CN109027437B - 一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及下水管道抗菌耐磨技术领域，特别涉及一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬。旨在提供一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，玻璃纤维管道由玻璃纤维与银沸石分子筛粉末经水热反应形成共晶后一次成型。将沸石分子筛进行活化，加入硝酸银溶液反应得到银沸石分子筛；将银沸石分子筛和玻璃纤维粉末分散于有机溶剂中，加入有机模板剂；采用水热合成法，得到玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末；加热到熔融状态拉丝，编织成为所述抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬。一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，通过玻璃纤维与银沸石分子筛水热合成形成共晶后，拉丝再编织为管道内衬，具有良好的耐磨性和抗菌性，同时使管道内衬的厚度减小，便于施工和维修。
Description
技术领域
本发明涉及下水管道抗菌耐磨技术领域，特别涉及一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬。
背景技术
抗菌管作为一种高档水管，因其带来杀灭细菌过滤水质的技术效果，被广泛认可与使用。现有技术的抗菌管存在以下问题：无机抗菌剂如银离子、铜离子在生产抗菌管材时，必须经过高温挤出工艺，金属离子经高温易变成黑绿色，使管材变色，影响管材质量；有机抗菌剂在生产抗菌管时，塑料高温挤出工艺易使有机抗菌剂分解而失效或部分失效，甚至产生有毒物质污染，生产工艺要控制的很好，要求较高；因生产塑料管材工艺决定，抗菌有效表面层只是一部分，抗菌剂大量存在于管材内部，产生浪费；抗菌剂使用量大，生产成本高；抗菌剂一般都有“有效使用寿命”，失效后无法维护。
同时，现有的抗菌管材中，多采用PVC管、PRR管等有机材料，这些有机材料的耐磨性差且管壁较厚，不利于安装和维修。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，通过玻璃纤维与银沸石分子筛水热合成形成共晶后，拉丝再编织为管道内衬，具有良好的耐磨性和抗菌性，同时使管道内衬的厚度减小，便于施工和维修。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，由玻璃纤维管道由玻璃纤维与银沸石分子筛粉末经水热反应形成共晶后一次成型。
进一步的，玻璃纤维是硅铝钙镁系耐化学腐蚀玻璃纤维，由SiO2、Al2O3、CaO组成。
进一步的，银沸石分子筛是以MFI类型的沸石分子筛为载体，用硝酸银溶液进行离子交换得到。
进一步的，玻璃纤维与银沸石分子筛的质量比为0.7-1.3:1。
进一步的，一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬的制备方法，包括以下步骤：
步骤1.将沸石分子筛研磨过筛后得到粒度为40-50目的粉末；
步骤2.加入稀盐酸对沸石分子筛进行活化，加入氨水将溶液PH保持在6-8，加入硝酸银溶液反应1-2h，抽滤得到银沸石分子筛；
步骤3.将银沸石分子筛和玻璃纤维粉末分散于有机溶剂中，加入有机模板剂；
步骤4.将步骤3中得到的混合物加入到反应釜中采用水热合成法，将反应釜置于200-250℃下晶化12-36h，得到玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末；
步骤5.将玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末加热到熔融状态拉丝，编织成为所述抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬。
进一步的，混合溶剂是有机溶剂水与去离子的混合物；有机溶剂与去离子水的质量比为（0.8-1.2）：1。
进一步的，有机溶剂是乙二醇、丙三醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、DMF或正己烷中的任意一种。
进一步的，有机模板剂是三乙醇胺、丝氨醇、2-氨基-1,3丙二醇、2-氨基-2甲基-1,3丙二醇、十六烷基三甲基溴化铵或四丁基溴化铵中的任意一种。
进一步的，按照质量分数计算，各组分含量包括：银沸石分子筛10-15份、玻璃纤维7-13份、有机溶剂40-60份、有机模板剂12-19份。
通过采用上述技术方案，本发明提供的一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，使玻璃纤维与银沸石分子筛形成共晶后，熔融拉丝，编织成为管道内衬，不但为管道提供了可靠的杀菌银离子，还对玻璃纤维进行了改性，改善了玻璃纤维的耐磨性差的缺点，使本发明提供的管道内衬具有耐磨且抗菌的优异性能。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1. 本发明提供的一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，通过离子交换的方式，使银离子将沸石分子筛骨架上的Na+置换出来，为银离子提供一个可靠的杀菌环境；同时多孔沸石分子筛可对下水管道中的有毒、有异味的气体进行吸附，有效减少下水管道中的异味，解决了下水管道反味的问题；
2. 本发明提供的一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，沸石分子筛的掺入，能够有效弥补玻璃纤维耐磨性差的缺陷，提高了下水管道内衬的使用寿命；
3. 本发明提供的一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，在步骤1中将PH值调至6-8，当PH大于8或小于6时银离子的溶解度下降，降低银离子的离子交换效率；
