CN115321819B - 一种高钢化抗菌玻璃杯及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及玻璃杯的技术领域,具体公开了一种高钢化抗菌玻璃杯及其制造方法。一种高钢化抗菌玻璃杯,包括玻璃杯本体,所述玻璃杯本体由包括以下重量份材料制成:80‑85份二氧化硅、10‑15份氧化硼、1‑6份氧化钠、0‑1份氧化钾、1‑5份氧化铝以及3‑5份抗菌材料,所述抗菌材料包括氧化银、磷酸银或氧化亚铜中的任意一种,所述抗菌材料还包括氧化钙、氧化钴、氧化镍中的任意一种或多种。其制造方法为:S1、半成品制备;S2、玻璃杯制备。本申请的玻璃杯可用于盛装水、饮料以及茶饮等,其具有优异抗菌性、抗菌持久性以及高强度的优点。
Description
技术领域
本申请涉及玻璃杯的领域,尤其是涉及一种高钢化抗菌玻璃杯及其制造方法。
背景技术
玻璃制品在生活中的实用性较高,而玻璃杯是日常生活中较为常用的一种器具,通常采用玻璃杯盛装水、茶、饮料等液体。玻璃杯的光透性较佳,视觉效果较佳,并且无有机物质添加,因此,玻璃杯具有较高的安全性。
由于玻璃杯的表面会附着一些杂质、灰尘以及部分微生物,若未清洁彻底较易在喝水时被带入人体内,因此需要对玻璃杯进行抗菌处理。目前,大多数玻璃的抗菌处理,通常采用在玻璃杯表面涂覆抗菌涂料,在玻璃杯表面形成抗菌膜层,以提高玻璃杯的抗菌效果。
针对上述相关技术,发明人认为简单在玻璃杯表面涂覆抗菌涂层,抗菌涂层较易被破坏,导致玻璃杯上较易负载杂质,即玻璃杯存在抗菌效果不佳的缺陷。
发明内容
为了改善玻璃杯存在抗菌效果不佳的缺陷,本申请提供一种高钢化抗菌玻璃杯及其制造方法。
第一方面,本申请提供一种高钢化抗菌玻璃杯,采用如下的技术方案:
一种高钢化抗菌玻璃杯,包括玻璃杯本体,所述玻璃杯本体由包括以下重量份材料制成:80-85份二氧化硅、10-15份氧化硼、1-6份氧化钠、0-1份氧化钾、1-5份氧化铝以及3-5份抗菌材料,所述抗菌材料包括氧化银、磷酸银或氧化亚铜中的任意一种,所述抗菌材料还包括氧化钙、氧化钴、氧化镍中的任意一种或多种。
通过采用上述技术方案,本申请技术方案优选采用在玻璃材料中添加抗菌材料,因此玻璃杯由内至外均具有较为优异的抗菌效果,与简单地在玻璃杯本体上涂覆抗菌涂层相比,玻璃杯能够获得较为长效的抗菌效果。
其次,采用氧化银或磷酸银作为抗菌材料,在玻璃材料中引入银离子,银离子具有较佳的抗菌效果以及安全性,因此能够有效改善玻璃杯的抗菌效果。而采用氧化钙、氧化钴或氧化镍与银离子配合,钙离子、钴离子或镍离子能够与带电氧离子进行静电缔合,降低熔融玻璃材料的粘度,促进抗菌材料在玻璃熔融材料中的分散均匀性,进一步提高了玻璃杯的抗菌均匀性。并且,在抗菌材料中添加了磷酸银,磷酸银在熔融的玻璃材料中,通过P-O与Si-O结合,降低了银离子析出的可能性,提高玻璃杯的抗菌稳定性。
最后,在抗菌材料中添加了氧化亚铜,亚铜离子在玻璃材料中的稳定性较佳,即亚铜离子不易析出,使玻璃杯获得了稳定的抗菌效果。
优选的,所述抗菌材料还包括五氧化二磷、磷酸钙、氧化钠以及二氧化钛。
通过采用上述技术方案,本申请技术方案中优选在抗菌材料中添加五氧化二磷、磷酸钙、氧化钠与二氧化钛,使得抗菌材料可配合形成磷酸盐玻璃,由于磷酸盐玻璃具有独特的磷氧四面体的网络结构,使磷酸盐玻璃获得缓释性能,通过磷酸盐玻璃的网络结构负载银离子以及二氧化钛,因此抗菌材料获得了缓蚀效果,有效延长了玻璃的抗菌的持久性。
