CN108315795B - 一种抗菌铝材的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗菌铝材的制作方法，包括以下步骤：S1、阳极氧化：以待处理的铝材置于酸性溶液中作为阳极，进行氧化；S2、电化学沉积：将经过所述步骤S1氧化后的铝材作为阳极板浸入含有碘单质、碘离子和聚乙烯吡咯烷酮碘的水溶液中，进行电化学沉积；其中，所述水溶液中碘单质的质量分数≤3％，聚乙烯吡咯烷酮碘的质量分数≤30％，碘离子的质量分数≤2％。与现有技术相比，该方法具有抗菌效果好且抗菌性能持久等优点。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料加工技术领域，具体涉及一种抗菌铝材的制作方法。
背景技术
随着经济社会的发展和科学技术的进步，人们对于抵御病菌越来越重视，尤其是近年来，各种抗菌材料逐渐应用于纺织、医药、陶瓷、塑料和养殖等多种生活相关领域。目前，抗菌金属材料主要以钢材为主，抗菌铝或铝合金材料的应用相对较少，大多还处于研究阶段。现有技术中，抗菌铝或铝合金材料的制作方法主要是在阳极氧化膜表面或孔隙内沉积Ag+、Cu2+、Zn2+以及TiO2等抗菌物质，其中，由于Ag+具有较强的广谱抗菌性，因此，含金属银表面的抗菌铝或铝合金材料是当前应用是多的一种抗菌铝或铝合金材料。然而，填充金属银的铝阳极氧化膜抗菌性能只能达到99％左右，且由于银属于贵重金属，使得生产成本较高，使得含银抗菌铝合金材料在生活领域的应用范围难以得到广泛扩展。Cu2+和Zn2+的抗菌效果与Ag+相比较差、TiO2需要在紫外光照射下才具有杀菌和降解有机物的功能，这些局限性极大限制了现有抗菌铝合金的应用范围。
碘由于具有抗菌效果强、抗菌谱广、灭菌快和毒性小等特性早已被世界公认为应用普遍且最为安全可靠的杀菌剂，并且碘也是人体所必须的微量元素。如果碘能够沉积在铝或铝合金材料表面，将使得铝或铝合金材料具有广谱的抗菌性能。然而，由于碘是一种极易升华的物质，因此，如何实现将碘沉积在阳极氧化膜的微孔中，并且保持持续有效的抗菌性能，一直是世界性难题，到目前为止，国内外都尚未有该类研究应用的相关报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种灭菌效果好且抗菌效果持久的抗菌铝材的制作方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种抗菌铝材的制作方法，包括以下步骤：S1、阳极氧化：以待处理的铝材置于酸性溶液中作为阳极，进行氧化；
S2、电化学沉积：将经过所述步骤S1氧化后的铝材作为阳极板浸入含有碘单质、碘离子和聚乙烯吡咯烷酮碘的水溶液中，进行电化学沉积；其中，所述水溶液中碘单质的质量分数≤3％，聚乙烯吡咯烷酮碘的质量分数≤30％，碘离子的质量分数≤2％。
一种抗菌铝材的制作方法，包括以下步骤：将待处理铝材依次经过如下操作制得抗菌铝材：酸性除油→水洗→碱洗→水洗→出光→两次水洗→阳极氧化→水洗→电化学沉积→水洗；
其中，所述阳极氧化操作过程中是在酸性溶液中，以待处理铝材作为阳极板进行直流阳极氧化，氧化过程中的工艺参数如下：游离硫酸为160～180g/L，铝离子浓度为1～5g/L，温度≤20℃，电流密度为1.3～1.4A/dm2，时间为10～50min；
所述电化学沉积操作过程中，以待处理铝材作为阳极板浸入含有碘单质、碘离子和聚乙烯吡咯烷酮碘的水溶液中，以耐腐蚀的极板作为阴极板进行电化学沉积，电化学沉积过程中的工艺参数如下：所述水溶液中碘单质的质量分数≤3％，聚乙烯吡咯烷酮碘的质量分数≤30％，碘离子的质量分数≤2％，电压≥80V。
