CN114959833B - 一种钛及钛合金表面阳极氧化抗菌处理的方法 - Google Patents
一种钛及钛合金表面阳极氧化抗菌处理的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114959833B CN114959833B CN202210646920.5A CN202210646920A CN114959833B CN 114959833 B CN114959833 B CN 114959833B CN 202210646920 A CN202210646920 A CN 202210646920A CN 114959833 B CN114959833 B CN 114959833B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- titanium
- anodic oxidation
- antibacterial
- titanium alloy
- plate
- 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
Links
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 title claims abstract description 57
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 48
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 48
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 31
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 28
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 12
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 9
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229960000686 benzalkonium chloride Drugs 0.000 claims description 4
- CADWTSSKOVRVJC-UHFFFAOYSA-N benzyl(dimethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[NH+](C)CC1=CC=CC=C1 CADWTSSKOVRVJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims description 4
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims description 3
- 238000005363 electrowinning Methods 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 13
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 8
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 8
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 4
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 3
- AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 2,3,9,10-tetramethoxy-6,8,13,13a-tetrahydro-5H-isoquinolino[2,1-b]isoquinoline Chemical compound C1CN2CC(C(=C(OC)C=C3)OC)=C3CC2C2=C1C=C(OC)C(OC)=C2 AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 2
- 150000007649 L alpha amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- XPJSGGHNJMXYKR-UHFFFAOYSA-L magnesium;sulfate;decahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]S([O-])(=O)=O XPJSGGHNJMXYKR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000176 sodium gluconate Substances 0.000 description 2
- 235000012207 sodium gluconate Nutrition 0.000 description 2
