CN114524625A - 一种抗菌高强度玻璃及其制备方法 - Google Patents

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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
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Abstract

本发明公开一种抗菌高强度玻璃的制备方法，包括以下步骤：(1)将玻璃基板清洁干净，然后放入烘箱中烘干；(2)将硝酸钾加热熔融，制得硝酸钾熔盐；(3)将玻璃基板预热后迅速完全浸入硝酸钾熔盐中进行离子交换，(4)将交换完成后的玻璃基板取出冷却，然后清洗烘干；(5)将硝酸钾和硝酸银混合后加热熔融，制得混合熔盐；(6)将步骤(4)制得的玻璃预热后迅速完全浸入混合熔盐中进行离子交换；(7)将步骤(6)制得玻璃取出冷却，然后清洗干净，放入烘干炉中烘干，制得成品。本发明采用离子交换技术制备的抗菌高强度玻璃，工艺简单，成本较低，可以实现大规模生产，而且生产出来的玻璃强度高、抗菌性能好、透光率好。

Description

一种抗菌高强度玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃技术领域，具体为一种抗菌高强度玻璃的制备方法。
背景技术
伴随着科技进步和人民生活水平的提高，玻璃制品早已走进了千家万户，运用在各个领域。人们几乎每天接触的厨房、卫生间场所含有大量细菌，极易对人体造成不良影响，因此消费者非常渴望生活用品具有杀菌、消毒功能。目前具有抗菌功能的玻璃及制品在国外发达国家已经投放市场，但在我国运用较少，产品上市较少，尚属初步开发阶段。制备抗菌玻璃所涉及学科领域很广，技术难度较大，产品的质量不易保证，生产成本高。
目前所报道的抗菌玻璃按其制备方法，主要有2中，第一种是玻璃熔融过程中加入无机抗菌剂，此方法抗菌离子参与了玻璃网络结构的构建，由于额外加入了抗菌离子，抗菌玻璃相对于成分大体相同的普通玻璃在空间结构上发生了一定的改变，玻璃的其它性能也会有所变化；第二种是镀膜法，镀膜抗菌玻璃本身膜层耐划伤性能差，使用寿命短。
发明内容
为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种抗菌高强度玻璃的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种抗菌高强度玻璃的制备方法，包括以下步骤：
(1)将玻璃基板清洁干净，去除油污和灰尘，然后放入烘箱中烘干；
(2)将硝酸钾加热熔融，并升温至430-480℃，制得硝酸钾熔盐；
(3)为了避免玻璃炸裂，预先将玻璃基板预热后迅速完全浸入硝酸钾熔盐中进行离子交换，交换时间为6-10小时，温度保持在430-480℃；
(4)将交换完成后的玻璃基板取出冷却，然后清洗干净，放入烘干炉中烘干，得到离子加强玻璃；
(5)将硝酸钾和硝酸银混合后加热熔融，并升温至400-450℃，制得混合熔盐；
(6)为了避免玻璃炸裂，预先将将步骤(4)制得的玻璃预热后迅速完全浸入混合熔盐中进行离子交换，交换时间为1-10分钟，温度保持在400-450℃；
(7)将步骤(6)制得玻璃取出冷却，然后清洗干净，放入烘干炉中烘干，制得成品。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤(1)所述的玻璃基板为钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃和硼硅酸盐玻璃中的一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(2)中的温度为450℃。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(3)中交换时间为8小时，温度保持在450℃。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(4)烘干温度为60℃，烘干时间为30分钟。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(5)硝酸钾和硝酸银混合物按重量百分比为硝酸钾98％-99.99％，硝酸银0.01％-2％。
作为本发明的一种优选技术方案，其特征在于，所述步骤(7)烘干温度为60℃，烘干时间为30分钟。
本发明的有益效果是：
本发明采用离子交换技术制备的抗菌高强度玻璃，工艺简单，成本较低，可以实现大规模生产，而且生产出来的玻璃强度高、抗菌性能好、透光率好。本发明采用硝酸钾与玻璃进行离子交换，离子半径较大钾离子与玻璃中的一些离子半径较小的钠离子生离子交换，使钾离子进入到玻璃中，导致玻璃网络间隙减少，从而在表面形成压应力，增加了玻璃的强度；而且银离子具有抗菌性能，将交换后的高强度玻璃继续与硝酸钾和银离子化合物的混合物进行离子交换，使银离子进入到玻璃中，得到具有抗菌性能的高强度玻璃。本发明采用合适的硝酸钾和硝酸银比例混合，在得到较强抗菌性的同时，基本不影响玻璃的光学性能。本发明制备的高强度抗菌玻璃对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌和黄曲霉菌、黑曲霉菌等真菌都具有很好的抗性。
具体实施方式
以下结合优选实施例对本发明进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
一种抗菌高强度玻璃的制备方法，包括以下步骤：
(1)将钠钙玻璃玻璃基板清洁干净，去除油污和灰尘，然后放入烘箱中烘干，烘干温度为60℃，烘干时间为30分钟；
(2)将硝酸钾加热熔融，并升温至430℃，制得硝酸钾熔盐；
(3)为了避免玻璃炸裂，预先将将玻璃基板预热后迅速完全浸入硝酸钾熔盐中进行离子交换，交换时间为6小时，温度保持在430℃；
(4)将交换完成后的玻璃玻璃基板取出冷却，然后清洗干净，放入烘干炉中烘干，烘干温度为60℃，烘干时间为30分钟；
(5)将硝酸钾和硝酸银混合物按重量百分比为硝酸钾98％，硝酸银2％混合后加热熔融，并升温至400℃，制得混合熔盐；