本发明的有益效果在于：采用本发明方法制得的抗菌铝材可广泛应用于医疗器械、特殊建筑场所、家电、食品加工和日化等领域，大大扩展铝或铝合金等铝材的应用领域，通过电沉积碘到阳极氧化膜微孔和表面，使得铝阳极氧化膜能够呈现出优异的抗菌性能；碘元素沉积在阳极氧化膜微孔内及表面上后，与阳极氧化膜有着较强的结合能力，光照和沸水都难以将碘全部从铝合金阳极氧化膜表面分离，推测其主要原因可能是碘与阳极氧化膜中的氧原子及聚乙烯吡咯烷酮中的氧原子以配位键的形式存在于铝合金表面，由于I具有空的5d电子轨道，而O具有孤对电子，在阳极的电压作用下，I原子的电子发生偏移，呈现正电荷，更容易接受O上面的孤对电子。
附图说明
图1为本发明实施例1～3制得的抗菌铝材的示意图；
图2为本发明实施例1制得的抗菌铝材的抗菌层表面SEM形貌图；
图3为本发明实施例1制得的抗菌铝材的抗菌层侧剖面SEM形貌图；
图4为本发明实施例1制得的抗菌铝材的抗菌层表面的能谱分析图；
图5为本发明实施例1制得的抗菌铝材的抗菌层表面的一个侧剖面微区能谱分析图；
图6为本发明实施例1制得的抗菌铝材的抗菌层表面的另一个侧剖面微区能谱分析图；
图7为本发明实施例4制得的抗菌铝材的大肠埃希菌试验结果图；
图8为本发明实施例4制得的抗菌铝材样本一的大肠埃希菌试验结果图；
图9为本发明实施例4制得的抗菌铝材样本二的大肠埃希菌试验结果图；
图10为本发明实施例4制得的抗菌铝材样本三的大肠埃希菌试验结果图；
图11为本发明实施例4中阴性板样的大肠埃希菌试验结果图；
图12为本发明实施例4中阳性板样(空白板)的大肠埃希菌试验结果图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：采用电化学方法在铝材阳极氧化膜微孔和表面沉积一层碘的络合物，使得铝材具有良好的灭菌性能；同时，碘以络合物的形式存在于铝材表面，使得其具有抗菌持久等特性。
一种抗菌铝材的制作方法，包括以下步骤：S1、阳极氧化：以待处理的铝材置于酸性溶液中作为阳极，进行氧化；
S2、电化学沉积：将经过所述步骤S1氧化后的铝材作为阳极板浸入含有碘单质、碘离子和聚乙烯吡咯烷酮碘的水溶液中，进行电化学沉积；其中，所述水溶液中碘单质的质量分数≤3％，聚乙烯吡咯烷酮碘的质量分数≤30％，碘离子的质量分数≤2％。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：采用本发明方法制得的抗菌铝材可广泛应用于医疗器械、特殊建筑场所、家电、食品加工和日化等领域，大大扩展铝或铝合金等铝材的应用领域，通过电沉积碘到阳极氧化膜微孔和表面，使得铝阳极氧化膜能够呈现出优异的抗菌性能；碘元素沉积在阳极氧化膜微孔内及表面上后，与阳极氧化膜有着较强的结合能力，光照和沸水都难以将碘全部从铝合金阳极氧化膜表面分离，推测其主要原因可能是碘与阳极氧化膜中的氧原子及聚乙烯吡咯烷酮中的氧原子以配位键的形式存在于铝合金表面，由于I具有空的5d电子轨道，而O具有孤对电子，在阳极的电压作用下，I原子的电子发生偏移，呈现正电荷，更容易接受O上面的孤对电子。
在溶液中，I3-离子中的碘与聚乙烯吡咯烷酮之中的氧原子以静电引力形成复合物(如果给予该溶液光照，溶液中的碘分子将会很快升华和分解)；在一定电压下，在阳极(铝合金氧化膜)表面以配位键形式沉积碘、聚乙烯吡咯烷酮，阴极产生氢气。推断极板发生的反应如下(RA(B)代表不同的聚乙烯吡咯烷酮分子)：