- 229940005574 sodium gluconate Drugs 0.000 description 2
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 2
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010963 304 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000589 SAE 304 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010407 anodic oxide Substances 0.000 description 1
- 210000000467 autonomic pathway Anatomy 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 238000012925 biological evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001339 gustatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/26—Anodisation of refractory metals or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D9/00—Electrolytic coating other than with metals
- C25D9/02—Electrolytic coating other than with metals with organic materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Abstract
本发明属于日用五金产品技术领域，涉及一种钛及钛合金表面阳极氧化抗菌处理的方法。其主要方案是将钛或钛合金工件浸在含抗菌离子的电解液中进行阳极氧化，并在氧化成膜后进行电解沉积形成抗菌物质。在阳极氧化成膜阶段，形成多孔氧化膜；以及在后续的电解阶段形成微量抗菌物质渗入多孔膜内，获得抗菌性能。与现有技术相比，本发明采用上述技术方案成本低，操作容易，适合大批量生产；且能够使普通、适合冷成型的纯钛材料及其制品获得持久抗菌效果。
Description
技术领域
本发明属于日用五金产品技术领域，涉及一种钛或钛合金日用产品表面抗菌化处理的方法，尤其涉及一种钛及钛合金表面阳极氧化抗菌处理的方法。
背景技术
日常生活环境中，存在着各种细菌、真菌和微生物等，对人类身体健康有着极大的威胁，甚至会危及生命；另外，细菌还会引起食品、药品等分解、变质、腐败，带来较大的经济损失，引起多种次生灾害。随着人们生活水平的提高，人们对生活工作环境，特别是饮食器皿的健康和卫生也更加重视。
钛金属具有优异的耐蚀性，且是唯一对人体的植物神经和味觉神经无影响的金属元素。采用钛金属制造的保温杯即不存在重金属析出的安全隐患，也可保持各种饮品的原汁原味。在抗菌性能方面，如专利CN 105838910B披露了一种生物医用抗菌钛合金制造方法，该类材料以钛合金为基体，加入抗菌元素来获得抗菌性能，但由于钛合金成本高、加工难度大、成形性能差，因此，这类抗菌钛合金无法在日用五金产品中获得推广应用。又如专利CN 109112358 B披露了一种作为金属植入物的高抗菌钛合金，该钛合金材料是以纯钛为基体，通过添加镓、铜元素来获得抗菌性。
然而，现有技术中的这些抗菌钛合金，如采用CN105838910B和CN109112358B方案制得的这类抗菌材料，均存在冷成形性能差，不适合用来制造日用五金产品。且具有良好冷成形性能的纯钛又不具有抗菌性能。因此，通过适当的后处理，使得纯钛制造的日用五金产品具有抗菌性能变得日益迫切。
此外，现有公开专利“CN111647926A”和“CN113089049A”披露了对铝合金板材先采用阳极氧化处理，再采用电解沉积处理的技术方案。但与铝合金板材不同的是，由于钛材料的阳极氧化膜为绝缘膜，因此，后续电沉积无法进行；而且沉积形成的抗菌金属颗粒会影响氧化膜的外观(钛材料氧化膜为彩色膜)。
发明内容
本发明的目的是针对现有抗菌钛合金材料不适合日用薄壁产品的加工、纯钛产品又不具有抗菌性的不足，提供了一种钛及钛合金表面阳极氧化抗菌处理的方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种钛及钛合金表面阳极氧化抗菌处理的方法，将钛或钛合金工件浸在含抗菌离子的电解液中进行阳极氧化，并在氧化成膜后进行电解沉积形成抗菌物质。
具体地，所述的钛及钛合金表面阳极氧化抗菌处理的方法，包括如下步骤：(1)工件表面清理；(2)阳极氧化；(3)电解沉积抗菌化；(4)清洗；(5)烘干。
优选地，步骤(1)中，所述表面清理工艺为：对工件进行酸洗，酸洗时间为5～30s，酸洗液采用由1～3％HF和20～30％HNO3组成的水溶液。
优选地，步骤(2)中，所述阳极氧化工艺为：以不锈钢或钛材为阴极、工件为阳极，在含硝酸、硝酸钠、苯扎氯化铵的电解液中进行阳极氧化。
