[发明专利]一种玻纤/氧化锌的制备方法

说明书

本发明涉及一种玻纤/氧化锌的制备方法，步骤如下：首先，配制用于处理玻纤的处理液；其次，将玻纤煅烧后浸没入处理溶液进行处理；最后将处理完毕的玻纤置入锌盐/氨水/沉淀剂水溶液中高压反应，得到玻纤/氧化锌复合材料。得到产品不仅可以在玻纤表面稳定附着氧化锌，且产品保质时间长；另外，该材料还有着增强、抗菌以及抗紫外老化的作用。

技术领域

本发明属于化学材料领域，具体涉及一种玻纤/氧化锌材料的制备方法。

技术背景

玻璃纤维是非常好的金属材料替代材料，随着市场经济的迅速发展，玻璃纤维成为建筑交通、电子、电气、化工、冶金、环境保护、国防等行业必不可少的原材料。相比于有机纤维，玻璃纤维有着耐温高，不燃，抗腐，隔热、隔音性好，抗拉强度高，电绝缘性好的特点，因此，在材料加工领域有着重要的地位。然而，玻璃纤维由于其自身特点，使其与材料的相容性较差，且抗菌抗紫外老化性能较差，制约了其在更广泛的领域里的应用。

氧化锌为一种常见的金属氧化物，外观为白色六角晶体或粉末，无臭无味，无生物毒性，密度5.606g/cm³，熔点1975℃。高温时呈黄色，冷却后又恢复白色，加热至1800℃升华而不分解，是一种两性氧化物，不溶于水或乙醇，溶于强酸、强碱和氯化铵溶液。氧化锌具有良好的抗菌性，它对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有很强的抑制作用，在体外对原核细胞、真核细胞及大肠杆菌的生长均可以产生抑制作用，且随着氧化锌含量的增加，其抗菌能力提高。此外，氧化锌还具有抗紫外老化的性能。这是因为当受到紫外线的照射时，价带上的电子可吸收紫外线而被激发到导带上,同时产生空穴—电子对，这使得它们具有吸收紫外线的功能，从而达到抗紫外老化的效果。

使用玻纤共同作为材料的填充物，材料本身并不具备抗菌和抗紫外老化的性能；而将玻纤和氧化锌不作处理直接分开加入，由于存在氧化锌分体分散性较差、玻纤相容性较差的问题，材料的抗菌和抗紫外老化的性能依然不够理想。

CN104722291B公开了一种纳米氧化锌玻璃纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)取柠檬酸三铵加入水中；(2)称取乙酸锌，加入上述溶液中；(3)向溶液中滴加无水乙醇，无水乙醇与水质量比为1.6:20，制得溶胶；(4)在玻璃纤维布的一面上涂覆溶胶，放入恒温干燥箱中；然后涂覆另一面干燥；(5)在玻璃纤维布的两面上涂覆溶胶，然后放入箱式电阻炉中反应；(6)取出玻璃纤维布，洗涤；(7)在玻璃纤维布的两面上涂覆溶胶干燥；放入箱式电阻炉反应，玻璃纤维上生成纳米氧化锌；制得纳米氧化锌玻璃纤维复合材料。

上述方法采用的基底材料为玻璃纤维布，为连续表面，涂布溶胶干燥后，氧化锌在玻纤表面形成的是连续的沉积层，纳米粒子之间团聚现象明显，最终产物类似于玻璃纤维布与纳米氧化锌薄膜之间的复合物。本发明得到的则是玻璃纤维单丝与纳米氧化锌粒子形成的复合材料。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种玻纤/氧化锌材料的制备方法，该方法有效改善了玻纤材料抗菌抗紫外老化的问题，且玻纤和氧化锌结合牢固，纳米氧化锌分散均匀。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是

一种玻纤/氧化锌制备方法，步骤如下：

(1)玻纤处理液的配制：将过氧化氢溶液逐滴加入浓硫酸中，在冷水浴中一边滴加一边搅拌，滴加完毕后放入70～90℃烘箱静置1～2h，待用；

(2)玻纤表面处理：将玻纤置于马弗炉中进行高温焙烧，浸没入步骤(1)处理液中，放置于70～90℃烘箱里静置1～2h，然后将玻纤滤出，用去离子水反复冲洗至洗液pH≥3，过滤后待用；

(3)玻纤/氧化锌材料的制备：按一定摩尔比称取锌盐、沉淀剂和碱，将锌盐和沉淀剂配成水溶液，放入步骤(2)处理好的玻纤，一边搅拌一边滴加碱的水溶液，待滴加完毕后将溶液移入高压反应釜，2～5MPa压力，120～150℃温度下反应2～12h，用金属滤网过滤，并用去离子水冲洗过滤，最后烘干得到玻纤/氧化锌。