[發明專利]一種抗菌玻璃及其制備方法

在審

• 申請號: 202010623835.8
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111925132A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 謝禎瀛;羅云俠;王鍵;林美靈;楊忠林;陳招娣;洪立昕
• 申請（專利權）人: 科立視材料科技有限公司
• 主分類號: C03C23/00
• 分類號: C03C23/00;C03B32/00;C03C15/00;C03C3/091
• 代理公司: 福州市景弘專利代理事務所(普通合伙) 35219
• 代理人: 林祥翔;方圓

本發明涉及了一種抗菌玻璃及其制備方法，包括以下步驟：分相，將硼硅酸鹽玻璃在550～700℃進行1.5～8h分相熱處理；侵蝕，將分相熱處理后的硅酸鹽玻璃進行清洗后，浸入8～12wt％的強酸溶液中侵蝕3～4h后，再浸入20～40wt％的弱酸溶液中侵蝕6～8h，形成表面具有侵蝕層的硼硅酸鹽玻璃；水浴，浸入含有銀離子的抗菌液進行30～100℃的水浴。該方法用酸性溶液侵蝕玻璃中的硼元素，并在玻璃表面形成侵蝕微孔，并利用水浴將銀離子擴散入侵蝕微孔中，并和硅氧網絡形成了穩定的結構，達到在玻璃表面植入抗菌銀離子的目的。該制備方法可有效在玻璃表面中均勻分散抗菌銀離子，避免高溫銀離子膠化，抗菌性能高，且生產成本低。

技術領域

本發明涉及玻璃的制備，特別涉及一種抗菌玻璃及其制備方法。

背景技術

隨著觸控顯示產品日近普及，衛生安全問題也隨之日漸突出，相關應用終端商開始在觸控產品最外層導入抗菌防霉功能(Anti-Microbial,AM Glass)的蓋板或玻璃保護貼。

目前制作具有抗菌功能的玻璃有兩種方法，第一種是在玻璃上鍍制具有抗菌功能的膜層(AM Coating)；第二種是使用離子交換法(Ion-Exchange)，將具有抗菌功能的金屬離子(AM Ions)加入熔融硝酸鉀中再將玻璃放入此混合溶液中從而植入玻璃的兩側表面。

專利CN201811623000一種抗菌玻璃及其制備方法，公開了一種通過鍍膜制備抗菌玻璃的方法。雖然抗菌鍍膜制備方法簡單且玻璃呈透明色，但抗菌膜層有被刮擦與磨損的風險，使玻璃表面裸露出無抗菌效果的部份，降低抗菌效用的能力。

專利CN108658453A一種抗菌型硅鋁酸鹽玻璃及其制備方法則而采用離子交換方法，抗菌離子被植入玻璃表面，可長久性的有效抗菌。但是離子交換的方法所生成的抗菌玻璃很難保證抗菌性和透過性的問題，若玻璃表面上的銀離子濃度過低，會影響抗菌性質。而玻璃表面銀離子濃度過高，則所生成的玻璃將具有可見的黃色。同時，高溫離子交換也會導致的抗菌銀膠化，從而降低的銀離子的抗菌性質以及玻璃的穿透性。同時，銀離子在玻璃中的也容易分散不均勻、生產成本也較高。

發明內容

為此，提供了一種低成本、工藝簡單，且抗菌性強，抗菌金屬離子分布均勻的抗菌玻璃及其制備方法。

本發明第一方面提供了一種抗菌玻璃的制備方法，包括以下步驟：

分相：將硼硅酸鹽玻璃在550～700℃進行1.5～8h分相熱處理；

侵蝕：將分相熱處理后的硅酸鹽玻璃進行清洗后，浸入8～12wt％的強酸溶液中侵蝕3～4h后，再浸入20～40wt％的弱酸溶液中侵蝕6～8h，形成表面具有侵蝕層的硼硅酸鹽玻璃，所述侵蝕層中含有侵蝕微孔；所述強酸為硝酸、硫酸、鹽酸中的一種或多種，所述弱酸為草酸、醋酸或其組合物；

水浴：將侵蝕后的硼硅酸鹽玻璃浸入含有銀離子的抗菌液進行0.5～2h，30～100℃的水浴，得到所述抗菌玻璃；所述抗菌液中銀離子的濃度大于1mol/L。

分相處理為玻璃再冷卻過程中或在一定溫度下熱處理時,由于局部位點區域內部質點遷移,某些組分發送偏聚，從而形成化學組成不同的兩個相。而硼硅酸鹽玻璃在分相處理后，局部位點區域會分為富硼相和富硅相。分相為微觀現象，局部位點區域從幾納米到幾百納米,分相區只有在高倍電子顯微鏡下才能觀察到。分相處理會使得局部硼元素富集，使得后續侵蝕中形成微孔結構。

侵蝕步驟中，運用強酸和弱酸再通過超聲震蕩輔助侵蝕玻璃中硼元素,形成侵蝕微孔結構；

水浴步驟中，玻璃置于抗菌液中浸泡,使銀離子吸附結合于的硅氧網絡結構中30～100℃的溫度會促使銀離子擴散到玻璃中硅氧網絡中去，也避免高溫離子交換中銀離子形成銀膠，由于侵蝕微孔的存在，以及分子間作用力的原因，銀離子和硅氧網絡形成了穩定的結構。