[发明专利]一种抗菌玻璃纤维空气过滤纸及其制备方法

摘要

本发明公开了一种抗菌玻璃纤维空气过滤纸及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤（1）制备玻璃纤维；（2）玻璃纤维预处理；（3）制备负载银的玻璃纤维；（4）涂覆多孔石墨烯；（5）制备负载银/二氧化钛的抗菌玻璃纤维；（6）制备玻璃纤维过滤纸。通过本发明的方法能够将石墨烯、银以及二氧化钛更有效地均匀分散涂覆在玻璃纤维上，且进一步增大玻璃纤维相互作用面积及界面结合力，以使得玻璃纤维过滤纸力学性能更加优异，大幅度提高材料的强度和挺度，由于银和二氧化钛的抗菌特性使得复合材料拥有优良的抗菌性能。

主权项

一种抗菌玻璃纤维空气过滤纸的制备方法，包括如下步骤：（一）抗菌玻璃纤维的制备，包括以下步骤：（1）制备玻璃纤维：将54.4% SiO2、15%B2O3、0.6%Na2O、12%Al2O3和18%CaO粉碎搅拌混合后，放在400mL的刚玉坩埚内，用硅钼棒电阻炉熔制，加料温度为1370℃，熔融澄清温度为1450±10℃，于1200℃出炉，浇注成型，送入马弗炉中，于500℃退火，制得玻璃；将制得的玻璃加热到拉丝粘度的温度1050℃，拉制成特定直径大小的玻璃纤维；（2）玻璃纤维预处理：取45份玻璃纤维分相后，在100mL浓度为1mol/L的HCl溶液中进行酸浸处理，酸浸处理是在恒温95℃条件下进行，使玻璃纤维中分出的Na2O‑B2O3相溶解于酸，酸中加入5mL浓度为40%的NH4Cl溶液作为缓冲剂，酸处理时间为30min；经水洗脱水、烘干，得到预处理玻璃纤维；（3）称取粒径为2~5nm的石墨烯量子点配制成浓度为0.3mg/mL的分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌50mL石墨烯量子点分散溶液，加入到浓度为0.03mol/L硝酸银溶液，超声搅拌条件为500W超声功率，200rpm搅拌速度，控制反应温度为45℃，滴加浓度为0.8mol/L二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌90min；滴加10mL石墨烯量子点分散溶液；将步骤（2）得到的预处理玻璃纤维加入其中，超声搅拌速度减半，浸渍60min，期间避免纤维缠结，影响涂覆效果；取出玻璃纤维清洗，烘干，待用；石墨烯量子点分散液、硝酸银溶液与二水合柠檬酸三钠的体积比为4:3:2；（4）称取多孔石墨烯配制成浓度为0.2mg/mL的石墨烯分散溶液，多孔石墨烯为2~5层，孔大小为3~6nm，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌100mL石墨烯分散溶液，超声搅拌条件为500W超声功率，200rpm搅拌速度，加入步骤（3）制得的玻璃纤维，超声搅拌10min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在100℃下保温30min；取出玻璃纤维清洗，烘干，待用；（5）将0. 3M钛源加入到1 M硫酸溶液中，钛源为钛酸异丙酯，混合均匀；加入步骤（4）制得的玻璃纤维，升温至110℃，反应5h后，用浓氨水溶液调pH值至7，陈化12小时后，清洗，干燥，得到负载银/二氧化钛的抗菌玻璃纤维；（二）玻璃纤维过滤纸的制备，包括以下步骤：（a）制浆：取50份直径为3.3mm的抗菌玻璃纤维和10份直径为0.9μm的抗菌玻璃纤维，将两种不同直径的复合玻璃纤维加入打浆机中，然后加入清水和硫酸，使浆料pH＝3.8，质量浓度为2.7%，然后进行打浆分散，打浆时间30min得到纸浆悬浮液；（b）成型：稀释步骤（a）悬浮液至质量浓度为0.3%，并进行除渣处理；然后将浆料输送至斜网成型器上进行湿法成型，得到湿纸；（c）施胶：对步骤（b）所得湿纸进行施胶，所施胶料为丙烯酸乳液、和防水乳液的混合液；（d）脱水：抽吸步骤（c）施胶的湿纸，使湿纸含湿率＜45%；（e）干燥：100~200℃干燥脱水后的湿纸即得成品。