CN108948893B - 一种自洁玻璃淋浴门及其生产方法 - Google Patents

一种自洁玻璃淋浴门及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种淋浴门，公开了一种自洁玻璃淋浴门及其生产方法，其技术方案要点是一种自洁玻璃淋浴门，包括门板，所述门板包括玻璃制的板体以及板体表面的涂层；其通过以下步骤得到：制备板体，将分散有负载有氯化钴的硅胶粉粒的自洁涂料喷涂于板体表面，待涂料固化后向预制门板上安装把手、门框等其他部件后，得到成品玻璃淋浴门；嵌设在涂层表面的且负载有氯化钴的硅胶粉粒，使涂层可在空气环境下，根据相对湿度而吸水和脱水且发生相对应的变色，从而实现提示使用者淋浴室内湿度较大，地面湿滑，避免使用者因没有注意到湿滑的地面而滑倒。

Description

一种自洁玻璃淋浴门及其生产方法
技术领域
本发明涉及淋浴门，特别涉及一种自洁玻璃淋浴门及其生产方法。
背景技术
“易洁玻璃”，通常在商业上也被形象地称为“自洁玻璃”，其指的是一种表面带有一层由特殊涂料形成的涂层的玻璃，可使得灰尘或者污浊液体都难以附着在玻璃的表面，或者比较容易地被水冲洗掉。
而其中特殊涂料根据其实现“自洁”效果的原理分疏水型和亲水性。疏水型主要为氟碳型纳米涂料和有机硅树脂类涂料，由其形成的涂层表面具有超疏水性，水落其表面时，水滴接触角大于110度，使水呈水珠的形态位于涂层表面，若涂层表面倾斜或为竖直面，水珠滚落即不沾水，灰尘、污渍同水珠一同滚落。亲水性主要为无机纳米硅超亲水自洁涂料和纳米二氧化钛型超亲水涂料，和无机纳米硅超亲水自洁涂料形成的涂层和阳光照射下的由无机纳米硅超亲水自洁涂料形成的涂层其表面具有超亲水性，水落其表面时，水滴接触角小于10度，进而在水在表面因自身张力扩张，形成水膜，而非水滴粘附，且水膜使污渍难以附着。
现有将自洁玻璃应用在淋浴室的淋浴门，可使其表面不附着水滴和污渍，免擦洗。但由于使用自洁玻璃，淋浴室使用前后淋浴门的表面光洁无水滴，较普通玻璃而言，后使用者无法通过淋浴门上的水渍得知淋浴室是否之前使用过，易忽视淋浴室湿滑的地面，在进入淋浴室时踩踏到湿滑的地面上而滑倒，故有待改进。
发明内容
本发明的第一个目的是针对现有技术的不足，提供一种自洁玻璃淋浴门，其根据淋浴室内湿度变化而变色，提示使用者浴室地面湿滑或有积水。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种自洁玻璃淋浴门，包括门板，所述门板包括玻璃制的板体以及涂覆于板体表面上且由自洁涂料固化的涂层，所述涂层表面嵌有硅胶粉粒，所述硅胶粉粒负载有氯化钴。
通过采用上述技术方案，自洁玻璃淋浴门安装于淋浴室，在淋浴室使用及使用后的一段时间内，淋浴室的地面湿滑且其内环境中湿度较大，进而涂层表面上嵌合固定的硅胶粉粒吸水，使涂层发生变色并保持一段时间，提示淋浴室内湿度较大，地面湿滑；当淋浴室内湿度降低后，硅胶粉料逐渐脱水，再次发生变色进而复原；由此可通过涂层颜色变化，提示使用者淋浴室是否刚使用过，避免使用者因没有注意到湿滑的地面而滑倒。
作为优选的，所述自洁涂料包括如下组成及各组成质量份数，
聚四氟乙烯树脂30-65份，
硅胶粉粒8-15份，
聚酰胺酰亚胺树脂15-50份。
通过采用上述技术方案，聚四氟乙烯树脂具有超疏水性和疏油性，改增大液体在涂层表面的接触角，使得门板朝向淋浴室内侧的涂层的水滴和油污滚落不易粘附，保持门板表面洁净；
