[发明专利]一种抗菌玻璃纤维及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种抗菌玻璃纤维及其制备方法、应用，所述抗菌玻璃纤维为含碱金属的玻璃纤维与含银介质采用化学离子交换制备而成，所述抗菌玻璃纤维具有延伸到玻璃纤维内部的含银层或含银区域。本发明采用离子化学离子交换使抗菌有效成分银离子浸入玻璃内部，形成含银层或含银区域的抗菌有效部分，抗菌使用过程中，玻璃表面渗出的银离子起到杀菌效果，避免了喷涂银层导致的易脱落，进而提高了抗菌有效使用时间和重复使用性，且发明能够避免高分子化合物随时间老化的问题；本发明通过合理控制碱金属含量、混合盐中银离子浓度、离子交换参数，制备的抗菌玻璃纤维中有效银离子含量为3wt％～36wt％，其抗菌率能达到99.99％。

技术领域

本发明涉及玻璃加工技术领域，具体涉及一种抗菌玻璃纤维及其制备方法、应用。

背景技术

空气中潜伏着大量对人体有害微生物，尤其在人员密集的公共场所、医疗场所，密闭空间等，通风差，空气质量不高，人们极易感染细菌和病毒，从而影响身体健康。

呼吸是空气中有害微生物传播的主要途径之一，净化呼吸气体，能有效降低病毒和细菌感染几率。

目前市售空气净化装置种类繁多，核心部件为过滤材料。过滤材料可根据功能分为：过滤空气颗粒物、过滤气味、抗菌，可应用于空调、空气净化器、口罩、新风系统等领域，但这些过滤材料通常为高分子化合物，会随着时间老化，而抗菌有效成分通常通过将抗菌材料采用涂覆、镀膜等方式与衬底材料结合而得，易剥落，抗菌效果易失效，故市售过滤材料通常为一次性材料。

玻璃纤维可通过化学反应与抗菌因子(如银离子、铜离子等)进行离子交换，从而使抗菌物质进入玻璃内部结构，使玻璃纤维具有抗菌时效长、效果好、可重复使用等优点，且不会随时间老化。目前，将玻璃纤维应用于抗菌过滤材料的技术不多，处于起步阶段。现有技术中，CN103882780A公开了将玻璃纤维制成玻璃纤维纸，表面喷涂纳米银和羟基吡啶硫酮类物质，从而得到抗菌过滤材料。该项技术制得的抗菌过滤材料，表面涂覆的抗菌层薄、易剥落，有效期短，剥落后导致抗菌效果下降，无法重复使用。

发明内容

本发明目的在于提供一种抗菌玻璃纤维及其制备方法、应用，解决现有过滤材料易老化、抗菌时效短、重复使用性差的问题。

此外，本发明还提供上述抗菌玻璃纤维的制备方法、应用。

本发明通过下述技术方案实现：

一种抗菌玻璃纤维，所述抗菌玻璃纤维为含碱金属的玻璃纤维与含银介质采用化学离子交换制备而成，所述抗菌玻璃纤维具有延伸到玻璃纤维内部的含银层或含银区域。

本发明中银离子为抗菌有效成分，其在于Ag+杀菌效果好，性质稳定，无毒无刺激，已广泛应用于杀灭大肠杆菌、白色念珠菌、金黄色葡萄菌等消毒杀菌领域。银离子的抗菌原理为：银离子与带负电荷的细胞膜发生库伦吸引，形成微动力效应，银离子刺穿细菌细胞膜，进入微生物内，与蛋白质上的巯基发生反应，导致蛋白质丧失活性，从而达到抗菌的效果。

本发明中选玻璃纤维作为抗菌过滤材料，其在于玻璃纤维比表面积大，与过滤物质接触面大，含银玻璃纤维通过释放银离子对流经气体进行抗菌处理，抗菌性能优异；韧性强，可织成任一形状；表面光滑稳定，不易堆积颗粒物和结垢，易清洗，可重复使用；易于生产。

本发明的玻璃纤维含有碱金属，化学离子交换过程中含银介质中银离子与玻璃纤维中的相同价态(通常为1⁺)阳离子进行交换，碱金属提供该阳离子，银离子与玻璃中的碱金属进行交换并浸入玻璃内部，形成含银层或含银区域的抗菌有效部分。抗菌使用过程中，玻璃表面渗出的银离子起到杀菌效果。抗菌玻璃纤维表面渗出的银离子对大肠杆菌、白色念珠菌、金黄色葡萄菌、产气肠杆菌、绿脓假单胞菌等微生物都有杀灭性，抗菌玻璃纤维结构稳定，银离子渗出速率稳定。