CN107777897A - 一种可钢化自洁玻璃加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可钢化自洁玻璃的加工方法以及通过该方法加工的得到的可钢化自洁玻璃,属于玻璃加工领域。经过本发明公开的方法加工得到的可钢化自洁玻璃,其自洁涂层与玻璃融为一体,钢化后硬度高,耐刮擦,具有一定的防刮性能,且不易发生氧化,经久耐用。
Description
技术领域
本发明属于玻璃加工领域,具体涉及一种可钢化自洁玻璃的加工方法,以及通过该方法加工得到的可钢化自洁玻璃。
背景技术
“易洁玻璃(Easy-clean glass)”,通常在商业上也被形象地称为“自洁玻璃(self-clean glass,或者Auto-clean glass)”。它是指在玻璃表面上涂抹一层疏水疏油涂料或是覆盖疏水疏油薄膜后,使得灰尘或者污浊液体(包括含水,甚至含油的液体)都难以附着在玻璃的表面,或者比较容易地被水(或者雨水)冲洗掉,这样玻璃表面非常容易保持清洁,减少了清洁玻璃表面的麻烦。
自洁玻璃的自洁膜层在运输和搬运的过程中,难以避免发生磕碰、刮擦,从而可能导致疏水疏油膜损伤,影响到自洁玻璃的自洁性能。因此,有必要对自洁玻璃进行改进。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种可钢化自洁玻璃加工方法,以及通过所述方法加工得到的可钢化自洁玻璃。经过本发明公开的方法加工得到的可钢化自洁玻璃,其自洁涂层与玻璃融为一体,钢化后硬度高,耐刮擦,具有一定的防刮性能,不易发生氧化,经久耐用。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案:
一方面,本发明提供一种加工可钢化自洁玻璃的方法,包括如下步骤:
1)玻璃原片清洗,等离子表面处理,除静电;
2)玻璃原片一侧锟涂一层可钢化自洁涂层;
3)热固化;
4)钢化炉钢化,待冷却后即可得到一种具有易清洁亲水性的自洁玻璃;
所述可钢化自洁涂层包含:1份透明可钢化镀膜液,0.1~1份的自洁浆料;
所述可钢化镀膜液,按百分比计,包含下列组分:玻璃树脂15-25%、羟基硅油4-8%、聚醚改性硅油3-7%、有机硅溶胶4-8%、钛酸酯1-3%、锆酸盐5-10%、余量的溶剂。
所述玻璃树脂为粘度5~50mpa·s、透光率高于90%的有机硅树脂预聚体。
所述羟基硅油为羟基含量为2%~4%、粘度为20~40mpa·s的硅醇封端的聚二甲基硅氧烷。
所述聚醚改性硅油分子量为2000~6000。
所述有机硅溶胶SiO2含量为20~40%,平均粒径为50~100nm,溶剂体系为甲醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇单甲醚、丁酮、甲基异丁酮中、叔丁醇、醋酸乙酯的一种或多种。
所述钛酸酯为正钛酸异丙酯、正钛酸丁酯、钛酸正丙酯、四乙氧基钛、三乙醇胺钛酸盐、二乙醇胺钛酸酯中的一种或多种。
所述余量的溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、醋酸乙酯、醋酯丁酯、丁酮、甲基异丁酮、叔丁醇、醋酸乙酯中的一种或多种。
所述自洁浆料中的自洁材料为疏水疏油涂料或超亲水纳米材料或包含光催化活性的超亲水纳米材料。
所述自洁浆料中的自洁材料为纳米二氧化钛晶体与纳米二氧化硅的复合物或纳米二氧化钛。
另一方面,本发明提供通过所述的加工可钢化自洁玻璃的方法加工得到的可钢化自洁玻璃。
本发明所述可钢化自洁玻璃钢化后可用于餐桌、家具玻璃、浴室门窗、浴室淋浴间、厨房门窗玻璃、易洁玻璃制作的家具、易洁玻璃制作的家具、高楼帷幕墙、汽车、游艇玻璃、商业空间橱窗等。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、经过钢化处理后的自洁涂层,与玻璃融为一体,硬度高,耐刮擦,具有一定的防刮性能。
2、经过钢化处理后的自洁涂层,不易发生氧化,经久耐用。
附图说明