阳极反应：RA-O…I3 -+RB-O…I3 --2e→RA-O→I2+RB-O→I2+I2
Al-O+RA(B)-O→I2→RA(B)-O→I-I←O-Al
Al-O+I2→I2←O-Al
阴极反应：2H++2e→H2↑
碘对病菌有较强的渗透力和氧化力，碘能很快穿透细胞壁，通过取代C、N、O和S上氢而阻碍病菌的氨基酸、蛋白质和核酸合成，同时也通过氧化作用改变病菌细胞内的C和S原子的化合价从而使病菌的酶活性丧失，从而达到抗菌的作用。沉积了碘络合物的铝合金抗菌材料可以缓冲释放出I2，使其具有快而强的抗菌效果。由于碘释放缓慢，因此，碘完全释放需要较长时间，从无色样品的抗菌性能可以推测出其抗菌耐久性能也较好。
进一步地，所述步骤S2中，电沉积时间不大于8min。
优选地，所述电沉积时间为0.5～5min，更优选地，所述电沉积时间为2～5min。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：沉积时间是控制阳极氧化膜表面颜色深浅的方法，随着沉积时间的增加，颜色从无色-浅黄色-黄色-黄褐色-深褐色逐渐变深，在3min以内膜的颜色较快加深，在3～8min之间，颜色变化较为缓慢，但到8min之后，电流降至约0.05A，膜的颜色接近或达到极限颜色浓度，随后的变化幅度较小或基本不变，因此，根据时间的不同及溶液浓度不同，可以得到颜色深浅不同的抗菌样品。
进一步地，所述步骤S2中，电化学沉积过程中电压≥80V。
进一步地，所述步骤S2中，电化学沉积过程中，阴极板为耐腐蚀极板。
进一步地，所述阴极板为钢板、铝板、铜板或碳极板等。
进一步地，所述步骤S1中，阳极氧化操作采用直流阳极氧化法。
进一步地，所述步骤S1中，阳极氧化过程时，铝离子的浓度为1～5g/L，温度低于20℃，电流密度为1.3～1.4A/dm2，时间为10～50min。
进一步地，所述步骤S1中，所述酸性溶液为硫酸溶液。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：阳极氧化工艺对铝阳极氧化膜质量和微孔结构有极大的影响，采用本发明工艺参数进行阳极氧化获得的阳极氧化膜的微孔为后序工艺的沉积层提供了良好的机械附着力。
进一步地，所述硫酸溶液中游离的硫酸浓度为160～180g/L。
进一步地，所述待处理铝材由铝或铝合金材料制成。
进一步地，所述铝合金材料为铝合金型材或铝合金板材。
进一步地，所述待处理铝材由铝合金材料制成时，所述阴极板为铝板、钢板、铜板或碳极板。
进一步地，所述制作方法还包括在将待处理的铝材置于酸性溶液中进行阳极氧化前还对待处理的铝材进行了预处理操作，所述预处理操作包括以下步骤：
酸性除油→水洗→碱洗→水洗→出光→两次水洗。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：阳极氧化前将铝材进行清洁处理，其中，出光操作的主要目的是中和除去铝材表面的碱性物质，抑制再度产生氧化膜的速率，同时又能除去碱蚀时不参与碱性反应却依然吸附在铝材表面疏松的灰状物质和较为牢固的游离硅等杂质。
进一步地，所述制作方法还包括将经阳极氧化操作后和电化学沉积操作后的铝材分别进行水洗操作的步骤。
一种抗菌铝材的制作方法，包括以下步骤：将待处理铝材依次经过如下操作制得抗菌铝材：酸性除油→水洗→碱洗→水洗→出光→两次水洗→阳极氧化→水洗→电化学沉积→水洗；
其中，所述阳极氧化操作过程中是在酸性溶液中，以待处理铝材作为阳极板进行直流阳极氧化，氧化过程中的工艺参数如下：游离硫酸为160～180g/L，铝离子浓度为1～5g/L，温度≤20℃，电流密度为1.3～1.4A/dm2，时间为10～50min；