同时,通过二氧化钛的加入,磷酸盐玻璃能够对二氧化钛进行包裹,二氧化钛能够均匀分散于抗菌材料中,与抗菌材料中其余组分配合协同提高玻璃杯的抗菌效果。并且二氧化钛能在抗菌材料中引入高场强的Ti4+,与玻璃材料中的游离氧结合形成四配位结构,与氧硅四面体形成良好的连接结构,提高玻璃材料中的网络结构,并且提高了玻璃结构的内聚力,因此改善了玻璃杯的密度以及结构稳定性。氧化钠的加入,能够提高了抗菌材料的缓蚀稳定性并起到助熔的效果。
优选的,所述磷酸银/氧化银/氧化亚铜、五氧化二磷、磷酸钙、氧化钠、氧化钙/氧化钴/氧化镍以及二氧化钛的质量比为0.5-2:60-65:20:10:1.5-3:3-5。
通过采用上述技术方案本申请技术方案优化了抗菌材料中的各组分的配比,优化了五氧化二磷在抗菌材料中的含量,优化抗菌材料中P的含量,因此游离氧预先与P结合,使银离子能够稳定游离于抗菌材料中,使玻璃杯获得了均匀且稳定的抗菌效果。
优选的,所述玻璃杯本体外涂覆有疏水抗菌层,所述疏水抗菌层包括以下重量份物质:60-80份银氨溶液、10-20份葡萄糖和10-20份酒石酸。
通过采用上述技术方案,本申请技术方案中优选采用银氨溶液、葡萄糖与酒石酸配合,葡萄糖与酒石酸还原银离子,并通过静电吸附以及离子交换在玻璃杯表面形成疏水抗菌层。疏水表面层上的银纳米颗粒彼此结合长大,形成沟壑状的银纳米薄膜,增加了玻璃杯的表面粗糙度,即形成了类似荷叶的疏水结构,水滴与玻璃杯表面接触后,沟壑中存在空气,水滴不易渗入微-纳复合结构中,改善了玻璃杯的疏水效果,因此,玻璃杯上不易负载杂质。
优选的,所述疏水抗菌层还包括生物抗菌层,所述生物抗菌层由葡聚糖和硫酸多粘菌素B,所述葡聚糖为功能化葡聚糖。
通过采用上述技术方案,功能化葡聚糖与硫酸多粘菌素B能够依次在玻璃杯表面形成生物抗菌层,当细菌与生物抗菌层接触后,功能葡聚糖层响应破裂,席夫碱断裂,释放硫酸多粘菌素B,抑制细菌生长并灭杀细菌,并且生物抗菌层中均为多糖,具有较高安全性,有效提高玻璃杯抗菌效果的同时,提高了玻璃杯的使用安全性。此外,由于葡聚糖与葡萄糖具有相似相容的原理,因此疏水抗菌层与生物抗菌层之间的连接效果较为稳定。
优选的,所述功能化葡聚糖的制备方法包括以下步骤:取葡聚糖与高碘酸钠混合,避光反应,加入乙二醇,搅拌,终止反应,透析,冷冻干燥,得到氧化葡聚糖;将D-酪氨酸与磷酸钠缓冲溶液混合,得到混合液,向混合液中加入氧化葡聚糖,搅拌,透析,冷冻干燥,得到功能化葡聚糖。
通过采用上述技术方案,本申请技术方案中优选采用高碘酸钠对葡聚糖进行改性,使葡聚糖上获得较多的醛基,进而再与D-酪氨酸配合利用席夫碱反应合成带有D-酪氨酸的葡聚糖,使得葡聚糖能够通过席夫碱与硫酸多粘菌素B反应,形成层层交联的生物抗菌层。
优选的,所述疏水抗菌层的制备方法包括以下步骤:改性处理:取玻璃杯本体在乙醇中进行超声清洗后,取出,水洗,干燥,浸入3-氨基丙基三甲氧基硅烷中,真空浸渍,得到经改性的玻璃本体;疏水层涂覆:将经改性的玻璃本体浸渍于疏水抗菌层中,真空干燥,采用十二烷基硫醇溶液处理,乙醇洗涤,干燥,得到涂覆有抗菌疏水层的玻璃杯。