涂料和涂料固化的涂层呈有色透明，其可涂覆满门板的外表面，可直接在淋浴门闭合时，透过门板朝向淋浴室外的一侧观察门板颜色判断淋浴室内湿度和地面是否湿滑；
同时由于聚四氟乙烯树脂导致涂层表面的超疏水性，涂层表面的水滴无法滞留于涂层表面的硅胶粉粒接触；故在淋浴室使用时，淋浴室内保持较大的湿度使门板朝向淋浴室内一侧的涂层表面不断有水珠形成滚落，或者水流直接冲击涂层表面，才可使涂层表面的硅胶粉料吸水向红色渐变；
而淋浴室湿度下降后，硅胶粉粒中水分逸散导涂层表面的空气中后，水汽难以在涂层表面析出水珠而向外逸散离去，进而加快硅胶粉粒脱水和硅胶粉料负载的氯化钴失水，使淋浴室湿度下降至于外界空气湿度相近后，涂层可快速向浅紫色或紫色渐变，由此可提高涂层变色提示的灵敏度；
另一方面，以上涂层颜色变化可根据实际情况，涂料是否添加其他颜料以及玻璃板颜色而变。
作为优选的，所述自洁涂料还包括组成及各组成质量份数如下，
水性丙烯酸树脂20-45份，
十二烷基苯磺酸钠5-8份；
水性溶液30-50份；
所述聚酰胺酰亚胺树脂质量份数为30-50份。
通过采用上述技术方案，涂料配制成水性分散液使用，涂料涂覆在门板表面后，待水性溶液不断挥发而固化；固化同时由于水性丙烯酸树脂与聚四氟乙烯树脂相容较差，以及水性丙烯树脂相对聚四氟乙烯树脂对门板玻璃表面游离羟基的亲和，使得涂料随水性溶液挥发同时出现分层，水性丙烯酸树脂形成的丙烯酸树脂层位于内侧，聚四氟乙烯树脂形成的自洁层位于外侧且覆盖均匀，进而减少形成单位面积涂层所需聚四氟乙烯的用量，降低成本，同时丙烯酸树脂层和减薄的聚四氟乙烯层可改善涂层的透光度；
另一方面，通过水性丙烯酸树脂与板体表面交联固定，再由水性丙烯酸树脂与聚四氟乙烯树脂交联进行固定，较聚四氟乙烯树脂直接与板体固定而言更稳定，防止涂层脱落，继而提高涂层耐用性。
作为优选的，所述水性溶液为60wt％的乙醇。
通过采用上述技术方案，乙醇提高水性乙烯酸树脂在水性溶液中的溶解度，提高水性分散液中水性乙烯酸树脂与聚四氟乙烯树脂的混合程度，使得涂料混合更均匀，同时乙醇易挥发，乙醇和去离子水混合作为水性溶液可提高涂料固化速度，提高门板加工效率。
作为优选的，所述自洁涂料还包括海藻酸钠5-8份。
通过采用上述技术方案，可使得水性溶液形成水凝胶，提高涂料的粘度，提高聚四氟乙烯混合程度和防止硅胶粉料下沉，使自洁涂料内部成分分散更均匀，进而提高涂层附着力。
作为优选的，所述氯化钴占硅胶粉粒的粒度为300-400目。
通过采用上述技术方案，减小形成表面平整的涂层所需最小涂层厚度，有利于减小涂层厚度和减少涂层单位面积的吸水量，减少涂层脱水变色的时间，涂层变色提示的灵敏度。
本发明的第二个目的是针对现有技术的不足，提供上述自洁玻璃淋浴门的生产方法，所得自洁玻璃淋浴门变色提示的灵敏度高。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种自洁玻璃淋浴门的生产方法，其包括步骤，
S1：将含聚四氟乙烯树脂30-65份的聚酰胺酰亚胺树脂乳液、负载有氯化钴的硅胶粉粒8-15份、含聚酰胺酰亚胺树脂15-50份的聚酰胺酰亚胺树脂乳液以及其它组成进行混合，待混合均匀后得到自洁涂料；
S2：裁取玻璃板，对玻璃板表面进行打磨、酸洗等表面处理操作，得到板体；
S3：将S1所得的自洁涂料均匀喷涂于板体的表面，得到预制门板；
S4：待涂料固化后向预制门板上安装把手、门框等其他部件后，得到成品玻璃淋浴门。