所述电化学沉积操作过程中，以待处理铝材作为阳极板浸入含有碘单质、碘离子和聚乙烯吡咯烷酮碘的水溶液中，以钢板、铝板、铜板或碳等耐腐蚀性的极板作为阴极板进行电化学沉积，电化学沉积过程中的工艺参数如下：所述水溶液中碘单质的质量分数≤3％，聚乙烯吡咯烷酮碘的质量分数≤30％，碘离子的质量分数≤2％，电压≥80V。
本发明的实施例一为：一种抗菌铝材的制作方法，包括以下步骤：将待处理铝材依次经过如下操作制得抗菌铝材：酸性除油→水洗→碱洗→水洗→出光→两次水洗→阳极氧化→水洗→电化学沉积→水洗；
其中，所述阳极氧化操作过程中是在酸性溶液中，以待处理铝材作为阳极板进行直流阳极氧化，所述待处理铝材为铝合金板材，氧化过程中的工艺参数如下：游离硫酸为160g/L，铝离子浓度为1g/L，温度为20℃，电流密度为1.4A/dm2，时间为30min；
所述电化学沉积操作过程中，以待处理铝材作为阳极板浸入含有碘单质、碘离子和聚乙烯吡咯烷酮碘的水溶液中，以铝板作为阴极板进行电化学沉积，电化学沉积过程中的工艺参数如下：所述水溶液中碘单质的质量分数为0.03％，聚乙烯吡咯烷酮碘的质量分数为0.4％，碘离子的质量分数为0.015％，电压为100V，电沉积时间为2min。
本发明的实施例二为：一种抗菌铝材的制作方法，其与实施例一的区别仅在于电沉积时间为5min。
本发明的实施例三为：一种抗菌铝材的制作方法，其与实施例一的区别仅在于电沉积时间为0.5min。
实施例1～3分别如图1(1)、1(2)和1(3)，其中，实施例一处理后的铝合金材料呈浅黄色，实施例二处理后的铝合金材料呈深褐色，实施例三处理后的呈银白色。
1、铝合金表面形貌及成分分析
用扫描电镜(Scanning Electron Microscope，SEM)对实施例一处理后的铝合金试样进行测试，抗菌铝合金的抗菌层表面未经处理直接进行扫描电镜测试，侧剖面采用水磨和抛光后进行测试，测试结果分别如图2和3所示。
从图2可以看出，铝阳极氧化膜表面覆盖了一层物质；从图3可以清晰地看到一层膜厚为10μm左右阳极氧化膜。
对碘阳极电化学沉积后的氧化膜层进行能谱仪(Energy DispersiveSpectrdmeter，EDS)检测分析，如图4～6所示，图4为铝合金抗菌层表面的能谱分析图；图5和6均为铝合金抗菌层侧剖面氧化膜截面的微区能谱分析图。从图4中可以看出，铝合金抗菌层表面含有碘元素，说明氧化膜表面覆盖的物质为含碘物质；从图5和6可以看出，对侧剖面氧化膜截图的微区分析检测出含有I、S、Al和O等元素，其中S为阳极氧化时进入氧化膜微孔的SO4 2-，在水洗时无法完全清洗，与铝氧化膜的成分相吻合；因此，在氧化膜膜中检测出较高的碘元素含量，也说明了碘已沉积在铝阳极氧化膜的微孔中，并与表面的含碘覆盖层紧密结合在一起。
2、电沉积溶液剩余成分分析：对电沉积完全后的溶液成分进行分析，采用硫代硫酸钠滴定分析槽液中的碘单质含量，采用亚硫酸氢钠滴定分析槽液中碘离子的含量，具体操作如下：
1)碘单质含量测定：取50ml槽液，加入1ml(9→100)盐酸，用0.01mol/L的Na2S2O3滴定至近终点，加0.5％淀粉指示液2ml，继续滴定至蓝色消失，根据硫代硫酸钠滴定液的消耗量算出槽液浓度。
碘单质含量的计算公式如下(g/L)：
V(Na2S2O3)×C(Na2S2O3)×253.81÷2÷50
计算得出，实施例一的剩余槽液中碘单质的含量为0.34g/L。