通过采用上述技术方案,通过预先将玻璃本体浸渍于3-氨基丙基三甲氧基硅烷中,使玻璃本体上负载有氨基,疏水抗菌层中的银离子与氨基发生静电吸附,使疏水抗菌层紧密吸附于玻璃杯本体上,提高疏水抗菌层在玻璃杯上的负载牢固性。
优选的,在所述改性处理前,对玻璃杯本体进行刻蚀处理,所述刻蚀处理包括以下步骤:将玻璃杯本体浸渍于浓硫酸与过氧化氢的混合溶液中,浸渍处理,水洗,干燥,得到经刻蚀处理的玻璃杯本体。
通过采用上述技术方案,对玻璃杯本体进行刻蚀处理,去除玻璃杯本体上的杂质以及脏污,并增加玻璃杯本体的表面积,能够提高疏水抗菌层与玻璃杯本体之间的结合牢固性,使玻璃杯获得持久的抗菌效果。
第二方面,本申请提供一种高钢化抗菌玻璃杯的制造方法,采用如下的技术方案:
一种高钢化抗菌玻璃杯的制造方法,包括以下步骤:S1、半成品制备:按配方取二氧化硅、氧化硼、氧化钠、氧化钾和氧化铝,搅拌混合,加热熔融,得到熔融玻璃液,向熔融玻璃液中加入抗菌材料,继续搅拌,得到玻璃熔液,将玻璃熔液倒入模具中,冷却,得到半成品;S2、玻璃杯制备:对半成品进行清洗,将硝酸钾喷涂至玻璃杯内外表面,烘干,得到钢化半成品,将钢化半成品置于退火炉中,进行退火处理,得到玻璃杯。
通过采用上述技术方案,本申请技术方案中采用在玻璃杯上喷涂硝酸钾,硝酸钾能够在半成品表面形成钢化膜层,提高玻璃杯的强度,使得玻璃杯获得了优异的抗菌效果以及强度。
优选的,所述步骤S1中,向熔融玻璃液中加入抗菌材料后,保温1.5-2.5h,得到玻璃溶液;所述步骤S2中退火处理中,升温的速率为1-10℃/min,温度为500-600℃,时间为2-8h。
通过采用上述技术方案,本申请技术方案中优化了保温时间,适宜的保温时间,能够促进抗菌材料在玻璃材料中的分散均匀性,降低气泡的产生。同时,本申请技术方案中优化了退火处理的温度以及时间,适宜的退火温度能够降低玻璃本体中的应力,提高玻璃杯的强度。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
1、由于本申请优选采用在玻璃材料中直接添加抗菌材料,使得玻璃杯由内至外均具有抗菌效果,即玻璃杯获得长效的抗菌效果;采用氧化钙、氧化钴或氧化镍与银离子配合,降低银离子与带电氧离子结合,即阻止银离子的氧化,使银离子稳定游离于玻璃杯中,并且提高银粒子在玻璃材料中的分散均匀性,使玻璃杯获得较佳的抗菌效果。
2、本申请中优选采用在玻璃杯表面涂覆疏水抗菌层,通过疏水抗菌层中的银离子与玻璃杯表面的氨基静电吸附,并通过离子交换,使疏水抗菌层稳定负载于玻璃杯上,因此在玻璃杯表面以及玻璃杯内均游离有抗菌银离子,有效改善了玻璃杯的抗菌效果;并且,疏水抗菌层中的银粒子聚集形成沟壑,增加了玻璃杯的表面积,改善玻璃杯的疏水效果,即玻璃杯上不易负载杂质,进一步改善玻璃杯的疏水效果。
3、本申请的方法,在玻璃杯上喷涂硝酸钾,在玻璃杯上形成钢化膜层,在提高玻璃杯的强度的同时,有效提高了玻璃杯的表面应力,提高了玻璃杯的强度,因此,玻璃杯获得了较佳的强度以及抗菌效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例中,所选用的仪器设备如下所示,但不以此为限:
仪器:YN-XC-709钢化膜耐磨测试丝印玻璃膜涂层钢丝绒摩擦试验机、SDC-0001型水接触角检测仪。
制备例
抗菌材料制备例
制备例1-3
分别取氧化银、磷酸银、氧化亚铜、氧化镍、五氧化二磷、磷酸钙、氧化钠和二氧化钛,具体质量见表1,搅拌混合,得到抗菌材料1-3。
