CN108424003A - 自清洁高透光率钢化玻璃的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的自清洁高透光率钢化玻璃的制备方法，包括有以下步骤：（1）清洗玻璃；（2）玻璃等离子处理；（3）自清洁水性涂料制备，本步骤使用二氧化硅前驱体、硅烷偶联剂、偏钛酸、二氧化硅、氢氟酸混合反应再加入氨水调节pH，如此制得的纳米分散液具有超亲水、防雾、光催化作用（分解有机物）及释放负氧离子等功能，即自清洁功能。（4）玻璃辊涂；（5）干燥。本方法制得的自清洁高透钢化玻璃具有较低的水滴角（小于10°）并具有较高的透过率（透过率提高>2%，400nm‑1100nm），自清洁性能优异。

Description

自清洁高透光率钢化玻璃的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑用自清洁钢化玻璃技术领域，特别是涉及一种建筑用自清洁高透光率钢化玻璃的制备方法。
背景技术
伴随着我国建筑业的快速发展，玻璃幕墙的应用也越来越广泛。玻璃幕墙对建筑物不仅能够起到良好的装饰作用，还可以达到采光、挡风、隔音、隔热、节能等多种目的，所以在建筑行业中有着良好的市场发展前景。玻璃幕墙的清洗技术要求高、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。此外，如果经常清洗，高空作业难度大，危险性也高。因此，开发具有自清洁功能的涂层玻璃很有必要。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种自清洁高透光率钢化玻璃的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
自清洁高透光率钢化玻璃的制备方法，包括有以下步骤：
（1）清洗玻璃：使用强酸对钢化玻璃进行清洗，清洗后烘干；
（2）玻璃等离子处理：使用电晕机对钢化玻璃进行等离子处理；
（3）自清洁水性涂料制备：
3.1 将10~15质量份的二氧化硅前驱体、1~2质量份的硅烷偶联剂、40~50份去离子水混合放入砂磨机中以3000~6000r/min的转速分散6~8小时；
3.2将5~10质量份的偏钛酸、5~10质量份的二氧化硅、10~15质量份的氢氟酸加入到3.1制得的混合液中，混合反应制得氟钛酸和氟硅酸混合溶液；
3.3 将3~5质量份的硼酸加入步骤3.2制得的混合溶液中使得硼钛摩尔比为2~4，再加入氨水调节pH值至1~3获得自清洁高透光率的水性涂料；
（4）玻璃辊涂：将步骤（3）的水性涂料均匀辊涂至钢化玻璃的表面，辊涂厚度为4~9μm，
（5）干燥：采用红外线方式将辊涂有水性涂料的钢化玻璃加热至100~130℃，使之干燥获得高透自清洁钢化玻璃。
优选的，步骤（1）中，强酸为浓硫酸和浓硝酸按质量配比为1:3~1:5制得，强酸清洗完成后的钢化玻璃用去离子水清洗3~5遍，并在80~100℃的烘箱中烘干。
优选的，步骤（2）中，电晕机工作频率8KHZ-5MHZ，输出电压为50000-100000V，电极处理宽度100-500mm。
优选的，步骤（3）中，二氧化硅前驱体为正硅酸乙酯，四氯化硅或四乙基硅烷。
本发明的有益效果：
本发明的自清洁高透光率钢化玻璃的制备方法，包括有以下步骤：（1）清洗玻璃；（2）玻璃等离子处理；（3）自清洁水性涂料制备；（4）玻璃辊涂；（5）干燥。其中，自清洁水性涂料制备，使用二氧化硅前驱体、硅烷偶联剂、偏钛酸、二氧化硅、氢氟酸混合反应再加入氨水调节pH，如此制得的纳米分散液具有超亲水、防雾、光催化作用（分解有机物）及释放负氧离子等功能，即自清洁功能。与现有技术，采取本发明的制备方法制得的水性高透自清洁涂料无毒无害，辊涂过程中无毒无害，而且获得自清洁水性涂料的亲水性非常好。将其应用于钢化玻璃幕墙上可以解决玻璃的清洁问题，当雨水冲刷时，超亲水性能可以使水分完整均匀地在钢化玻璃的涂层表面铺展开来，完全地浸润涂层和污染物最终通过水的重力将附着于涂层上的污染物携带走，从而达到自清洁效果，并保持涂层的长期清洁。这种自清洁钢化玻璃的预期寿命可达十年之久。而涂层中特殊处理的二氧化硅通过表面结构的调整和厚度的调整，可以减少玻璃可见光区的反射，从而增加可见光的投射，这将大大有利于减少室内照明和采光性能的提高。本方法制得的自清洁高透钢化玻璃具有较低的水滴角（小于10°）并具有较高的透过率（透过率提高>2%，400nm-1100nm）。
附图说明
利用附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1为实施例1制备得到高透自清洁玻璃的SEM。
图2位实施例1制备得到的高透自清洁玻璃的接触角测试。
图3位实施例1制备得到的高透自清洁玻璃和普通玻璃的透过率测试(400-1100nm)。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例的自清洁高透光率钢化玻璃的制备方法，包括有以下步骤：
（1）利用浓硫酸和浓硝酸质量配比为1:3的强酸对玻璃进行清洗，清洗完成后用去离子水清洗3遍，并在80℃的烘箱中烘干；
（2）然后将干燥后的玻璃通过等离子处理，等离子体处理方法为采用电晕机对钢化玻璃进行处理，电晕机工作频率8KHZ，输出电压为50000V，电极处理宽度100mm。
（3）将3质量份的锐钛型二氧化钛，10质量份的二氧化硅前驱体正硅酸乙酯，1质量份的硅烷偶联剂KH-550，1质量份的分散剂SN5040，和70质量份的去离子水混合放入砂磨机中，以3000r/min的转速分散6小时，制备得到自清洁高透光率的水性分散液。
（4）将纳米高透自清洁分散液均匀的辊涂在步骤2得到的钢化玻璃表面，辊涂厚度为4μm，采用红外加热的方式加热至100℃，干燥得高透自清洁钢化玻璃。
本实施例制得的钢化玻璃，经过测试，高透真空玻璃的接触角为6°，透过率提高2.2%。
实施例2
本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例的自清洁高透光率钢化玻璃的制备方法，包括有以下步骤：
（1）利用浓硫酸和浓硝酸质量配比为1:4的强酸对玻璃进行清洗，清洗完成后用去离子水清洗4遍，并在90℃的烘箱中烘干；
（2）然后将干燥后的玻璃通过等离子处理，等离子体处理方法为采用电晕机对钢化玻璃进行处理，电晕机工作频率6MHZ，输出电压为70000V，电极处理宽度300mm。
（3）将4质量份的锐钛型二氧化钛，12质量份的二氧化硅前驱体四氯化硅，2质量份的硅烷偶联剂KH-560，2质量份的分散剂SUREAEON -D512，和90质量份的去离子水混合放假砂磨机中，以4000r/min的转速分散7小时，制备得到自清洁高透光率的水性分散液。
（4）将纳米高透自清洁分散液均匀的辊涂在步骤2得到的钢化玻璃表面，辊涂厚度为6μm，采用红外加热的方式加热至110℃，干燥得高透自清洁钢化玻璃。
实施例3
本实施例的主要技术方案与实施例1或者实施例2基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1或者实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例中，包括有以下步骤：
（1）利用浓硫酸和浓硝酸质量配比为1:5的强酸对玻璃进行清洗，清洗完成后用去离子水清洗5遍，并在100℃的烘箱中烘干；
（2）然后将干燥后的玻璃通过等离子处理，等离子体处理方法为采用电晕机对钢化玻璃进行处理，电晕机工作频率5MHZ，输出电压为100000V，电极处理宽度500mm。
（3）将5质量份的锐钛型二氧化钛，15质量份的二氧化硅前驱体四乙基硅烷，2质量份的硅烷偶联剂KH-570，2质量份的分散剂TEGO dispers 745W，和80质量份的去离子水混合放假砂磨机中，以6000r/min的转速分散8小时，制备得到自清洁高透光率的水性分散液。
（4）将纳米高透自清洁分散液均匀的辊涂在步骤2得到的钢化玻璃表面，辊涂厚度为9μm，采用红外加热的方式加热至130℃，干燥得高透自清洁钢化玻璃。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案说明而非对权利要求保护范围的限制。本领域的普通技术人员参照较佳实施例应当理解，并可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，但属于本发明技术方案的实质相同和保护范围。