2)碘离子含量测定：取50ml槽液，加水50ml后，加亚硫酸氢钠溶液(10g/30ml)至溶液颜色消失，加硝酸10ml，加入10.00ml硝酸银滴定液(0.1mol/L)，摇匀后加入0.5ml硫酸铁铵指示剂(8g/100ml)，用硫氰酸铵滴定液(0.1mol/L)滴定至溶液显淡砖红色，并将滴定液的结果用空白实验校正。
碘离子含量的计算公式(g/L)：(V(硝酸银)×C(硝酸银)-V(硫氰酸铵)×C(硫氰酸铵))×253.81÷50-碘含量
计算得出，实施例一的剩余槽液中碘离子的含量为0.15g/L。
3)聚乙烯吡咯烷酮的含量分析：聚乙烯吡咯烷酮固含量(g/L)：取10ml槽液，在130到180℃下干燥至恒重，称取残留物重量m，m÷10×1000。
计算得出，实施例一的剩余槽液中聚乙烯吡咯烷酮的含量为3.4g/L。
铝合金阳极氧化膜多功能性的特征源自阳极氧化膜的有规律和可控的多孔性型结构，在多孔结构中填充不同的功能性材料可以获得各种特性的功能性阳极氧化膜，阳极氧化膜的微孔能够为沉积层提供很好的机械附着力。如电沉积铁、镍、钴等磁性金属，其阳极氧化膜就会呈现磁性，可应用于数据存储或其他磁记录；电沉积银可使氧化膜本身也成为一个良好的导体，近年来填充银的阳极氧化膜作为抗菌材料也得到了应用。同样道理，电沉积碘到阳极氧化膜微孔和表面，就可使铝阳极氧化膜呈现出优异的抗菌性能。
从实验结果分析，碘元素沉积在阳极氧化膜微孔内及表面上，它与阳极氧化膜结合能力强，光照和沸水很难使碘全部从铝合金阳极氧化膜表面分离。从键的强弱分析，可推断碘与氧化膜中的氧原子以及聚乙烯吡咯烷酮中的氧原子以配位键的形式存在于铝合金表面。主要原因可能是I具有空的5d电子轨道，O具有孤对电子，在阳极的电压作用下，I原子的电子发生偏移，呈现正电荷，更容易接受O上面的孤对电子。
在溶液中，I3 -离子中的碘与聚乙烯吡咯烷酮之中的氧原子以静电引力形成复合物(如果给予该溶液光照，溶液中的碘分子将会很快升华和分解)；在一定电压下，在阳极(铝合金氧化膜)表面以配位键形式沉积碘、聚乙烯吡咯烷酮，阴极产生氢气。推断极板发生的反应如下(RA(B)代表不同的聚乙烯吡咯烷酮分子)：
阳极反应：RA-O…I3 -+RB-O…I3 --2e→RA-O→I2+RB-O→I2+I2
Al-O+RA(B)-O→I2→RA(B)-O→I-I←O-Al
Al-O+I2→I2←O-Al
阴极反应：2H++2e→H2↑
电沉积的槽液中，碘离子与碘单质形成平衡，碘单质的添加将会影响碘离子的浓度，因此为了保持碘单质和碘离子的浓度只需添加碘单质即可。在抗菌铝材制作过程中，碘的消耗量多于聚乙烯吡咯烷酮碘的消耗量，而碘单质难溶于水，为了解决该问题，需要在添加前将一定比例的碘单质和聚乙烯吡咯烷酮碘混合并碾磨碎后，溶于水添加到槽液中。
抗菌性能测试：依据GB/T21866-2008抗菌涂料(漆膜)抗菌测定方法和抗菌效果进行抗大肠埃希菌和金黄葡萄球菌的测定，该测试委托通标标准技术服务有限公司(SGS)国际专业检测机构进行检测。
分别取未进行电沉积的铝合金材料(标记为样品一)及本发明实施例一(标记为样品二)、实施例二(标记为样品三)处理后的抗菌铝合金进行抗菌性能测试，测试结果如表1所示。
表1 抗菌性能测试表
其中，所述阴性和空白对照样品为：GB/T21866-2008抗菌涂料(漆膜)抗菌测定方法和抗菌效果规定的对照品。
本发明的实施例四为：一种抗菌铝材的制作方法，包括以下步骤：将待处理铝材依次经过如下操作制得抗菌铝材：酸性除油→水洗→碱洗→水洗→出光→两次水洗→阳极氧化→水洗→电化学沉积→水洗；