较为优选地，步骤(2)中，所述电解液中硝酸(HNO3，60wt.％)30～50ml/L、硝酸钠(NaNO3)3～10g/L、苯扎氯化铵(C22H40ClN)0.1～1g/L。
较为优选地，步骤(2)中，所述阳极氧化的电压为25～120v之间。
优选地，步骤(3)中，所述电解抗菌化工艺为：在阳极氧化成膜后(电流小于1A时)，将工件接负极、原极板接正极，维持阳极氧化的终止电压，持续通电电解1～5min，使抗菌的C22H40lN+渗入氧化膜内。
优选地，步骤(4)中，所述清洗需经过两次水洗，一次淋洗。
优选地，步骤(5)中，所述烘干温度在70～200℃。
本发明的抗菌处理方法主要采用电化学处理技术，其分为两个阶段(步骤2、3)，第一阶段阳极氧化成膜阶段，即步骤(2)，形成多孔氧化膜；第二阶段电解阶段，即步骤(3)，形成微量抗菌离子渗入多孔膜内。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
采用本发明方法对钛及钛合金工件表面进行抗菌化处理，在获得高抗菌性能的同时，保持了工件的冷成形性能；该抗菌方法成本低，操作容易，适合大批量生产；并能够使普通、适合冷成型的纯钛材料及其制品获得抗菌效果。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
本发明及钛合金表面阳极氧化抗菌化的方法，具体实施例中，工件均为规格50×50×2mm的纯钛TA1、合金TC4板材，阳极氧化的阴极均为304不锈钢板材来说明本发明的具体实施方式。
实施例1TA1板材表面阳极氧化抗菌处理
(1)将TA1板材，在1％HF、25％HNO3溶液中，浸泡清洗30s；
(2)以清洗后的板材为阳极，在3g/LNaNO3、30ml/L HNO3、0.1g/L C22H40ClN溶液中，25V电压下，进行恒压阳极氧化处理，直至电流降低至1A以下；
(3)转换电极，以氧化处理后的工件板材为阴极，不锈钢板为阳极，恒压(25V)继续电解5min；
(4)将电解后的板材采用两次水洗，并再淋洗3min；
(5)将淋洗的板材在150℃进行烘干。
实施例2TA1板材表面阳极氧化抗菌处理
(1)将TA1板材，在3％HF、30％HNO3溶液中，浸泡清洗5s；
(2)以清洗后的板材为阳极，在4％g/L NaNO3、40ml/L HNO3、0.3g/L C22H40ClN溶液中，45V电压下，进行恒压阳极氧化处理，直至电流降低至1A以下；
(3)转换电极，以氧化处理后的工件板材为阴极，不锈钢板为阳极，恒压(45V)继续电解3min；
(4)将电解后的板材采用两次水洗，并再淋洗2min；
(5)将淋洗的板材在120℃进行烘干。
实施例3TC4板材表面阳极氧化抗菌处理
(1)将TC4板材，在2％HF、20％HNO3溶液中，浸泡清洗10s；
(2)以清洗后的板材为阳极，在7g/LNaNO3、40ml/L HNO3、0.5g/L C22H40ClN溶液中，60V电压下，进行恒压阳极氧化处理，直至电流降低至1A以下；
(3)转换电极，以氧化处理后的工件板材为阴极，不锈钢板为阳极，恒压(60V)继续电解3min；
(4)将电解后的板材采用两次水洗，并再淋洗2min；
(5)将淋洗的板材在100℃进行烘干。
实施例4TC4板材表面阳极氧化抗菌处理
(1)将TC4板材，在2％HF、20％HNO3溶液中，浸泡清洗10s；
(2)以清洗后的板材为阳极，在10g/L NaNO3、30ml/L HNO3、0.8g/L C22H40ClN溶液中，90V电压下，进行恒压阳极氧化处理，直至电流降低至1A以下；
(3)转换电极，以氧化处理后的工件板材为阴极，不锈钢板为阳极，恒压(90V)继续电解2min；
(4)将电解后的板材采用两次水洗，并再淋洗4min；
(5)将淋洗的板材在80℃进行烘干。
实施例5TC4板材表面阳极氧化抗菌处理
(1)将TC4板材，在3％HF、25％HNO3溶液中，浸泡清洗8s；
(2)以清洗后的板材为阳极，在4g/LNaNO3、50ml/L HNO3、1g/L C22H40ClN溶液中，120V电压下，进行恒压阳极氧化处理，直至电流降低至1A以下；
(3)转换电极，以氧化处理后的工件板材为阴极，不锈钢板为阳极，恒压(120V)继续电解1min；
(4)将电解后的板材采用两次水洗，并再淋洗4min；
(5)将淋洗的板材在70℃进行烘干。
对比例1采用CN113089049A的方案对TA1板材表面阳极氧化抗菌处理
(1)将经脱脂、除氧化膜、除灰、水洗等预处理后的TA1板材作为阳极，石墨、铝或铅等作为阴极，在电解液中进行直流阳极氧化以制备具有多孔氧化铝膜的TA1板材；
(2)然后将得到的TA1板材与石墨、铝、铅或不锈钢等组成两电极，在10g/L的硝酸银，2g/L的铜绿，15g/L的十水硫酸镁(MgSO4·10H2O)，5g/L的α-氨基酸的沉积液中进行电解沉积，电解沉积的条件为：温度25℃，交直流(AC/DC)20V，电解沉积时间20min；
(3)取出氧化沉积后TA1板材，经水洗后在清水中浸泡以去除表面的电解液，发现经上述(2)条件下电解沉积工艺处理的TA1板材表面无沉积物，继续进行热水封闭处理，得到对应的抗菌TA1产品。
对比例2采用CN113089049A的方案对TC4板材表面阳极氧化抗菌处理
(1)将经脱脂、除氧化膜、除灰、水洗等预处理后的TC4板材作为阳极，石墨、铝或铅等作为阴极，在电解液中进行直流阳极氧化以制备具有多孔氧化铝膜的TC4板材；