图1可钢化自洁玻璃示意图,1普通玻璃原片,2可钢化自洁涂层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。应理解,在本发明范围内,本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以相互组合,从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅,在此不再一一累述。
目前市场上的自洁玻璃主要有两类:超亲水自洁玻璃和超疏水自洁玻璃。其中超亲水自洁玻璃:水滴接触角为10度以下,水与纳米二氧化钛薄膜超强亲和,超强亲和力远大于一般灰尘和污垢与玻璃的亲和力,从而形成非常均一、均匀的水膜将玻璃表面灰尘,污垢浮起,并随着重力水膜很快滑落玻璃,同时,带走玻璃表面灰尘和大部份污垢,玻璃表面不留水痕,玻璃表面洁净如新,自清洁能力超强。超疏水自洁玻璃:水滴接触角为110度以上,疏水效果只能对亲水性污染物有较好的防附作用。
本发明所述的自洁浆料中的自洁材料包括但不限于,任选地,可以是疏水疏油涂料、也可以是超亲水涂料,具体地,任选纳米二氧化钛晶体与纳米二氧化硅的复合物、纳米二氧化钛。
具体地,本发明所述的自洁浆料还可以是包含光催化活性的超亲水纳米材料,它能吸收一定波长的光,产生自由电子和空穴,使膜表面吸咐的污染物发生氧化还原分解而除去并杀死表面微菌,达到自洁的目的。
本发明所述的自洁浆料还可以是具有光催化活性的纳米半导体材料,吸收一定波长的太阳能产生载流子使膜表面吸附水和氧分子形成羟基自由基和活性氧,它们具有非常强的氧化能力,能把表面吸附的有机物降解成二氧化碳和水,使玻璃具有自洁的功能或变得很容易擦洗。
本发明的可钢化自洁涂层通过添加无机硅溶胶,为整个涂料体系带来了更好的硬度、耐高温性以及耐磨抗刮擦性。钛酸脂和锆酸脂化合物的添加使镀膜液在固化后以及玻璃钢化后是透明涂层,保证了镀膜层的透明度。并且,无机硅溶胶与钛酸酯和锆酸盐的水解物在玻璃钢化的高温过程中,与玻璃基底发生反应,从而实现涂层的高硬度、耐高温、耐磨抗刮。
本发明的可钢化自洁涂层通过在体系内添加羟基硅油和聚醚改性硅油,使得涂层在固化以及钢化过程中不开裂,保证了涂层钢化之后的图案的连续性和完整性。羟基硅油和聚醚改性硅油都具有较好的耐温性,在镀膜涂层固化过程中起到连接无机物桥梁的作用,在钢化过程中随着温度的上升慢慢灰化,保证了无机物成膜的连续和完整性,并且灰化后残余的二氧化硅能够成为其它无机成分连接的桥梁,保证了涂层钢化后的美观效果。
本发明的可钢化自洁涂层通过采用有机溶剂组合,能使镀膜液在辊涂之后,形成自流平光滑的涂层,解决了涂层易出现不均匀的问题。
实施例1
玻璃可钢化自洁涂层配方:按重量份计,1份可钢化镀膜液,0.1份自洁浆料(按自洁材料的重量计)。
可钢化镀膜液配方:按重量百分比计,各组分含量,
玻璃树脂为粘度15mpa·s,透光率高于90%的有机硅树脂预聚体。
羟基硅油为羟基含量为2%~4%,粘度为20mpa·s的硅醇封端的聚二甲基硅氧烷。
聚醚改性硅油分子量为2000。
有机硅溶胶为SiO2含量为20%,平均粒径为50nm,溶剂体系为甲醇。
自洁材料为纳米二氧化钛晶体与纳米二氧化硅的复合物,二者的摩尔比是1:1;自洁浆料为纳米二氧化钛晶体与纳米二氧化硅的复合物的乙醇溶液。
实施例2
玻璃可钢化自洁涂层配方:按重量份计,1份可钢化镀膜液,0.3份自洁浆料(按自洁材料的重量计)。
可钢化镀膜液配方:按重量百分比计,各组分含量,
所述玻璃树脂为粘度25mpa·s,透光率高于90%的有机硅树脂预聚体。
所述羟基硅油为羟基含量为2%~4%,粘度为20mpa·s的硅醇封端的聚二甲基硅氧烷。
所述聚醚改性硅油分子量为3000。
所述有机硅溶胶为SiO2含量为20%,平均粒径为60nm,溶剂体系为异丙醇和叔丁醇。
自洁材料为纳米二氧化钛晶体与纳米二氧化硅的复合物,二者的摩尔比是1:1;自洁浆料为纳米二氧化钛晶体与纳米二氧化硅的复合物的乙醇溶液。
实施例3