其中，所述阳极氧化操作过程中是在酸性溶液中，以待处理铝材作为阳极板进行直流阳极氧化，所述待处理铝材为铝合金型材，氧化过程中的工艺参数如下：游离硫酸为180g/L，铝离子浓度为5g/L，温度为18℃，电流密度为1.3A/dm2，时间为25min；
所述电化学沉积操作过程中，以待处理铝材作为阳极板浸入含有碘单质、碘离子和聚乙烯吡咯烷酮碘的水溶液中，以铝板作为阴极板进行电化学沉积，电化学沉积过程中的工艺参数如下：所述水溶液中碘单质的质量分数为0.03％，聚乙烯吡咯烷酮碘的质量分数为0.4％，碘离子的质量分数为0.015％，电压为100V，电沉积时间为5min。
在实施例4制得的抗菌铝合金型材表面涂8.0×105数量级的大肠埃希菌1小时后也未检测到细菌，检测如图7所示，取了多个样本进行测试，任意抽取其中三个(样本一、样本二和样本三)，在相应样品表面1h后稀释2000倍培养24小时后结果如图8-10所示，该测试在福建省南平市食品药品检验检测中心进行。
取培养皿作为阴性板样，市场随意购置的无抗菌性能型材作为阳性板(空白板)样，其中，所述阳性板样为：经以下预处理操作后的铝合金板材：酸性除油→水洗→碱洗→水洗→出光→两次水洗，其中酸性除油、水洗、碱洗和出光、封孔操作均按照本领域的常规工艺参数操作即可，且阳性板样的工艺参数与样品一、二、三的处理操作完全一致。
同样在阴性板和阳性板样上涂8.0×105数量级的大肠埃希菌1小时后，检测结果分别如图11和12所示，取多个空白样和阳性板样进行了上述测试，其中图11和12为随意选取的两个样品结果，该结果是细菌在相应样品表面1小时后稀释2000倍培养24小时的图片。
对比图8-12可知，结果显示阴性板和阳性板样中还残余了大量的大肠埃希菌群，而实施例4处理后的抗菌铝合金型材1小时内可以完全杀灭细菌。
此外，还将本发明实施例4制得的抗菌铝材，依据GB/T21866-2008抗菌涂料(漆膜)抗菌测定方法和抗菌效果进行抗大肠埃希菌性能测试，在抗菌型材表面涂107数量级的大肠埃希菌24小时后也未检测到细菌，可以得出本发明产品同样具有较强的抗菌性能。
将按照本发明方法制作的抗菌铝材储存一年后，依据GB/T21866-2008抗菌涂料(漆膜)抗菌测定方法和抗菌效果进行抗大肠埃希菌性能测试，在抗菌型材表面涂107数量级的大肠埃希菌24小时后，同样未检测到细菌，由此可以看出，本发明方法制得的抗菌铝材在一年后仍具有良好的抗菌性能，表明本发明制作方法制备的抗菌铝材的抗菌性能具有持久性。
本发明的实施例五为：一种抗菌铝材的制作方法，包括以下步骤：将待处理铝材依次经过如下操作制得抗菌铝材：酸性除油→水洗→碱洗→水洗→出光→两次水洗→阳极氧化→水洗→电化学沉积→水洗；
其中，所述阳极氧化操作过程中是在酸性溶液中，以待处理铝材作为阳极板进行直流阳极氧化，所述待处理铝材为铝板，氧化过程中的工艺参数如下：游离硫酸为170g/L，铝离子浓度为3g/L，温度为15℃，电流密度为1.35A/dm2，时间为50min；
所述电化学沉积操作过程中，以待处理铝材作为阳极板浸入含有碘单质、碘离子和聚乙烯吡咯烷酮碘的水溶液中，以钢板作为阴极板进行电化学沉积，电化学沉积过程中的工艺参数如下：所述水溶液中碘单质的质量分数为3％，聚乙烯吡咯烷酮碘的质量分数为25％，碘离子的质量分数为0.5％，电压为120V，电沉积时间为3min。
本发明的实施例六为：一种抗菌铝材的制作方法，包括以下步骤：将待处理铝材依次经过如下操作制得抗菌铝材：酸性除油→水洗→碱洗→水洗→出光→两次水洗→阳极氧化→水洗→电化学沉积→水洗；
其中，所述阳极氧化操作过程中是在酸性溶液中，以待处理铝材作为阳极板进行直流阳极氧化，所述待处理铝材为铝板，氧化过程中的工艺参数如下：游离硫酸为170g/L，铝离子浓度为3g/L，温度为15℃，电流密度为1.35A/dm2，时间为10min；