(2)然后将得到的TC4板材与石墨、铝、铅或不锈钢等组成两电极，在15g/L的硝酸银，4g/L的铜绿，20g/L的十水硫酸镁(MgSO4·10H2O)，8g/L的α-氨基酸的沉积液中进行电解沉积，电解沉积的条件为：温度25℃，交直流(AC/DC)20V，电解沉积时间20min；
(3)取出氧化沉积后TC4板材，经水洗后在清水中浸泡以去除表面的电解液，发现经上述(2)条件下电解沉积工艺处理的TC4板材表面有不均匀的白色龟裂状沉积物，继续进行热水封闭处理，得到对应的抗菌TC4产品。
对比例3采用CN111647926A的方案对TA1板材表面阳极氧化抗菌处理
(1)将TA1板材进行喷砂处理，然后用水清洗干净，使用50g/L氢氧化钠、20g/L磷酸钠、20g/L碳酸钠和10g/L葡萄糖酸钠混合溶液对喷砂后的TA1板材进行碱洗8min，温度为45℃，用水清洗干净之后进行酸洗，酸洗所用溶液为80g/L硫酸和25g/L过硫酸钾混合溶液，在30℃下酸洗2min，酸洗之后进行两遍水洗，然后吹干；
(2)将步骤(1)处理后的TA1板材放置在酸性阳极氧化电解液中，电解液的组成为：硫酸130g/L，硝酸银5g/L，二氧化钛粉35g/L，粒径为4.0μm。使用脉冲电流进行阳极氧化和沉积，脉冲电流的周期为1min，电流密度为3.5A/dm2，处理温度和时间分别为20℃和45min；
(3)以去除经步骤(2)沉积工艺处理后的TA1板材表面的电解液，TA1板材表面存在斑点状的易龟裂的沉积物，然后置于封孔溶液中进行封孔，得对应的抗菌TA1产品。
对比例4采用CN111647926A的方案对TC4板材表面阳极氧化抗菌处理
(1)将TC4板材进行喷砂处理，然后用水清洗干净，使用50g/L氢氧化钠、20g/L磷酸钠、20g/L碳酸钠和10g/L葡萄糖酸钠混合溶液对喷砂后的TC4板材进行碱洗8min，温度为45℃，用水清洗干净之后进行酸洗，酸洗所用溶液为80g/L硫酸和25g/L过硫酸钾混合溶液，在30℃下酸洗2min，酸洗之后进行两遍水洗，然后吹干；
(2)将步骤(1)处理后的TC4板材放置在酸性阳极氧化电解液中，电解液的组成为：硫酸130g/L，硝酸银5g/L，二氧化钛粉35g/L，粒径为4.0μm。使用脉冲电流进行阳极氧化和沉积，脉冲电流的周期为1min，电流密度为3.5A/dm2，处理温度和时间分别为20℃和45min；
(3)以去除经步骤(2)沉积工艺处理后的TA1板材表面的电解液，TA1板材表面同样存在斑点状的易龟裂的沉积物，将步骤(2)处理后的TC4板材置于封孔溶液中进行封孔，得对应的抗菌TC4产品。
性能测试
分别对实施例1至实施例5采用本发明方法处理的工件、以及对比例1至对比例4进行抗菌测试及效果评价，测试标准按照JIS Z 2801-2010《抗菌加工制品-抗菌性能试验方法和抗菌效果的测定》执行；生物安全评价按照GB/T 16886.5-2003《医疗器械生物学评价》进行检测。具体抗菌效果见表1所示。
表1抗菌化热处理及抗菌效果
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (6)
1.一种钛及钛合金日用薄壁产品表面阳极氧化抗菌处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）工件表面清理；（2）阳极氧化；（3）电解沉积抗菌化；（4）清洗；（5）烘干；
其中，步骤（2）中，所述阳极氧化工艺为：以不锈钢或钛材为阴极、工件为阳极，在含硝酸、硝酸钠、苯扎氯化铵的电解液中进行阳极氧化；
步骤（2）中，所述电解液中硝酸30~50 ml/L、硝酸钠3~10 g/L、苯扎氯化铵0.1~1 g/L；
步骤（3）中，所述电解抗菌化工艺为：在阳极氧化成膜后，电流小于1 A时，将工件接负极、原极板接正极，维持阳极氧化的终止电压，持续通电电解1~5 min，使抗菌的Na+渗入氧化膜内。
2.根据权利要求1所述的钛及钛合金日用薄壁产品表面阳极氧化抗菌处理的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述表面清理工艺为：对工件进行酸洗，酸洗时间为5~30 s，酸洗液采用由1~3%HF和20~30%HNO3组成的水溶液。
3.根据权利要求1所述的钛及钛合金日用薄壁产品表面阳极氧化抗菌处理的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述阳极氧化的电压为25~120 v之间。
4.根据权利要求1所述的钛及钛合金日用薄壁产品表面阳极氧化抗菌处理的方法，其特征在于，步骤（4）中，所述清洗需经过两次水洗，一次淋洗。
5.根据权利要求1所述的钛及钛合金日用薄壁产品表面阳极氧化抗菌处理的方法，其特征在于，步骤（5）中，所述烘干温度在70~200℃。
6.一种钛或钛合金高抗菌杯，其特征在于，其采用钛或钛合金板材加工而成，且所述钛或钛合金板材采用如权利要求1至5任一项所述的方法处理而得。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210646920.5A CN114959833B (zh) | 2022-06-08 | 2022-06-08 | 一种钛及钛合金表面阳极氧化抗菌处理的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210646920.5A CN114959833B (zh) | 2022-06-08 | 2022-06-08 | 一种钛及钛合金表面阳极氧化抗菌处理的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114959833A CN114959833A (zh) | 2022-08-30 |