4. 本发明提供的一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，将玻璃纤维与沸石分子筛进行水热合成形成共晶，在玻璃纤维与沸石分子筛之间形成了稳固的化学键，有效解决了涂覆或单纯以玻璃纤维为载体，将沸石分子筛粉末编织在表面容易掉粉的问题，提高了管道内衬的使用寿命，且单纯的涂覆或包覆，容易导致玻璃纤维将沸石分子筛的孔道堵塞的问题发生；
5. 本发明提供的一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，选择硅铝钙镁系耐化学腐蚀玻璃纤维，能够有效提高管道内衬的耐化学腐蚀性，同时硅铝钙镁系的玻璃纤维在水热条件下更易与沸石分子筛形成牢固的共晶体。
具体实施方式
一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，由玻璃纤维管道由玻璃纤维与银沸石分子筛粉末经水热反应形成共晶后一次成型。
作为一种优选方案，玻璃纤维是硅铝钙镁系耐化学腐蚀玻璃纤维，由SiO2、Al2O3、CaO组成。
作为一种优选方案，银沸石分子筛是以MFI类型的沸石分子筛为载体，用硝酸银溶液进行离子交换得到。
作为一种优选方案，玻璃纤维与银沸石分子筛的质量比为0.7-1.3:1。
作为一种优选方案，一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬的制备方法，包括以下步骤：
步骤1.将沸石分子筛研磨过筛后得到粒度为40-50目的粉末；步骤2.加入稀盐酸对沸石分子筛进行活化，加入氨水将溶液PH保持在6-8，加入硝酸银溶液反应1-2h，抽滤得到银沸石分子筛；
步骤3.将银沸石分子筛和玻璃纤维粉末分散于有机溶剂中，加入有机模板剂；
步骤4.将步骤3中得到的混合物加入到反应釜中采用水热合成法，将反应釜置于200-250℃下晶化12-36h，得到玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末；
步骤5.将玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末加热到熔融状态拉丝，编织成为所述抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬。
作为一种优选方案，混合溶剂是有机溶剂水与去离子的混合物；有机溶剂与去离子水的质量比为（0.8-1.2）：1。
作为一种优选方案，有机溶剂是乙二醇、丙三醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、DMF或正己烷中的任意一种。
作为一种优选方案，有机模板剂是三乙醇胺、丝氨醇、2-氨基-1,3丙二醇、2-氨基-2甲基-1,3丙二醇、十六烷基三甲基溴化铵或四丁基溴化铵中的任意一种。
作为一种优选方案，按照质量分数计算，各组分含量包括：银沸石分子筛10-15份、玻璃纤维7-13份、有机溶剂40-60份、有机模板剂12-19份。
以下各实施例中提到的“份数”均以质量份数计算。
实施例1：一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，制备步骤如下：
步骤1.将MFI类型沸石分子筛研磨过筛后得到粒度为40-50目的粉末；
步骤2.加入稀盐酸对沸石分子筛进行活化，加入氨水将溶液PH保持在6，加入硝酸银溶液反应2h，抽滤得到滤饼，用去离子水将滤饼洗涤至中性，烘干得银沸石分子筛；
步骤3.将10份银沸石分子筛和7份玻璃纤维粉末分散于40份乙二醇中，加入12份乙二胺；
步骤4.将步骤3中得到的混合物加入到反应釜中采用水热合成法，将反应釜置于200℃下晶化12h，得到玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末；
步骤5.将玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末加热到熔融状态拉丝，编织成为所述抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬。
实施例2：一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，制备步骤如下：
步骤1.将MFI类型沸石分子筛研磨过筛后得到粒度为40-50目的粉末；
步骤2.加入稀盐酸对沸石分子筛进行活化，加入氨水将溶液PH保持在7，加入硝酸银溶液反应1h，抽滤得到滤饼，用去离子水将滤饼洗涤至中性，烘干得银沸石分子筛；
步骤3.将15份银沸石分子筛和13份硅铝钙镁系玻璃纤维粉末分散于60份正己烷中，加入19份丝氨醇；
步骤4.将步骤3中得到的混合物加入到反应釜中采用水热合成法，将反应釜置于200℃下晶化36h，得到玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末；
步骤5.将玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末加热到熔融状态拉丝，编织成为所述抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬。
实施例3：一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，制备步骤如下：
步骤1.将MFI类型沸石分子筛研磨过筛后得到粒度为40-50目的粉末；
步骤2.加入稀盐酸对沸石分子筛进行活化，加入氨水将溶液PH保持在8，加入硝酸银溶液反应1.5h，抽滤得到滤饼，用去离子水将滤饼洗涤至中性，烘干得银沸石分子筛；
步骤3.将15份银沸石分子筛和8份硅铝钙镁系玻璃纤维粉末分散于50份乙醇中，加入15份丝氨醇；
步骤4.将步骤3中得到的混合物加入到反应釜中采用水热合成法，将反应釜置于210℃下晶化24h，得到玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末；