(6)为了避免玻璃炸裂，预先将将步骤(4)制得的玻璃预热后迅速完全浸入混合熔盐中进行离子交换，交换时间为1分钟，温度保持在400℃；
(7)将步骤(6)制得玻璃取出冷却，然后清洗干净，放入烘干炉中烘干，烘干温度为60℃，烘干时间为30分钟，制得成品。
实施例二
一种抗菌高强度玻璃的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铝硅酸盐玻璃基板清洁干净，去除油污和灰尘，然后放入烘箱中烘干烘干温度为60℃，烘干时间为30分钟；
(2)将硝酸钾加热熔融，并升温至450℃，制得硝酸钾熔盐；
(3)为了避免玻璃炸裂，预先将将玻璃基板预热后迅速完全浸入硝酸钾熔盐中进行离子交换，交换时间为8小时，温度保持在450℃；
(4)将交换完成后的玻璃玻璃基板取出冷却，然后清洗干净，放入烘干炉中烘干，烘干温度为60℃，烘干时间为30分钟；
(5)将硝酸钾和硝酸银混合物按重量百分比为硝酸钾99％，硝酸银1％混合后加热熔融，并升温至420℃，制得混合熔盐；
(6)为了避免玻璃炸裂，预先将将步骤(4)制得的玻璃预热后迅速完全浸入混合熔盐中进行离子交换，交换时间为5分钟，温度保持在420℃；
(7)将步骤(6)制得玻璃取出冷却，然后清洗干净，放入烘干炉中烘干，烘干温度为60℃，烘干时间为30分钟，制得成品。
实施例三
(1)将硼硅酸盐玻璃基板清洁干净，去除油污和灰尘，然后放入烘箱中烘干烘干温度为60℃，烘干时间为30分钟；
(2)将硝酸钾加热熔融，并升温至480℃，制得硝酸钾熔盐；
(3)为了避免玻璃炸裂，预先将将玻璃基板预热后迅速完全浸入硝酸钾熔盐中进行离子交换，交换时间为10小时，温度保持在480℃；
(4)将交换完成后的玻璃玻璃基板取出冷却，然后清洗干净，放入烘干炉中烘干，烘干温度为60℃，烘干时间为30分钟；
(5)将硝酸钾和硝酸银混合物按重量百分比为硝酸钾99.99％，硝酸银0.01％混合后加热熔融，并升温至450℃，制得混合熔盐；
(6)为了避免玻璃炸裂，预先将将步骤(4)制得的玻璃预热后迅速完全浸入混合熔盐中进行离子交换，交换时间为10分钟，温度保持在450℃；
(7)将步骤(6)制得玻璃取出冷却，然后清洗干净，放入烘干炉中烘干，烘干温度为60℃，烘干时间为30分钟，制得成品。
本发明采用离子交换技术制备的抗菌高强度玻璃，工艺简单，成本较低，可以实现大规模生产，而且生产出来的玻璃强度高、抗菌性能好、透光率好。本发明采用硝酸钾与玻璃进行离子交换，离子半径较大钾离子与玻璃中的一些离子半径较小的钠离子生离子交换，使钾离子进入到玻璃中，导致玻璃网络间隙减少，从而在表面形成压应力，增加了玻璃的强度；而且银离子具有抗菌性能，将交换后的高强度玻璃继续与硝酸钾和银离子化合物的混合物进行离子交换，使银离子进入到玻璃中，得到具有抗菌性能的高强度玻璃。本发明采用合适的硝酸钾和硝酸银比例混合，在得到较强抗菌性的同时，基本不影响玻璃的光学性能。本发明制备的高强度抗菌玻璃对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌和黄曲霉菌、黑曲霉菌等真菌都具有很好的抗性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种抗菌高强度玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将玻璃基板清洁干净，去除油污和灰尘，然后放入烘箱中烘干；
(2)将硝酸钾加热熔融，并升温至430-480℃，制得硝酸钾熔盐；
(3)将玻璃基板预热后迅速完全浸入硝酸钾熔盐中进行离子交换，交换时间为6-10小时，温度保持在430-480℃；
(4)将交换完成后的玻璃基板取出冷却，然后清洗干净，放入烘干炉中烘干；
(5)将硝酸钾和硝酸银混合后加热熔融，并升温至400-450℃，制得混合熔盐；
(6)将步骤(4)制得的玻璃预热后迅速完全浸入混合熔盐中进行离子交换，交换时间为1-10分钟，温度保持在400-450℃；
(7)将步骤(6)制得玻璃取出冷却，然后清洗干净，放入烘干炉中烘干，制得成品。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌高强度玻璃的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的玻璃基板为钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃和硼硅酸盐玻璃中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌高强度玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的温度为450℃。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌高强度玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中交换时间为8小时，温度保持在450℃。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌高强度玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)烘干温度为60℃，烘干时间为30分钟。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌高强度玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)硝酸钾和硝酸银混合物按重量百分比为硝酸钾98％-99.99％，硝酸银0.01％-2％。
7.根据权利要求1所述的一种抗菌高强度玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤(7)烘干温度为60℃，烘干时间为30分钟。
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