通过采用上述技术方案，使用喷涂的方式将自洁涂料涂覆于板体表面，所得的涂层较辊涂而言更薄，减少涂层单位面积的吸水量，减少涂层脱水变色的时间，涂层变色提示的灵敏度。
作为优选的，S1中负载有氯化钴的硅胶粉粒以硅酸钠、氯化铵溶液、脂肪醇聚氧乙烯醚和去离子水为原料通过如下步骤获得，
X1：将脂肪醇聚氧乙烯醚溶于去离子水中配制成配置液，称取一定量的硅酸钠溶解于其中，得到配置液；
X2：加热并搅拌配置液，同时向配置液滴加氯化铵溶液直至出现白色透明的凝胶，将凝胶静置陈化一天后用去离子水充分洗涤至无Cl-为止；
X3：将凝胶摊平后浸入浸泡池内2h，浸泡池内储存有氯化钴溶液且其底部铺有氯化钴固体；取出凝胶待干燥后，再次浸入浸泡池，浸泡次数为2-3次；
X4：将浸泡完毕的凝胶在600℃下煅烧1h，得到负载有氯化钴的硅胶粉粒。
通过采用上述技术方案，白色透明的凝胶为硅酸钠与氯化铵溶反应可得到二氧化硅溶胶，配置液中的脂肪醇聚氧乙烯醚可在对生成的二氧化硅溶胶的一次粒子进行包覆，限制一次粒子的生长，可使制得的硅胶样品颗粒减小、比表面积增大，吸附性能提高；
浸泡池内储存有氯化钴溶液且其底部铺有氯化钴固体，使得浸泡池内氯化钴溶液浓度接近饱和且稳定，使氯化钴快速且均匀地浸入凝胶，使得负载有氯化钴的硅胶粉粒内氯化钴分布均匀。
作为优选的，X3中待凝胶表干后进行下一次的浸泡。
通过采用上述技术方案，凝胶干燥脱水过多，会导致氯化钴从溶解于凝胶的状态转变为结晶析出；待凝胶表干后进行下一次的浸泡，可使在凝胶烧结前其内的氯化钴溶于凝胶，提高负载有氯化钴的硅胶粉粒中氯化钴负载率，增大涂层变色前后的色差。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.淋浴室内环境中湿度较大时，涂层表面上嵌合固定的硅胶粉粒吸水，使涂层发生变色并保持一段时间，提示淋浴室内湿度较大，地面湿滑；当淋浴室内湿度降低后，硅胶粉料逐渐脱水，再次发生变色进而复原；由此可通过涂层颜色变化而提示使用者，避免使用者因没有注意到湿滑的地面而滑倒；
2.聚四氟乙烯树脂导致涂层表面的强疏水性，水难以滞留于涂层表面的硅胶粉粒接，故在淋浴室使用时，淋浴室内保持较大的湿度使涂层表面不断有水珠形成滚落或水流直接冲击涂层表面，才可使涂层表面的硅胶粉料吸水向红色渐变；淋浴室湿度下降后，硅胶粉粒中水分逸散导涂层表面的空气中后，水汽难以在涂层表面析出水珠而向外逸散离去，进而加快硅胶粉粒脱水和硅胶粉料负载的氯化钴失水，使淋浴室湿度下降至于外界空气湿度相近后，涂层可快速向浅紫色或紫色渐变，由此可提高涂层变色提示的灵敏度；
3.涂料配制成水性分散液使用，涂料涂覆在门板表面后，待水性溶液不断挥发而固化，同时涂料随水性溶液挥发出现分层，水性丙烯酸树脂形成的丙烯酸树脂层位于内侧，聚四氟乙烯树脂形成的自洁层位于外侧且覆盖均匀，通过水性丙烯酸树脂与板体表面交联固定，再由水性丙烯酸树脂与聚四氟乙烯树脂交联进行固定，较聚四氟乙烯树脂直接与板体固定而言更稳定，防止涂层脱落，继而提高涂层耐用性，同时减少聚四氟乙烯的用量，降低成本；
4.自洁涂料还包括海藻酸钠，其使得水性溶液形成水凝胶，提高涂料的粘度，提高聚四氟乙烯混合程度和防止硅胶粉料下沉使自洁涂料内部成分分散更均匀，进而提高涂层附着力；
5.使用喷涂的方式将自洁涂料涂覆于板体表面，所得的涂层较辊涂而言更薄，减少涂层单位面积的吸水量，减少涂层脱水变色的时间，涂层变色提示的灵敏度；
