CN107098600A - 一种自清洁玻璃的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自清洁玻璃的制备方法，将玻璃于自清洁液中高温处理后进行清洗和固化，得到自清洁玻璃，其中自清洁液由以下组分制备而成：纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米玻璃微珠、醇酸树脂和溶剂。本发明提供的方法得到的自清洁玻璃对于油和水的接触角均达到了165°以上，能够很好地将油和水从比例表面隔离并进行分离，同时灰尘在本发明的自清洁玻璃上也能够很好地分离，通过水浸润携带并彻底分离，达到自清洁作用。

Description

一种自清洁玻璃的制备方法
技术领域
本发明属于玻璃制备技术领域，具体涉及一种自清洁玻璃的制备方法。
背景技术
玻璃是由二氧化硅和其他化学物质熔融在一起形成的(主要生产原料为：纯碱、石灰石、石英)。在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化致使其结晶的硅酸盐类非金属材料。普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸盐复盐，是一种无规则结构的非晶态固体。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃，和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也称作有机玻璃。
玻璃在使用过程中存在着耐污性差的问题，尤其在大气含尘量较多、空气污染严重、干旱少雨的北方地区，玻璃极易蒙尘纳垢，色泽不均匀，影响美观。玻璃的清洗技术要求高、难度大，而且大量使用有机溶剂、酸性洗涤剂清洗后易对周围环境造成污染，清洗废液的排放也是难题。
发明内容
本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种自清洁玻璃的制备方法，通过特定的制备过程得到具有优良自清洁作用的玻璃。
本发明的技术方案如下：
一种自清洁玻璃的制备方法，将玻璃于自清洁液中高温处理后进行清洗和固化，得到自清洁玻璃，其中自清洁液由以下组分制备而成：纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米玻璃微珠、醇酸树脂和溶剂。
进一步地，所述自清洁玻璃的制备方法，高温处理的过程为将玻璃在加热沸腾的自清洁液中浸泡150-200分钟。
进一步地，所述的自清洁玻璃的制备方法，自清洁液的制备方法为将以重量份计的纳米氧化锌2-5份、纳米二氧化硅1-4份和纳米玻璃微珠3-6份分散于15-20份醇酸树脂中，然后升温至50-60℃，加入溶剂混合均匀后得到自清洁液。
进一步地，所述的自清洁玻璃的制备方法，溶剂为异丙苯。
进一步地，所述的自清洁玻璃的制备方法，玻璃于自清洁液中高温处理后进行清洗的过程为将高温处理后的玻璃使用柠檬酸溶液对表面进行清洗然后烘干。
更进一步地，所述的自清洁玻璃的制备方法，柠檬酸溶液的质量浓度为15-20％。
进一步地，所述的自清洁玻璃的制备方法，所述固化为将清洗后的玻璃在烤箱中于150-180℃下加热烘烤200-300分钟。
本发明提供的方法制备得到的自清洁玻璃静态接触角达到了165°以上，对于水性液体和油性液体的润湿性均非常小，水或油滴加到以上自清洁玻璃上后在玻璃表面能够很容易自由移动，当玻璃有一定的倾斜度时，水滴或油滴由于重力作用很快滑动并从玻璃表面滑落。而当灰尘附着于玻璃上时，其附着性并不好，在有水滴存在的情况下，灰尘很容易被水浸润后携带离开玻璃表面，起到了很好的自清洁作用。
具体实施方式：
实施例1
本实施例提供一种自清洁玻璃的制备方法，具体为将玻璃于自清洁液中高温处理后进行清洗和固化，得到自清洁玻璃，其中自清洁液由以下组分制备而成：纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米玻璃微珠、醇酸树脂和异丙苯溶剂。
其中自清洁液的制备方法为将以重量份计的纳米氧化锌2份、纳米二氧化硅1份和纳米玻璃微珠3份分散于15份醇酸树脂中，然后升温至50℃，加入溶剂混合均匀后得到自清洁液。
高温处理的过程为将玻璃在加热沸腾的自清洁液中浸泡150分钟。
玻璃于自清洁液中高温处理后进行清洗的过程为将高温处理后的玻璃使用质量浓度为15％的柠檬酸溶液对表面进行清洗然后烘干。
固化为将清洗后的玻璃在烤箱中于150℃下加热烘烤200分钟。
实施例2
本实施例提供一种自清洁玻璃的制备方法，具体为将玻璃于自清洁液中高温处理后进行清洗和固化，得到自清洁玻璃，其中自清洁液由以下组分制备而成：纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米玻璃微珠、醇酸树脂和异丙苯溶剂。
其中自清洁液的制备方法为将以重量份计的纳米氧化锌3份、纳米二氧化硅2份和纳米玻璃微珠4份分散于17份醇酸树脂中，然后升温至53℃，加入溶剂混合均匀后得到自清洁液。
高温处理的过程为将玻璃在加热沸腾的自清洁液中浸泡160分钟。
玻璃于自清洁液中高温处理后进行清洗的过程为将高温处理后的玻璃使用质量浓度为16％的柠檬酸溶液对表面进行清洗然后烘干。
固化为将清洗后的玻璃在烤箱中于160℃下加热烘烤220分钟。
实施例3
本实施例提供一种自清洁玻璃的制备方法，具体为将玻璃于自清洁液中高温处理后进行清洗和固化，得到自清洁玻璃，其中自清洁液由以下组分制备而成：纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米玻璃微珠、醇酸树脂和异丙苯溶剂。
其中自清洁液的制备方法为将以重量份计的纳米氧化锌3份、纳米二氧化硅3份和纳米玻璃微珠5份分散于18份醇酸树脂中，然后升温至57℃，加入溶剂混合均匀后得到自清洁液。
高温处理的过程为将玻璃在加热沸腾的自清洁液中浸泡180分钟。
玻璃于自清洁液中高温处理后进行清洗的过程为将高温处理后的玻璃使用质量浓度为18％的柠檬酸溶液对表面进行清洗然后烘干。
固化为将清洗后的玻璃在烤箱中于170℃下加热烘烤270分钟。
实施例4
本实施例提供一种自清洁玻璃的制备方法，具体为将玻璃于自清洁液中高温处理后进行清洗和固化，得到自清洁玻璃，其中自清洁液由以下组分制备而成：纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米玻璃微珠、醇酸树脂和异丙苯溶剂。
其中自清洁液的制备方法为将以重量份计的纳米氧化锌5份、纳米二氧化硅4份和纳米玻璃微珠6份分散于20份醇酸树脂中，然后升温至60℃，加入溶剂混合均匀后得到自清洁液。
高温处理的过程为将玻璃在加热沸腾的自清洁液中浸泡200分钟。
玻璃于自清洁液中高温处理后进行清洗的过程为将高温处理后的玻璃使用质量浓度为20％的柠檬酸溶液对表面进行清洗然后烘干。
固化为将清洗后的玻璃在烤箱中于180℃下加热烘烤300分钟。
对以上实施例1-4制备得到的自清洁玻璃进行性能测试，测得静态接触角达到了165°以上，对于水性液体和油性液体的润湿性均非常小，水或油滴加到以上自清洁玻璃上后在玻璃表面能够很容易自由移动，当玻璃有一定的倾斜度时，水滴或油滴由于重力作用很快滑动并从玻璃表面滑落。而当灰尘附着于玻璃上时，其附着性并不好，在有水滴存在的情况下，灰尘很容易被水浸润后携带离开玻璃表面，起到了很好的自清洁作用。
本发明提供的自清洁玻璃制备方法中，由于将玻璃在本发明提供的自清洁液中进行了处理，使得玻璃表面形成了微观致密的晶体簇，该晶体簇起到了隔离玻璃表面与外界接触的作用，当油或者水与其接触时，由于油或水自身的张力作用，其与以上晶体簇进行接触后其与无数个晶体簇的接触点相接触，不能有效延展和浸润，类似于荷叶表面的微观结构一样，达到了隔离玻璃表面与水和油的作用。水和油在该结构上由于亲和力极低，因此会自由滑动，可以通过外界作用，如风或自身重力等进行滑动并与玻璃分离。
本发明提供的自清洁液中，将纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米玻璃微珠、醇酸树脂和溶剂进行组合，其中在醇酸树脂和溶剂中，以上纳米粒子能够很好地分散，同时在处理玻璃的过程中，在加热沸腾条件下，纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米玻璃微珠能够在玻璃表面形成致密的互补性微观结构，且与玻璃表面紧密吸附，通过在后期的加热固化过程中该结构进一步固化并形成以上所述的微观晶体簇结构。