其中,值得说明的是,抗菌材料还包括氧化钙、氧化钴、氧化镍中的任意一种或多种,本实施例中仅在抗菌材料中添加了氧化镍。
制备例4-6
分别取磷酸银、氧化镍、五氧化二磷、磷酸钙、氧化钠和二氧化钛,具体质量见表1,将磷酸银、氧化镍、五氧化二磷、磷酸钙、氧化钠和二氧化钛搅拌混合,置于容器中,升温加热至1250-1300℃,保温30min,冷却,研磨,过300目筛,得到玻璃粉末,即为抗菌材料4-6。
表1制备例1-6抗菌材料组成
重量/kg | 制备例1 | 制备例2 | 制备例3 | 制备例4 | 制备例5 | 制备例6 |
氧化银 | 1 | - | - | - | - | - |
磷酸银 | - | 1 | - | 0.5 | 1 | 2 |
氧化亚铜 | - | - | 1 | - | - | - |
氧化镍 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 2 | 3 |
五氧化二磷 | - | - | - | 65 | 63 | 60 |
磷酸钙 | - | - | - | 20 | 20 | 20 |
氧化钠 | - | - | - | 10 | 10 | 10 |
二氧化钛 | - | - | - | 3 | 4 | 5 |
制备例7
与制备例6的区别在于:本制备例中未添加二氧化钛,制备玻璃粉末,得到抗菌材料7。
制备例8
与制备例6的区别在于:本制备例中未添加二氧化钛并采用氧化银替代磷酸银,制备玻璃粉末,得到抗菌材料8。
功能化葡聚糖的制备
制备例9
取3kg葡聚糖与100kg水中,升温加热至50℃,搅拌,冷却至室温,得到溶解液;向溶解液中加入3.96kg高碘酸钠,避光搅拌反应24h,加入1.5kg乙二醇,搅拌1h,停止反应,透析3d,冷冻干燥,得到氧化葡聚糖。取20gD-酪氨酸与40kg磷酸钠缓冲溶液(Ph=8)混合,得到混合液,加入200g氧化葡聚糖,室温下搅拌反应12h,透析3d,冷冻干燥,得到功能化葡萄糖。
疏水抗菌层
制备例10
分别取银氨溶液、葡萄糖和酒石酸,搅拌混合,得到疏水抗菌材料,疏水抗菌层由疏水抗菌材料制备得到,其中,疏水抗菌材料中各组分浓度为银氨溶液10mmol/L、葡萄糖27.77mmol/L和酒石酸3.33mmol/L。
实施例
实施例1-3
一方面,本申请提供一种高钢化抗菌玻璃杯,包含二氧化硅、氧化硼、氧化钠、氧化钾、氧化铝和抗菌材料1,具体质量见表2。
另一方面,本申请提供一种高钢化抗菌玻璃杯的制造方法,包括以下步骤:
将二氧化硅、氧化硼、氧化钠、氧化钾和氧化铝搅拌混合,置于容器中,升温加热至1450℃,加入抗菌材料1,继续搅拌,保温1.5h,得到玻璃溶液,将玻璃溶液倒入模具中,冷却,得到半成品。对半成品置于超声机中进行超声清洗,将含硝酸钾1kg/L的水溶液(70℃)的水溶液雾化喷涂至半成品内外表面,烘干, 烘干后半成品表面硝酸钾附着量为200g/m3,得到钢化半成品。将钢化半成品放入退火炉中,升温速率为5℃/min,升温至500℃,退火8h,空冷至室温,得到玻璃杯1-3。
表1实施例1-3玻璃杯本体组成
实施例4-10
与实施例3的区别在于:本实施例中采用制备例2-8中的抗菌材料2-8,以代替实施例3中的抗菌材料1,制备玻璃杯4-10。