6.配置液中的脂肪醇聚氧乙烯醚可在对生成的二氧化硅溶胶的一次粒子进行包覆，限制一次粒子的生长，可使制得的硅胶样品颗粒减小、比表面积增大，吸附性能提高；
7.浸泡池内储存有氯化钴溶液且其底部铺有氯化钴固体，使得浸泡池内氯化钴溶液浓度接近饱和且稳定，使氯化钴快速且均匀地浸入凝胶，使得负载有氯化钴的硅胶粉粒内氯化钴分布均匀；
8.凝胶干燥脱水过多，会导致氯化钴从溶解于凝胶的状态转变为结晶析出；待凝胶表干后进行下一次的浸泡，可使在凝胶烧结前其内的氯化钴溶于凝胶，提高负载有氯化钴的硅胶粉粒中氯化钴负载率，，增大涂层变色前后的色差。
附图说明
图1为门板的剖视图；
图2为体现涂层内硅胶粉粒的示意图。
附图标记：1、门板；11、板体；12、涂层；121、硅胶粉粒。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如附图1和附图2所示，一种自洁玻璃淋浴门，包括门板1，门板1包括玻璃制的板体11以及涂覆于板体11表面上且由自洁涂料固化的涂层12，涂层12内和其表面均嵌有硅胶粉粒121，硅胶粉粒121负载有氯化钴。
主要使用原料及来源，
聚四氟乙烯树脂乳液：恒氟隆牌D60C PTFE分散乳液，PTFE固含量60wt％，乳液比重1.5g/cm3，平均粒径0.2μm，PH值(23℃)9，树脂比重2.215，布氏粘度25mPa·s。
聚酰胺酰亚胺树脂：北京凯瑞捷成新材料科技有限公司水性PAI树脂KJ-20W，PAI固含量28wt％，树脂比重1.00-1.115，粘度2600-5000CP。
水性丙烯酸树脂：市售商品。
十二烷基苯磺酸钠：市售商品。
乙醇：市售商品。
负载有氯化钴的硅胶粉粒中氯化钴含量为8-12wt％，通过如下获得，
X1：将脂肪醇聚氧乙烯醚溶于去离子水中配制成配置液，称取一定量的硅酸钠溶解于其中，得到配置液；
X2：加热并搅拌配置液，同时向配置液滴加氯化铵溶液直至出现白色透明的凝胶，将凝胶静置陈化一天后用去离子水充分洗涤至无C1-为止；
X3：将凝胶摊平后浸入浸泡池内2h，浸泡池内储存有氯化钴溶液且其底部铺有氯化钴固体；待凝胶表干后再次浸入浸泡池，浸泡次数为2-3次；
X4：将浸泡完毕的凝胶在600℃下煅烧1h，得到负载有氯化钴的硅胶粉粒，从中筛选粒度为300-400目使用。
实施例一，
一种自洁玻璃淋浴门的生产方法，其包括步骤，
S1：按质量份数称取含聚四氟乙烯树脂30-65份的聚四氟乙烯树脂乳液、负载有氯化钴的硅胶粉粒8-15份、含聚酰胺酰亚胺树脂15-50份的聚酰胺酰亚胺树脂乳液并进行混合，待混合均匀后得到自洁涂料；
S2：裁取玻璃板，对玻璃板表面进行打磨、酸洗等表面处理操作，得到板体；
S3：将S1所得的自洁涂料均匀喷涂于板体的表面，得到预制门板；
S4：待涂料固化后向预制门板上安装把手、门框等其他部件后，得到成品玻璃淋浴门。
根据上述自洁玻璃淋浴门的生产方法，设计了实施例1A-1E且其具体参数如下表所示。
Figure BDA0001696840920000061
吸水变色试验：将试样在85℃下烘干后，放置入相对湿度为80％的密闭恒温环境和浸入水中，温度控制为25℃，定时观察涂层12颜色变化。
脱水变色试验：试样在85℃下烘干并冷却后，将试样浸入水中5min，取出试样，拭去试样表面残留水分，放置入25℃，相对湿度为30％的敞开环境，定时观察涂层12颜色变化。
