[发明专利]一种石墨烯改性复合玻璃纤维在玻璃纤维过滤纸的应用

摘要

本发明公开了一种玻璃纤维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）称取石墨烯量子点配制成浓度为0.1~1mg/ml的分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌80~100ml石墨烯量子点分散溶液，将预处理后的玻璃纤维加入其中，超声搅拌速度减半，浸渍30~60min；取出玻璃纤维清洗，烘干，待用；（4）制备石墨烯改性复合玻璃纤维；（5）制备玻璃纤维过滤纸。通过本发明的方法能够将石墨烯更有效地均匀分散涂覆在玻璃纤维上，且进一步增大纤维相互作用面积及界面结合力，以使得玻璃纤维过滤纸具有更加优异的性能，具有高强度、高耐腐蚀性、耐高温以及耐磨等优异性能。

主权项

一种石墨烯改性复合玻璃纤维在玻璃纤维过滤纸的应用；所述玻璃纤维过滤纸制备方法，包括如下步骤：（一）石墨烯改性复合玻璃纤维的制备，包括以下步骤：（1）制备玻璃纤维：将54.1% SiO2、15%B2O3、0.6%Na2O、12%Al2O3、18%CaO和0.3%多孔石墨烯，该多孔石墨烯2~5层，孔大小3~6nm，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2mol/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2nm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100mL石墨烯量子点分散溶液，将预处理后的玻璃纤维加入其中，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；（4）称取石墨烯配制成浓度为0.5mg/mL的石墨烯分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌80mL石墨烯分散溶液，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15min；取出玻璃纤维清洗，烘干，得到石墨烯改性复合玻璃纤维；（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的石墨烯改性复合玻璃纤维和10份直径为0.9μm的石墨烯改性复合玻璃纤维，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。