所述的基于热处理的钢板表面镀涂层的制备工艺，其特征在于，所述钢板的厚度不少于10mm，所述铜与银混合涂层的厚度不多于1mm。
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