Claims (7)

1.一种自清洁玻璃的制备方法，其特征在于，将玻璃于自清洁液中高温处理后进行清洗和固化，得到自清洁玻璃，其中自清洁液由以下组分制备而成：纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米玻璃微珠、醇酸树脂和溶剂。
2.根据权利要求1所述的自清洁玻璃的制备方法，其特征在于，高温处理的过程为将玻璃在加热沸腾的自清洁液中浸泡150-200分钟。
3.根据权利要求1所述的自清洁玻璃的制备方法，其特征在于，自清洁液的制备方法为将以重量份计的纳米氧化锌2-5份、纳米二氧化硅1-4份和纳米玻璃微珠3-6份分散于15-20份醇酸树脂中，然后升温至50-60℃，加入溶剂混合均匀后得到自清洁液。
4.根据权利要求1所述的自清洁玻璃的制备方法，其特征在于，溶剂为异丙苯。
5.根据权利要求1所述的自清洁玻璃的制备方法，其特征在于，玻璃于自清洁液中高温处理后进行清洗的过程为将高温处理后的玻璃使用柠檬酸溶液对表面进行清洗然后烘干。
6.根据权利要求5所述的自清洁玻璃的制备方法，其特征在于，柠檬酸溶液的质量浓度为15-20%。
7.根据权利要求1所述的自清洁玻璃的制备方法，其特征在于，所述固化为将清洗后的玻璃在烤箱中于150-180℃下加热烘烤200-300分钟。
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