Claims (4)

1.自清洁高透光率钢化玻璃的制备方法，其特征在于，包括有以下步骤：
（1）清洗玻璃：使用强酸对钢化玻璃进行清洗，清洗后烘干；
（2）玻璃等离子处理：使用电晕机对钢化玻璃进行等离子处理；
（3）自清洁水性涂料制备：
3.1 将10~15质量份的二氧化硅前驱体、1~2质量份的硅烷偶联剂、40~50份去离子水混合放入砂磨机中以3000~6000r/min的转速分散6~8小时；
3.2 将5~10质量份的偏钛酸、5~10质量份的二氧化硅、10~15质量份的氢氟酸加入到3.1制得的混合液中，混合反应制得氟钛酸和氟硅酸混合溶液；
3.3 将3~5质量份的硼酸加入步骤3.2制得的混合溶液中使得硼钛摩尔比为2~4，再加入氨水调节pH值至1~3获得自清洁高透光率的水性涂料；
（4）玻璃辊涂：将步骤（3）的水性涂料均匀辊涂至钢化玻璃的表面，辊涂厚度为4~9μm，
（5）干燥：采用红外线方式将辊涂有水性涂料的钢化玻璃加热至100~130℃，使之干燥获得高透自清洁钢化玻璃。
2.根据权利要求1所述自清洁高透光率钢化玻璃的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，强酸为浓硫酸和浓硝酸按质量配比为1:3~1:5制得，强酸清洗完成后的钢化玻璃用去离子水清洗3~5遍，并在80~100℃的烘箱中烘干。
3.根据权利要求1所述自清洁高透光率钢化玻璃的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，电晕机工作频率8KHZ-5MHZ，输出电压为50000-100000V，电极处理宽度100-500mm。
4.根据权利要求1所述自清洁高透光率钢化玻璃的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，二氧化硅前驱体为正硅酸乙酯，四氯化硅或四乙基硅烷。
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