步骤5.将玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末加热到熔融状态拉丝，编织成为所述抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬。
实施例4：一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，制备步骤如下：
步骤1.将MFI类型沸石分子筛研磨过筛后得到粒度为40-50目的粉末；
步骤2.加入稀盐酸对沸石分子筛进行活化，加入氨水将溶液PH保持在8，加入硝酸银溶液反应1.5h，抽滤得到滤饼，用去离子水将滤饼洗涤至中性，烘干得银沸石分子筛；
步骤3.将15份银沸石分子筛和8份硅铝钙镁系玻璃纤维粉末分散于50份乙醇中，加入14份2-氨基-2甲基-1,3丙二醇；
步骤4.将步骤3中得到的混合物加入到反应釜中采用水热合成法，将反应釜置于220℃下晶化18h，得到玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末；
步骤5.将玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末加热到熔融状态拉丝，编织成为所述抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬。
实施例5：一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，制备步骤如下：
步骤1.将MFI类型沸石分子筛研磨过筛后得到粒度为40-50目的粉末；
步骤2.加入稀盐酸对沸石分子筛进行活化，加入氨水将溶液PH保持在7.5，加入硝酸银溶液反应2h，抽滤得到滤饼，用去离子水将滤饼洗涤至中性，烘干得银沸石分子筛；
步骤3.将11份银沸石分子筛和10份硅铝钙镁系玻璃纤维粉末分散于50份乙醇中，加入14份十六烷基三甲基溴化铵；
步骤4.将步骤3中得到的混合物加入到反应釜中采用水热合成法，将反应釜置于220℃下晶化18h，得到玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末；
步骤5.将玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末加热到熔融状态拉丝，编织成为所述抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬。
实施例6：实施例1：一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，制备步骤如下：
步骤1.将MFI类型沸石分子筛研磨过筛后得到粒度为40-50目的粉末；
步骤2.加入稀盐酸对沸石分子筛进行活化，加入氨水将溶液PH保持在7.5，加入硝酸银溶液反应2h，抽滤得到滤饼，用去离子水将滤饼洗涤至中性，烘干得银沸石分子筛；
步骤3.将11份银沸石分子筛和10份硅铝钙镁系玻璃纤维粉末分散于50份乙醇中，加入14份四丁基溴化铵；
步骤4.将步骤3中得到的混合物加入到反应釜中采用水热合成法，将反应釜置于220℃下晶化18h，得到玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末；
步骤5.将玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末加热到熔融状态拉丝，编织成为所述抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (6)
1.一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，其特征在于，所述玻璃纤维管道内衬由玻璃纤维与银沸石分子筛粉末经水热反应形成共晶后一次成型；
所述玻璃纤维是硅铝钙镁系耐化学腐蚀玻璃纤维，由SiO2、Al2O3、CaO组成；所述抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬的制备方法，包括以下步骤：
步骤1.将沸石分子筛研磨过筛后得到粒度为40-50目的粉末；步骤2.加入稀盐酸对沸石分子筛进行活化，加入氨水将溶液PH保持在6-8，加入硝酸银溶液反应1-2h，抽滤得到银沸石分子筛；
步骤3.将银沸石分子筛和玻璃纤维粉末分散于有机溶剂中，加入有机模板剂；
步骤4.将步骤3中得到的混合物加入到反应釜中采用水热合成法，将反应釜置于200-250℃下晶化12-36h，得到玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末；
步骤5.将玻璃纤维与银沸石分子筛的共晶粉末加热到熔融状态拉丝，编织成为所述抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，其特征在于，所述银沸石分子筛是以MFI类型的沸石分子筛为载体，用硝酸银溶液进行离子交换得到。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，其特征在于，所述玻璃纤维与银沸石分子筛的质量比为0.7-1.3:1。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，其特征在于，所述有机溶剂是乙二醇、丙三醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、DMF或正己烷中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，其特征在于，所述有机模板剂是三乙醇胺、2-氨基-1,3丙二醇、2-氨基-2甲基-1,3丙二醇、十六烷基三甲基溴化铵或四丁基溴化铵中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌耐磨玻璃纤维管道内衬，其特征在于， 按照质量分数计算，各组分含量包括：银沸石分子筛10-15份、玻璃纤维7-13份、有机溶剂40-60份、有机模板剂12-19份。
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