| CN114959833B true CN114959833B (zh) | 2023-11-17 |
Family
ID=82962321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210646920.5A Active CN114959833B (zh) | 2022-06-08 | 2022-06-08 | 一种钛及钛合金表面阳极氧化抗菌处理的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114959833B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115413918B (zh) * | 2022-09-03 | 2024-04-19 | 希诺股份有限公司 | 一种钛金属真空保温杯及其制备方法 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102196726A (zh) * | 2008-11-04 | 2011-09-21 | 日本曹达株式会社 | 阳离子电沉积涂覆系统用缓释性杀菌·抗菌剂 |
| CN102416202A (zh) * | 2011-05-24 | 2012-04-18 | 周君琳 | 碘抗菌钛合金骨科内固定钉板的设计和制作方法 |
| CN103628112A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-03-12 | 内蒙金属材料研究所 | 一种钛基氧化钛氯化银复合涂层材料的制备方法 |
| CN105100317A (zh) * | 2015-08-18 | 2015-11-25 | 上海交通大学 | 抗菌自清洁手机外壳及其抗菌膜层的制备方法 |
| TW201602420A (zh) * | 2014-07-11 | 2016-01-16 | 龍華科技大學 | 具有抗菌表面之鈦或鈦合金及其製作方法 |
| CN107130276A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-09-05 | 石狮市星火铝制品有限公司 | 一种抗菌铝及其制造方法 |
| EP3586882A1 (en) * | 2017-03-31 | 2020-01-01 | Prostec Co., Ltd. | Antibacterial biological implant |
| CN111647926A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-09-11 | 东南大学 | 一种抗菌铝合金阳极氧化制备方法 |
| CN111719172A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-29 | 浙江科惠医疗器械股份有限公司 | 一种钛合金表面载碘抗菌涂层制备方法和应用 |
| CN114129768A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-03-04 | 浙江大学 | 一种抗感染的改良型载碘钛合金抗菌植入物及制备方法 |
| CN114232053A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-03-25 | 中国科学院金属研究所 | 一种不锈钢防腐抗菌表面处理方法 |
-
2022
- 2022-06-08 CN CN202210646920.5A patent/CN114959833B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102196726A (zh) * | 2008-11-04 | 2011-09-21 | 日本曹达株式会社 | 阳离子电沉积涂覆系统用缓释性杀菌·抗菌剂 |
| CN102416202A (zh) * | 2011-05-24 | 2012-04-18 | 周君琳 | 碘抗菌钛合金骨科内固定钉板的设计和制作方法 |
| CN103628112A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-03-12 | 内蒙金属材料研究所 | 一种钛基氧化钛氯化银复合涂层材料的制备方法 |
| TW201602420A (zh) * | 2014-07-11 | 2016-01-16 | 龍華科技大學 | 具有抗菌表面之鈦或鈦合金及其製作方法 |
| CN105100317A (zh) * | 2015-08-18 | 2015-11-25 | 上海交通大学 | 抗菌自清洁手机外壳及其抗菌膜层的制备方法 |