实施例11
与实施例3的区别在于:取实施例3中的玻璃杯浸渍于乙醇中,进行超声清洗,取出,水洗,干燥,浸渍于3-氨基丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂kh-540)中,真空浸渍,真空度为0.08MPa,于100℃反应进行24h,得到经改性处理的玻璃本体。将经改性处理的玻璃本体浸渍于疏水抗菌材料中,浸渍3h,水洗,干燥3h,采用2mmol/L的十二烷基硫醇的乙醇溶液处理2h,乙醇洗涤,自然晾干,得到玻璃杯11。
实施例12
与实施例3的区别在于:取半成品浸渍于7kg的浓硫酸和3kg过氧化氢的混合溶液中,其中,浓硫酸的质量分数为98.07%,过氧化氢的质量分数为30%,置于烘箱中氧化清洗1h,水洗,晾干,备用,得到经刻蚀处理的半成品。对经刻蚀处理的半成品置于超声机中进行超声清洗,将含硝酸钾1kg/L的水溶液(70℃)的水溶液雾化喷涂至半成品内外表面,烘干,烘干后半成品表面硝酸钾附着量为200g/m3,得到钢化半成品。将钢化半成品放入退火炉中,升温速率为5℃/min,升温至500℃,退火8h,空冷至室温,得到钢化玻璃杯。将钢化玻璃杯浸渍于乙醇中,进行超声清洗,取出,水洗,干燥,浸渍于3-氨基丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂kh-540)中,真空浸渍,真空度为0.08MPa,于100℃反应进行24h,得到经改性处理的玻璃本体。将经改性处理的玻璃本体浸渍于疏水抗菌材料中,浸渍3h,水洗,干燥3h,采用2mmol/L的十二烷基硫醇的乙醇溶液处理2h,乙醇洗涤,自然晾干,得到玻璃杯12。
实施例13
与实施例11的区别在于:取功能化葡聚糖和磷酸钠缓冲液(pH=7.4)混合,配置得到10mg/mL的A液,取硫酸多粘菌素B与和磷酸钠缓冲液(pH=7.4)混合,配置得到10mg/mL的B液。将经改性处理的玻璃本体浸渍于A液中,1h,取出,洗涤,再放入B液中,反应1h,重复两次,得到负载有生物抗菌层的玻璃杯。再将负载有生物抗菌层的玻璃杯浸渍于疏水抗菌材料中,浸渍3h,水洗,干燥3h,采用2mmol/L的十二烷基硫醇的乙醇溶液处理2h,乙醇洗涤,自然晾干,得到玻璃杯13。
实施例14
与实施例12的区别在于:取功能化葡聚糖和磷酸钠缓冲液(pH=7.4)混合,配置得到10mg/mL的A液,取硫酸多粘菌素B与和磷酸钠缓冲液(pH=7.4)混合,配置得到10mg/mL的B液。将钢化玻璃杯浸渍于A液中,1h,取出,洗涤,再放入B液中,反应1h,重复两次,得到负载有生物抗菌层的钢化玻璃杯。再将负载有生物抗菌层的钢化玻璃杯浸渍于疏水抗菌材料中,浸渍3h,水洗,干燥3h,采用2mmol/L的十二烷基硫醇的乙醇溶液处理2h,乙醇洗涤,自然晾干,得到玻璃杯14。
实施例15-16
与实施例3的区别在于:保温时间分别控制为2h与2.5h,得到玻璃杯15-16。
实施例17
与实施例3的区别在于:步骤S2退火处理中,升温速率为10℃/min,升温至600℃,保温2h,得到玻璃杯17。
实施例18
与实施例3的区别在于:步骤S2退火处理中,升温速率为1℃/min,升温至550℃,保温4h,得到玻璃杯18。
对比例
对比例1
本对比例与实施例3的不同之处在于,本对比例中未在玻璃本体中添加抗菌材料,得到玻璃杯19。