所述电化学沉积操作过程中，以待处理铝材作为阳极板浸入含有碘单质、碘离子和聚乙烯吡咯烷酮碘的水溶液中，以钢板作为阴极板进行电化学沉积，电化学沉积过程中的工艺参数如下：所述水溶液中碘单质的质量分数为3％，聚乙烯吡咯烷酮碘的质量分数为30％，碘离子的质量分数为2％，电压为120V，电沉积时间为3min。
综上所述，本发明提供的一种抗菌铝材的制作方法，该方法具有抗菌效果好且抗菌性能持久等优点。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种抗菌铝材的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、阳极氧化：以待处理的铝材置于酸性溶液中作为阳极，进行氧化；
S2、电化学沉积：将经过所述步骤S1氧化后的铝材作为阳极板浸入含有碘单质、碘离子和聚乙烯吡咯烷酮碘的水溶液中，进行电化学沉积；其中，所述水溶液中碘单质的质量分数≤3％，聚乙烯吡咯烷酮碘的质量分数≤30％，碘离子的质量分数≤2％；
所述步骤S1中，阳极氧化过程时，温度为15～20℃，电流密度为1.3～1.4A/dm2。
2.根据权利要求1所述的抗菌铝材的制作方法，其特征在于：所述步骤S2中，电沉积时间不大于8min。
3.根据权利要求1所述的抗菌铝材的制作方法，其特征在于：所述步骤S2中，电化学沉积过程中电压≥80V。
4.根据权利要求1所述的抗菌铝材的制作方法，其特征在于：所述步骤S2中，电化学沉积过程中，阴极板为耐腐蚀性极板。
5.根据权利要求1所述的抗菌铝材的制作方法，其特征在于：所述步骤S1中，阳极氧化过程时，铝离子的浓度为1～5g/L，时间为10～50min。
6.根据权利要求5所述的抗菌铝材的制作方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述酸性溶液为硫酸溶液。
7.根据权利要求6所述的抗菌铝材的制作方法，其特征在于：所述硫酸溶液中游离的硫酸浓度为160～180g/L。
8.根据权利要求1所述的抗菌铝材的制作方法，其特征在于：所述待处理铝材由铝或铝合金材料制成。
9.根据权利要求1所述的抗菌铝材的制作方法，其特征在于：所述制作方法还包括在将待处理的铝材置于酸性溶液中进行阳极氧化前还对待处理的铝材进行了预处理操作，所述预处理操作包括以下步骤：
酸性除油→水洗→碱洗→水洗→出光→两次水洗。
10.一种抗菌铝材的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：将待处理铝材依次经过如下操作制得抗菌铝材：酸性除油→水洗→碱洗→水洗→出光→两次水洗→阳极氧化→水洗→电化学沉积→水洗；
其中，所述阳极氧化操作过程中是在酸性溶液中，以待处理铝材作为阳极板进行直流阳极氧化，氧化过程中的工艺参数如下：游离硫酸为160～180g/L，铝离子浓度为1～5g/L，温度为15～20℃，电流密度为1.3～1.4A/dm2，时间为10～50min；
所述电化学沉积操作过程中，以待处理铝材作为阳极板浸入含有碘单质、碘离子和聚乙烯吡咯烷酮碘的水溶液中，以耐腐蚀性极板作为阴极板进行电化学沉积，电化学沉积过程中的工艺参数如下：所述水溶液中碘单质的质量分数≤3％，聚乙烯吡咯烷酮碘的质量分数≤30％，碘离子的质量分数≤2％，电压≥80V。
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