| EP3586882A1 (en) * | 2017-03-31 | 2020-01-01 | Prostec Co., Ltd. | Antibacterial biological implant |
| CN107130276A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-09-05 | 石狮市星火铝制品有限公司 | 一种抗菌铝及其制造方法 |
| CN111647926A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-09-11 | 东南大学 | 一种抗菌铝合金阳极氧化制备方法 |
| CN111719172A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-29 | 浙江科惠医疗器械股份有限公司 | 一种钛合金表面载碘抗菌涂层制备方法和应用 |
| CN114129768A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-03-04 | 浙江大学 | 一种抗感染的改良型载碘钛合金抗菌植入物及制备方法 |
| CN114232053A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-03-25 | 中国科学院金属研究所 | 一种不锈钢防腐抗菌表面处理方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Antibacterial Surface Treatment of Aluminum Materials;cHI Guanjun;Chinese J. Chem. Eng.;第10卷(第5期);622-624 * |
| 含碘抗菌铝合金功能性阳极氧化膜的综合性能研究;赵亚峰;材料保护;第54卷(第12期);86-89 * |
| 氧化钛-银复合涂层的制备及其性能研究;田甜;董海成;田小亭;胡同平;韩莉;;稀有金属材料与工程(08);2098-2103 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114959833A (zh) | 2022-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101608332B (zh) | 表面具微弧氧化陶瓷膜的铝合金及其制备方法 | |
| CN101831684B (zh) | Q235钢制件表面微弧氧化电泳涂装复合处理的方法 | |
| CN114959833B (zh) | 一种钛及钛合金表面阳极氧化抗菌处理的方法 | |
| CN111647926A (zh) | 一种抗菌铝合金阳极氧化制备方法 | |
| CN104342731A (zh) | 一种半导体钼材电镀钌方法 | |
| KR100695999B1 (ko) | 고주파펄스를 이용한 금속재의 아노다이징 공정 | |
| CN103409785B (zh) | 一种钛合金表面降低海生物附着的纳米涂层制备方法 | |
| CN101698955A (zh) | 不锈钢、钛及钛合金电化学发黑方法 | |
| EP1233084A2 (en) | "Anodizing process, with low environmental impact, for a workpiece of aluminium or aluminium alloys" | |
| CN110195249A (zh) | 一种抗菌、彩色铝或铝合金的阳极氧化制备方法 | |
| CN101545113B (zh) | 电解二氧化锰生产用阳极的活化处理方法 | |
| US4925538A (en) | Method of electrolytic treatment of metals | |
| JP4253716B2 (ja) | マグネシウム材料製品の表面処理方法 | |
| JP3654204B2 (ja) | 酸素発生用陽極 | |
| CN113699540A (zh) | 一种消毒液的制备方法 | |
| JP3916222B2 (ja) | マグネシウム合金の表面処理法 | |
| JPH0240751B2 (zh) | ||
| JPS6056240B2 (ja) | 加工部の耐食性に優れた錫めつき鋼板の製造法 | |
| CN110219030A (zh) | 以自来水为溶剂的微弧氧化电解液、方法及其产品 | |
| CN106048708B (zh) | 一种钛合金电解抛光的方法 | |
| GB290903A (en) | A new or improved process for electro-plating the surface of aluminium or aluminium alloys | |
| JPH03229895A (ja) | 缶蓋用アルミニウム合金塗装用板及びその製造方法 | |
| JPH0559999B2 (zh) | ||
| CN110306233B (zh) | 一种无氨氮电解脱挂剂及其使用方法 | |
| CN110158087B (zh) | 一种叠层状电解氧化水电极的制备方法 |
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 |