吸水变色试验和脱水变色试验为便于试验，均选取预制门板1为试样平且尺寸选取1m*1m*2mm。吸水变色试验和脱水变色试验的结果以色度值表示，将纯蓝色至纯红色之间颜色渐变划分为50个区间并记做1-50的色度值，纯蓝色的色度值为1，纯红色的色度值为50。
对实施例1A-1E进行吸水变色试验，试验结果如下表所示。
Figure BDA0001696840920000071
对实施例1A-1E进行脱水变色试验，试验结果如下表所示。
Figure BDA0001696840920000072
Figure BDA0001696840920000081
通过吸水变色试验和脱水变色试验的结果可知，涂层12可在空气环境下，根据相对湿度而吸水和脱水且发生相对应的变色，从而实现提示使用者淋浴室内湿度较大，地面湿滑，避免使用者因没有注意到湿滑的地面而滑倒。
实施例二，
一种自洁玻璃淋浴门的生产方法，基于实施例一的基础上，其区别之处在，其S1分为如下步骤，
S1.1：按质量份数称取乙醇18-30份并加去离子水稀释，配制得到30-50份的水性溶液，其中乙醇在水性溶液中占比为60wt％；
S1.2：按质量份数称取水性丙烯酸树脂20-45份、十二烷基苯磺酸钠5-8份加入水性溶液并混合，得到预混物；
S1.3：按质量份数称取含聚四氟乙烯树脂30-65份的聚四氟乙烯树脂乳液、负载有氯化钴的硅胶粉粒8-15份、含聚酰胺酰亚胺树脂15-50份的聚酰胺酰亚胺树脂乳液加入预混物并进行混合，得到自洁涂料；
S2、S3和S4步骤与实施例一相同。
根据上述自洁玻璃淋浴门的生产方法，设计了实施例2A-2E且其具体参数如下表所示。
Figure BDA0001696840920000091
其中实施例2C-2E在S1中所得的自洁涂料粘度大于实施例2A-2B在S1中所得的自洁涂料，其搅拌时带有粘性。
对实施例2A-2E进行吸水变色试验，试验结果如下表所示。
相对湿度80％ 实施例2A 实施例2B 实施例2C 实施例2D 实施例2E
初始的色度值 16 16 15 16 17
30s的色度值 17 16 16 17 18
60s的色度值 20 19 19 19 21
90s的色度值 23 22 21 22 24
2min的色度值 26 26 24 25 27
3min的色度值 30 30 28 29 32
4min的色度值 33 32 30 32 34
5min的色度值 34 33 31 33 35
浸入水中 实施例2A 实施例2B 实施例2C 实施例2D 实施例2E
初始的色度值 16 16 15 16 17
30s的色度值 18 18 17 18 19
60s的色度值 20 19 19 20 21
90s的色度值 23 22 22 23 23
2min的色度值 25 24 24 25 26
3min的色度值 30 29 28 30 31
4min的色度值 34 32 31 33 34
5min的色度值 35 32 33 34 35
对实施例2A-2E进行脱水变色试验，试验结果如下表所示。
Figure BDA0001696840920000092
Figure BDA0001696840920000101
通过吸水变色试验和脱水变色试验的结果，可知实施例二所得的涂层12可在空气环境下，根据相对湿度而吸水和脱水且发生相对应的变色，从而实现提示使用者淋浴室内湿度较大，地面湿滑，避免使用者因没有注意到湿滑的地面而滑倒。
根据对实施例1A-1E和实施例2A-2E所得的自洁涂料在玻璃板上检测其附着力，试验结果根据中规定的分级表示，1-3评定通过，3-6评定不通过。