玻璃可钢化自洁涂层配方:按重量份计,1份可钢化镀膜液,0.5份耐高温透明自洁浆料(按自洁材料的重量计)。
可钢化镀膜液配方:按重量百分比计,各组分含量,
玻璃树脂为粘度30mpa·s,透光率高于90%的有机硅树脂预聚体;
羟基硅油为羟基含量为2%~4%,粘度为30mpa·s的硅醇封端的聚二甲基硅氧烷;
聚醚改性硅油分子量为3500;
有机硅溶胶为SiO2含量为30%,平均粒径为60nm,溶剂体系为异丙醇和甲醇。
自洁材料为纳米二氧化钛晶体与纳米二氧化硅的复合物,二者的摩尔比是1:5。
自洁浆料为纳米二氧化钛晶体与纳米二氧化硅的复合物的乙醇溶液。
实施例4
玻璃可钢化自洁涂层配方:按重量份计,1份可钢化镀膜液,0.8份耐高温透明自洁浆料(按自洁材料的重量计)。
可钢化镀膜液配方:按重量百分比计,各组分含量,
其中,玻璃树脂为粘度40mpa·s,透光率高于90%的有机硅树脂预聚体;
羟基硅油为羟基含量为2%~4%,粘度为30mpa·s的硅醇封端的聚二甲基硅氧烷;
聚醚改性硅油分子量为4000;
有机硅溶胶为SiO2含量为30%,平均粒径为60nm,溶剂体系为异丙醇和甲醇。
自洁浆料为自洁材料纳米二氧化钛的乙醇溶液。
实施例5
玻璃可钢化自洁涂层配方:按重量份计,1份可钢化镀膜液,1份耐高温透明自洁浆料(按自洁材料的重量计)。
可钢化镀膜液配方:按重量百分比计,各组分含量,
其中,玻璃树脂为粘度40mpa·s,透光率高于90%的有机硅树脂预聚体;
羟基硅油为羟基含量为2%~4%,粘度为40mpa·s的硅醇封端的聚二甲基硅氧烷;
聚醚改性硅油分子量为5000;
有机硅溶胶为SiO2含量为30%,平均粒径为80nm,溶剂体系为异丙醇和醋酸乙酯。
自洁浆料为自洁材料纳米二氧化钛的乙醇溶液。
实施例6
玻璃可钢化自洁涂层配方:按重量份计,1份可钢化镀膜液,1份耐高温透明自洁浆料(按自洁材料的重量计)。
可钢化镀膜液配方:按重量百分比计,各组分含量,
其中玻璃树脂为粘度50mpa·s,透光率高于90%的有机硅树脂预聚体;
羟基硅油为羟基含量为2%~4%,粘度为40mpa·s的硅醇封端的聚二甲基硅氧烷;
聚醚改性硅油分子量为6000;
有机硅溶胶为SiO2含量为40%,平均粒径为100nm,溶剂体系为异丙醇和醋酸乙酯。
自洁浆料为自洁材料纳米二氧化钛的乙醇溶液。
实施例7可钢化自洁玻璃的加工方法
用实施例1至6中的玻璃可钢化自洁涂层加工自洁玻璃的步骤:
1)玻璃原片清洗,等离子表面处理,除静电;
2)玻璃原片一侧锟涂一层实施例1-6的玻璃可钢化自洁涂层;
3)热固化;
4)钢化炉钢化,待冷却后即可得到一种具有易清洁亲水性的自洁玻璃
在步骤1)中,由于玻璃表面有防霉粉,加之自来水和地下水有大量的碱性物质等杂质,故自来水清洗后需要再使用净化水、纯净水进行自动清洗;高温高速吹干使用的是上下两道风360度吹干。在步骤2)中除静电处理是因为在玻璃输送过程中易产生静电,影响辊涂效果使涂层不匀。在步骤4)中的冷却是自动输送8米,使用16个风机吹冷却风使玻璃温度降至常温65℃。
对比例1
一种玻璃镀膜液,其各个组分及含量与实施例3中的组分和含量相同,其不同之处在于不含有钛酸盐。
对比例2
一种玻璃镀膜液,其各个组分及含量与实施例4中的组分和含量相同,其不同之处在于不含有锆酸盐。
对比例3
一种玻璃镀膜液,其各个组分及含量与实施例5中的组分和含量相同,其不同之处在于不含有有机硅溶胶。
对比例4
一种玻璃镀膜液,其各个组分及含量与实施例5中的组分和含量相同,其不同之处在于不含有钛酸酯、锆酸盐和有机硅溶胶。
为了准确地评价涂层的硬度,将分别由实施例1~6和对比例1~4公开的透明可钢化彩镜玻璃镀膜液/玻璃镀膜液按照实施例7公开的方法加工成钢化成型的彩镜玻璃进行测试。
为了更准确地评价涂层的硬度,辊涂厚度均为2000纳米,热固化条件均为170℃热固化20分钟。
采用日本三菱铅笔,根据GB/T6739-1996标准进行硬度测试;RCA纸带耐磨试验采用175g砝码测试,设定摩擦次数为200-400次,摩擦结束取下样板,用10倍放大镜观察样板涂层状况。
测试结果对比如下表1:
由表1测试结果可以看出:
实施例1至6和对比例1至3与对比例4之间进行对比,发现有机硅溶胶、钛酸酯和锆酸盐的添加对钢化后的涂层硬度和耐磨性有较明显的帮助。
由实施例1至6可以看出,当配方中无机成份较多时容易造成涂膜钢化发生龟裂;说明有机成份与无机成份适量的比例对钢化涂层的耐磨性和成膜性起关键影响。
由实施例3、4和对比例1、2可以看出,实施例3、4包含钛酸酯和锆酸盐的(镀膜液)涂层钢化后其耐磨性显著增强。
以上内容仅仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依照本发明的思路,在具体实施例方式及其应用范围上均会有所改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种加工可钢化自洁玻璃的方法,包括如下步骤:
1)玻璃原片清洗,等离子表面处理,除静电;
2)玻璃原片一侧锟涂一层可钢化自洁涂层;
3)热固化;
4)钢化炉钢化,待冷却后即可得到一种具有易清洁亲水性的自洁玻璃;
所述可钢化自洁涂层包含:1份透明可钢化镀膜液,0.1~1份的自洁浆料;
所述可钢化镀膜液,按百分比计,包含下列组分:玻璃树脂15-25%、羟基硅油4-8%、聚醚改性硅油3-7%、有机硅溶胶4-8%、钛酸酯1-3%、锆酸盐5-10%、余量的溶剂。
2.根据权利要求1所述的加工可钢化自洁玻璃的方法,其特征在于,所述玻璃树脂为粘度5~50mpa·s、透光率高于90%的有机硅树脂预聚体。
3.根据权利要求1所述的加工可钢化自洁玻璃的方法,其特征在于,所述羟基硅油为羟基含量为2%~4%、粘度为20~40mpa·s的硅醇封端的聚二甲基硅氧烷。
4.根据权利要求1所述的加工可钢化自洁玻璃的方法,其特征在于,所述聚醚改性硅油分子量为2000~6000。
5.根据权利要求1所述的加工可钢化自洁玻璃的方法,其特征在于,所述有机硅溶胶SiO2含量为20~40%,平均粒径为50~100nm,溶剂体系为甲醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇单甲醚、丁酮、甲基异丁酮中、叔丁醇、醋酸乙酯的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的加工可钢化自洁玻璃的方法,其特征在于,所述钛酸酯为正钛酸异丙酯、正钛酸丁酯、钛酸正丙酯、四乙氧基钛、三乙醇胺钛酸盐、二乙醇胺钛酸酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的加工可钢化自洁玻璃的方法,其特征在于,所述余量的溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、醋酸乙酯、醋酯丁酯、丁酮、甲基异丁酮、叔丁醇、醋酸乙酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的加工可钢化自洁玻璃的方法,其特征在于,所述自洁浆料中的自洁材料为疏水疏油涂料或超亲水纳米材料或包含光催化活性的超亲水纳米材料。
9.根据权利要求1所述的加工可钢化自洁玻璃的方法,其特征在于,所述自洁浆料中的自洁材料为纳米二氧化钛晶体与纳米二氧化硅的复合物或纳米二氧化钛。
10.根据权利要求1~9任意一项所述的加工可钢化自洁玻璃的方法加工得到的可钢化自洁玻璃。
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CN110818278A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-21 | 中山大学 | 一种提高材料表面防垢性能的方法 |
CN115259686A (zh) * | 2022-08-11 | 2022-11-01 | 咸宁南玻节能玻璃有限公司 | 一种易洁玻璃及其制备方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180309 |