CN105271812A - 抗污染自清洁玻璃制备工艺 - Google Patents

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陆志文
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Abstract

本发明公开了一种抗污染自清洁玻璃制备工艺。包括步骤：1.制备A液：TiO2溶胶，2.制备B液：向浓硝酸中分批加入硝酸铋，待硝酸铋溶解后，用蒸馏水稀释，3.将A液和B液以体积比为2-10:1-3混合，超声得C液，4.将待镀膜玻璃加热至400-500℃，先在待镀膜玻璃上预涂一SiO2层，5.将温度升至550-600℃时再喷涂C液，温控烘干。本发明制造的自清洁玻璃表面的超亲水膜对紫外光的依赖性降低，在可见光下能够有效清除有机污染物，防雾效果好，能够维持非常好的自清洁效果，甚至置于暗处一段时间，玻璃仍具有超亲水性，超亲水膜层与玻璃基底结合牢固，耐候性能优越。

Description

抗污染自清洁玻璃制备工艺
技术领域
本发明涉及一种抗污染自清洁玻璃制备工艺。
背景技术
随着人们对审美和生活品质要求的提高，玻璃在建筑物、汽车等领域受到越来越多的欢迎，然而，玻璃在带给人们光明和美丽的同时也带来了许多难题，如大型建筑物玻璃幕墙的清洗问题一直困扰着人们。
目前，关于自清洁玻璃主要分为两种：一是在玻璃表面形成疏水膜，使表面粉尘和微生物孢子不能牢固的粘附在涂层表面，很容易被雨水带走，从而实现自清洁；另一种是在玻璃表面形成超亲水膜，由于超亲水膜在常压和太阳光的照射下能够产生电子和空穴，而电子和空穴最终能够与外界环境产生超氧自由基和羟基自由基，这些自由基能够无选择地氧化玻璃表面的有机物，最终让他们随灰尘等让雨水冲走。由于疏水型仅是减少污染物的粘附而不是对污染物进行氧化讲解，因此面对很难除去的油污时它将束手无策，所以目前绝大多数的研究是围绕亲水性展开的。现有技术中的亲水型自清洁玻璃制备方法有膜层粘结力不强，自清洁效果不强或自清洁能力不持久等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种抗污染自清洁玻璃制备工艺。
为解决上述技术问题本发明采用的技术方案是：
一种抗污染自清洁玻璃制备工艺，包括以下步骤：
（1）制备A液：TiO2溶胶：将钛酸丁酯，蒸馏水，氨水和无水乙醇混合超声后，陈化至少12小时；
（2）制备B液：向浓硝酸中分批加入硝酸铋，待硝酸铋溶解后，用蒸馏水稀释，然后再加入相对于硝酸铋重量的2.5-10%的表面活性剂，超声10-30min；
（3）将A液和B液以体积比为2-10:1-3混合，超声得C液；
（4）将待镀膜玻璃加热至400-500℃，先在待镀膜玻璃上预涂一SiO2层；（5）将温度升至550-600℃时再喷涂C液，温控烘干。
优选地，步骤（4）中SiO2层厚为20-30nm，步骤（5）中C液的膜厚为120-180nm。
优选地，步骤（1）中钛酸丁酯，蒸馏水，戊酸和无水乙醇的摩尔比为：1：10：0.01：50。
优选地，步骤（2）中表面活性剂为阴离子型表面活性剂。
优选地，步骤（3）中A液和B液的体积比为5:2。
优选地，步骤（5）中温控温度为100-130℃。
本发明所达到的有益效果：
（1）本发明制造的自清洁玻璃表面的超亲水膜对紫外光的依赖性降低，在可见光下能够有效清除有机污染物，防雾效果好，能够维持非常好的自清洁效果，甚至置于暗处一段时间，玻璃仍具有超亲水性；
（2）超亲水膜层与玻璃基底结合牢固，耐候性能优越。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种抗污染自清洁玻璃制备工艺，包括以下步骤：
（1）制备A液：TiO2溶胶：将钛酸丁酯，蒸馏水，氨水和无水乙醇以摩尔比为1：10：0.01：50混合超声后，陈化12小时；
（2）制备B液：向浓硝酸中分批加入硝酸铋，待硝酸铋溶解后，用蒸馏水稀释，然后再加入相对于硝酸铋重量的2.5%的阴离子型表面活性剂，超声10min；
步骤（1）和步骤（2）中钛酸丁酯和硝酸铋的用量相等（以摩尔计）。
