[發明專利]一種負載銀/二氧化鈦復合玻璃纖及其維制備方法

有效

• 申請號: 201610612829.6
• 申請日: 2016-07-29
• 公開（公告）號: CN106277747B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 黎淑娟
• 申請（專利權）人: 佛山市高明區誠睿基科技有限公司
• 主分類號: C03B37/025
• 分類號: C03B37/025;C03C13/00;C03C17/00;C03C25/66
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 鄧義華;廖苑濱

本發明公開了一種負載銀/二氧化鈦復合玻璃纖及其維制備方法，所述制備方法包括以下步驟：（1）制備玻璃纖維；（2）玻璃纖維預處理；（3）制備負載銀的玻璃纖維；（4）涂覆多孔石墨烯；（5）制備負載銀/二氧化鈦的玻璃纖維。該復合玻璃纖維的力學性能更加優異，可大幅度提高材料的強度和韌性，由于銀和二氧化鈦的抗菌特性使得復合材料擁有優良的抗菌性能。另外，本發明的方法工藝簡單，成本低廉，實用性好。

技術領域

本發明涉及了復合材料技術領域，特別是涉及了一種負載銀/二氧化鈦復合玻璃纖及其維制備方法。

背景技術

玻璃纖維（英文原名為：glass fiber或fiberglass）是一種性能優異的無機非金屬材料，種類繁多，優點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高，但缺點是性脆，耐磨性較差。它一般是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝制造成的，其單絲的直徑為幾個微米到二十幾米個微米，相當于一根頭發絲的1/20~1/5，每束纖維原絲都由數百根甚至上千根單絲組成。

石墨烯作為碳的同素異形體，是碳原子按 sp2軌道雜化形成的具有蜂窩狀結構的單層二維晶體材料，石墨烯具有的良好的機械性能、化學穩定性等也將在復合材料等領域有著廣闊的應用前景。

目前，雖然有將石墨烯涂覆在玻璃纖維表面上以增強玻璃纖維的物理性能，但是改善效果并不是很理想，還有待進一步增強。而且，現在已有報道通過在玻璃纖維表面添加納米銀從而賦予玻璃纖維以抗菌性能，可應用于過濾紙以及樹脂等使其具有抗菌特性；但是納米銀呈顆粒狀，往往只能聚集在玻璃纖維的特定部位，無法均勻分布在表面，從而影響的抗菌效果；另一方面，納米銀與玻璃纖維無法緊密結合（特別是當納米銀顆粒含量增加時，容易發生團聚現象），在使用過程中容易脫落，從而影響使用壽命及抗菌效果。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供了一種具有持久抗菌性能的高強度和高韌性的負載銀/二氧化鈦復合玻璃纖維。本發明還提供了一種所述負載銀/二氧化鈦復合玻璃纖維制備方法。

本發明所要解決的技術問題通過以下技術方案予以實現：

一種負載銀/二氧化鈦復合玻璃纖維的制備方法，包括以下步驟：

（1）制備玻璃纖維：將50~55% SiO2、10~15%B2O3、5~10%Na2O、10~15%Al2O3和15~20%CaO粉碎攪拌混合后，放在400mL的剛玉坩堝內，用硅鉬棒電阻爐熔制，加料溫度為1370℃，熔融澄清溫度為1450±10℃，于1200℃出爐，澆注成型，送入馬弗爐中，于500℃退火，制得玻璃；將制得的玻璃加熱到拉絲粘度的溫度1050℃，拉制成直徑約10μm左右的玻璃纖維；

（2）玻璃纖維預處理：取5~50份玻璃纖維分相后，在100ml濃度為1mol/L的HCl溶液中進行酸浸處理，酸浸處理是在恒溫95℃條件下進行，使玻璃纖維中分出的Na2O-B2O3相溶解于酸，酸中加入5ml濃度為40%的NH4Cl溶液作為緩沖劑，酸處理時間為30min；經水洗脫水、烘干，得到預處理玻璃纖維；

（3）稱取石墨烯量子點（粒徑約2~5nm）配制成濃度為0.1~1mg/ml的分散溶液，溶劑為水、丙酮或二甲基亞砜；超聲攪拌（300~500W超聲功率，200~300rpm攪拌速度）50~60ml石墨烯量子點分散溶液，加入到濃度為0.01~0.03mol/L硝酸銀溶液，控制反應溫度為45~60℃，滴加濃度為0.1～0.8mol/L二水合檸檬酸三鈉，繼續超聲攪拌60~120min；滴加10~20ml石墨烯量子點分散溶液；將預處理后的玻璃纖維加入其中，超聲攪拌速度減半，浸漬30~60min，期間避免纖維纏結，影響涂覆效果；取出玻璃纖維清洗，烘干，待用；石墨烯量子點分散液、硝酸銀溶液與二水合檸檬酸三鈉的體積比為3~4:2~3：1~2；