对比例2
本对比例与实施例3的不同之处在于,本对比例中仅采用氧化银作为抗菌材料,得到玻璃杯20。
性能检测试验
(1)抗菌性能测试:按照《 GB/T 21510-2008 纳米无机材料抗菌性能检测方法》检测玻璃杯对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌性能,采用耐磨测试仪对玻璃杯进行摩擦试验,试验20次后,检测玻璃杯的抗菌性能。
(2)应力检测:采用钢化玻璃表面应力从测试仪测试玻璃杯表面应力;
(3)硬度检测:采用纳米压痕仪检测玻璃杯的硬度。
(4)疏水性能检测:采用水接触角测试仪检测玻璃杯的水接触角。
表2实施例1-18、对比例1-2性能检测
实施例11-14的疏水角均>150°。
结合表2能检测对比可以发现:
(1)结合实施例1-3和对比例1-2对比可以发现:实施例1-3中制得的抗菌性能、硬度以及应力均有所提升,这说明本申请采用在玻璃材料中添加抗菌材料,使玻璃杯内外均能获得抗菌效果,使玻璃杯获得持久且高效的抗菌效果。根据表2可以看出,实施例2中制得的玻璃杯的抗菌性能以及强度均有所提升,说明此时玻璃杯中各组分比例较为合适。
(2)结合实施例4-5、实施例6-8、实施例9-10和实施例3对比可以发现:实施例4-8中制得的抗菌性能、硬度以及应力均有所提升,这说明本申请采用抗菌材料中能够形成缓释型磷酸盐玻璃,并且优化了抗菌材料中的配比,使得抗菌材料能够均匀分散于玻璃杯中,即玻璃杯获得了缓释的、均匀的抗菌效果。根据表2可以看出,实施例4以及实施例6中制得的玻璃杯的抗菌性能以及强度均有所提升,说明实施例4和实施例6中抗菌材料中各组分比例较为合适。
(3)结合实施例11和实施例3对比可以发现:实施例1-3中制得的抗菌性能、抗菌持久性、硬度以及应力均有所提升,这说明本申请采用在玻璃杯外包裹疏水抗菌层,使玻璃杯由内至外均获得较为优异的抗菌效果,并且提高了玻璃杯表面的疏水效果,降低了玻璃杯表面负载杂质的可能性。
(4)结合实施例12和实施例3对比可以发现:实施例1-3中制得的抗菌性能、抗菌持久性、硬度以及应力均有所提升,这说明本申请预先对玻璃杯进行刻蚀处理,改善了玻璃杯的表面粗糙度,增强玻璃杯与疏水抗菌层之间的结合牢固性。
(5)结合实施例11-12、实施例13-14和实施例3对比可以发现:实施例1-3中制得的抗菌性能、抗菌持久性、硬度以及应力均有所提升,这说明本申请采用在疏水抗菌层与钢化膜层之间添加生物抗菌层,即便疏水抗菌层破损后,生物抗菌层仍能持续起到抗菌效果,有效延长了玻璃杯的抗菌持久性。
(6)结合实施例15-16、实施例17-18和实施例3对比可以发现:实施例15-18中制得的抗菌性能、硬度以及应力均有所提升,这说明本申请优化了玻璃熔融的保温时间以及退火温度,适宜的保温时间,使得抗菌材料能够均匀分散于玻璃熔液中,使玻璃杯获得均匀的抗菌效果;适宜的退火温度以及时间,改善了玻璃杯的内应力,改善了玻璃杯的强度,因此玻璃杯具有较佳的强度以及抗菌效果。根据表2可以看出,实施例15中制得的玻璃杯的抗菌性能以及强度均有所提升,说明实施例15中的保温时长较为合适。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,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,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (4)