实施例1A 实施例1B 实施例1C 实施例1D 实施例E
附着力分级 3 3 3 3 3
实施例2A 实施例2B 实施例2C 实施例2D 实施例2E
附着力分级 2 2 1 1 1
通过附着力检测结果，实施例2A-2E的附着力分级均优于实施例2C，可知水性丙烯酸树脂有利于涂层12附着力的提高。同时水性丙烯酸树脂的添加还减少涂料中聚四氟乙烯用量，降低成本。
而实施例2C-2E的附着力分级优于实施例2A-2B，可知海藻酸钠加入可使自洁涂料内部成分分散更均匀，进而提高涂层12附着力。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种自洁玻璃淋浴门，包括门板（1），其特征在于，所述门板（1）包括玻璃制的板体（11）以及涂覆于板体（11）表面上且由自洁涂料固化的涂层（12），所述涂层（12）表面嵌有硅胶粉粒（121），所述硅胶粉粒（121）负载有氯化钴；
所述自洁涂料包括如下质量份数的各组成：
聚四氟乙烯树脂30-65份，
负载有氯化钴的硅胶粉粒（121）8-15份，
聚酰胺酰亚胺树脂15-50份；
水性丙烯酸树脂20-45份，
十二烷基苯磺酸钠5-8份；
水性溶液30-50份。
2.根据权利要求1所述的一种自洁玻璃淋浴门，其特征在于，所述聚酰胺酰亚胺树脂质量份数为30-50份。
3.根据权利要求1所述的一种自洁玻璃淋浴门，其特征在于，所述水性溶液为60wt%的乙醇。
4.根据权利要求1所述的一种自洁玻璃淋浴门，其特征在于，所述自洁涂料还包括海藻酸钠5-8份。
5.根据权利要求1所述的一种自洁玻璃淋浴门，其特征在于，所述氯化钴占硅胶粉粒（121）的粒度为300-400目。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种自洁玻璃淋浴门的生产方法，其包括步骤，
S1：将含聚四氟乙烯树脂30-65份的聚四氟乙烯树脂乳液、负载有氯化钴的硅胶粉粒（121）8-15份、含聚酰胺酰亚胺树脂15-50份的聚酰胺酰亚胺树脂乳液以及其它原料组成进行混合，待混合均匀后得到自洁涂料；
S2：裁取玻璃板，对玻璃板表面进行打磨、酸洗等表面处理操作，得到板体（11）；
S3：将S1所得的自洁涂料均匀喷涂于板体（11）的表面，得到预制门板（1）；
S4：向预制门板（1）上安装把手、门框等其他部件后，得到自洁玻璃淋浴门。
7.根据权利要求6所述的所述的一种自洁玻璃淋浴门的生产方法，其特征在于，S1中负载有氯化钴的硅胶粉粒（121）以硅酸钠、氯化铵溶液、脂肪醇聚氧乙烯醚和去离子水为原料通过如下步骤获得，
X1：将脂肪醇聚氧乙烯醚溶于去离子水中,称取一定量的硅酸钠溶解于其中，得到配制液；
X2：加热并搅拌配制液，同时向配制液滴加氯化铵溶液直至出现白色透明的凝胶，将凝胶静置陈化一天后用去离子水充分洗涤至无Cl-为止；
X3：将凝胶摊平后浸入浸泡池内2h，浸泡池内储存有氯化钴溶液且其底部铺有氯化钴固体；取出凝胶待干燥后,再次浸入浸泡池，浸泡次数为2-3次；
X4：将浸泡完毕的凝胶在600℃下煅烧1h，得到负载有氯化钴的硅胶粉粒（121）。
8.根据权利要求7所述的所述的一种自洁玻璃淋浴门的生产方法，其特征在于，X3中待凝胶表干后进行下一次的浸泡。
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