（3）将A液和B液以体积比为2-10混合，超声得C液；
（4）将待镀膜玻璃加热至400-500℃，先在待镀膜玻璃上预涂一20nmSiO2层；
（5）将温度升至550℃时再喷涂C液，温控100℃烘干。膜厚为120nm。
实施例2
一种抗污染自清洁玻璃制备工艺，包括以下步骤：
（1）制备A液：TiO2溶胶：将钛酸丁酯，蒸馏水，氨水和无水乙醇以摩尔比为1：10：0.01：50混合超声后，陈化24小时；
（2）制备B液：向浓硝酸中分批加入硝酸铋，待硝酸铋溶解后，用蒸馏水稀释，然后再加入相对于硝酸铋重量的5.0%的阴离子型表面活性剂，超声15min；
步骤（1）和步骤（2）中钛酸丁酯和硝酸铋的用量相等（以摩尔计）。
（3）将A液和B液以体积比为5:2混合，超声得C液；
（4）将待镀膜玻璃加热至400-500℃，先在待镀膜玻璃上预涂一25nmSiO2层；
（5）将温度升至600℃时再喷涂C液，温控100-130℃烘干。膜厚为160nm。
实施例3
一种抗污染自清洁玻璃制备工艺，包括以下步骤：
（1）制备A液：TiO2溶胶：将钛酸丁酯，蒸馏水，氨水和无水乙醇以摩尔比为1：10：0.01：50混合超声后，陈化12小时；
（2）制备B液：向浓硝酸中分批加入硝酸铋，待硝酸铋溶解后，用蒸馏水稀释，然后再加入相对于硝酸铋重量的10%的阴离子型表面活性剂，超声30min；
步骤（1）和步骤（2）中钛酸丁酯和硝酸铋的用量相等（以摩尔计）。
（3）将A液和B液以体积比为1-3混合，超声得C液；
（4）将待镀膜玻璃加热至500℃，先在待镀膜玻璃上预涂一30nmSiO2层；
（5）将温度升至550℃时再喷涂C液，温控130℃烘干。膜厚为180nm。
效果测试：
一、接触角测量结果：本发明的接触角采用静滴接触角测试仪来测试水滴在自清洁玻璃表面的润湿角，通过测量膜表面5个不同位置的接触角，并取其平均值作为薄膜的表面接触角，结果如下：实施例1：0.8°，实施例2：0.2°，实施例3：1.0°，市场购买的自清洁玻璃：4.5°。由此可看出，本发明方法获得的自清洁玻璃接触角均低于5°，与市售自清洁玻璃相比也有着突出的优点，接触角均低于4°。
二、超亲水性薄膜在玻璃基底上的粘结力。对实施例1-3及市场购买的自清洁玻璃分别进行薄膜附着力进行测试，结果如下：
实施例1:25N，实施例2:28N，实施例3:23N，市售玻璃：11N。由此结果可看出，本发明方法所获得的超亲水膜与玻璃基底之间具有较高的结合强度，混合B液性能钩获得性能更优异的超亲水膜。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种抗污染自清洁玻璃制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备A液：TiO2溶胶：将钛酸丁酯，蒸馏水，氨水和无水乙醇混合超声后，陈化至少12小时；
（2）制备B液：向浓硝酸中分批加入硝酸铋，待硝酸铋溶解后，用蒸馏水稀释，然后再加入相对于硝酸铋重量的2.5-10%的表面活性剂，超声10-30min；
（3）将A液和B液以体积比为2-10:1-3混合，超声得C液；
（4）将待镀膜玻璃加热至400-500℃，先在待镀膜玻璃上预涂一SiO2层；
（5）将温度升至550-600℃时再喷涂C液，温控烘干。
2.根据权利要求1所述的抗污染自清洁玻璃制备工艺，其特征在于，步骤（4）中SiO2层厚为20-30nm，步骤（5）中C液的膜厚为120-180nm。
3.根据权利要求1所述的抗污染自清洁玻璃制备工艺，其特征在于，步骤（1）中钛酸丁酯，蒸馏水，戊酸和无水乙醇的摩尔比为：1：10：0.01：50。
4.根据权利要求1所述的抗污染自清洁玻璃制备工艺，其特征在于，步骤（2）中表面活性剂为阴离子型表面活性剂。
5.根据权利要求1所述的抗污染自清洁玻璃制备工艺，其特征在于，步骤（3）中A液和B液的体积比为5:2。
6.根据权利要求1所述的抗污染自清洁玻璃制备工艺，其特征在于，步骤（5）中温控温度为100-130℃。
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