1.一种高钢化抗菌玻璃杯,其特征在于,包括玻璃杯本体,所述玻璃杯本体由包括以下重量份材料制成:80-85份二氧化硅、10-15份氧化硼、1-6份氧化钠、0-1份氧化钾、1-5份氧化铝以及3-5份抗菌材料,所述抗菌材料包括氧化银、磷酸银或氧化亚铜中的任意一种,所述抗菌材料还包括氧化钙、氧化钴、氧化镍中的任意一种或多种;
所述抗菌材料还包括五氧化二磷、磷酸钙、氧化钠以及二氧化钛;
所述磷酸银/氧化银/氧化亚铜、五氧化二磷、磷酸钙、氧化钠、氧化钙/氧化钴/氧化镍以及二氧化钛的质量比为0.5-2:60-65:20:10:1.5-3:3-5;
所述玻璃杯本体外涂覆有疏水抗菌层,所述疏水抗菌层包括银氨溶液、葡萄糖和酒石酸;
所述疏水抗菌层还包括生物抗菌层,所述生物抗菌层由葡聚糖和硫酸多粘菌素B,所述葡聚糖为功能化葡聚糖;
所述功能化葡聚糖的制备方法包括以下步骤:取葡聚糖与高碘酸钠混合,避光反应,加入乙二醇,搅拌,终止反应,透析,冷冻干燥,得到氧化葡聚糖;将D-酪氨酸与磷酸钠缓冲溶液混合,得到混合液,向混合液中加入氧化葡聚糖,搅拌,透析,冷冻干燥,得到功能化葡聚糖;
所述疏水抗菌层的制备方法包括以下步骤:改性处理:取玻璃杯本体在乙醇中进行超声清洗后,取出,水洗,干燥,浸入3-氨基丙基三甲氧基硅烷中,真空浸渍,得到经改性的玻璃本体;生物抗菌层涂覆:取功能化葡聚糖和磷酸钠缓冲液混合,磷酸钠缓冲液pH=7.4,配置得到10mg/mL的A液,取硫酸多粘菌素B与和磷酸钠缓冲液混合,磷酸钠缓冲液pH=7.4,配置得到10mg/mL的B液,将经改性处理的玻璃本体浸渍于A液中,1h,取出,洗涤,再放入B液中,反应1h,重复两次,得到负载有生物抗菌层的玻璃杯;疏水层涂覆:将负载有生物抗菌层的玻璃杯浸渍于疏水抗菌层中,真空干燥,采用十二烷基硫醇溶液处理,乙醇洗涤,干燥,得到涂覆有抗菌疏水层的玻璃杯。
2.根据权利要求1所述的一种高钢化抗菌玻璃杯,其特征在于:在所述改性处理前,对玻璃杯本体进行刻蚀处理,所述刻蚀处理包括以下步骤:将玻璃杯本体浸渍于浓硫酸与过氧化氢的混合溶液中,浸渍处理,水洗,干燥,得到经刻蚀处理的玻璃杯本体。
3.权利要求1-2任一项所述的一种高钢化抗菌玻璃杯的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、半成品制备:按配方取二氧化硅、氧化硼、氧化钠、氧化钾和氧化铝,搅拌混合,加热熔融,得到熔融玻璃液,向熔融玻璃液中加入抗菌材料,继续搅拌,得到玻璃熔液,将玻璃熔液倒入模具中,冷却,得到半成品;
S2、玻璃杯制备:对半成品进行清洗,将硝酸钾喷涂至玻璃杯内外表面,烘干,得到钢化半成品,将钢化半成品置于退火炉中,进行退火处理,得到玻璃杯。
4.根据权利要求3所述的一种高钢化抗菌玻璃杯的制造方法,其特征在于:所述步骤S1中,向熔融玻璃液中加入抗菌材料后,保温1.5-2.5h,得到玻璃溶液;所述步骤S2中退火处理中,升温的速率为1-10℃/min,温度为500-600℃,时间为2-8h。
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