CN112373134B - 一种强附着力的自洁玻璃及其制备方法 - Google Patents

一种强附着力的自洁玻璃及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112373134B
CN112373134B CN202011269907.XA CN202011269907A CN112373134B CN 112373134 B CN112373134 B CN 112373134B CN 202011269907 A CN202011269907 A CN 202011269907A CN 112373134 B CN112373134 B CN 112373134B
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass
metal
film
cleaning
self
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011269907.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112373134A (zh
Inventor
王卫东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan Jinyaohua New Glass Material Co ltd
Original Assignee
Zhongshan Pangbo New Decoration Glass Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongshan Pangbo New Decoration Glass Co ltd filed Critical Zhongshan Pangbo New Decoration Glass Co ltd
Priority to CN202011269907.XA priority Critical patent/CN112373134B/zh
Publication of CN112373134A publication Critical patent/CN112373134A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112373134B publication Critical patent/CN112373134B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/266Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by an apertured layer, the apertures going through the whole thickness of the layer, e.g. expanded metal, perforated layer, slit layer regular cells B32B3/12
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/12Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
    • B32B37/1284Application of adhesive
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/08Impregnating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/16Drying; Softening; Cleaning
    • B32B38/164Drying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/412Transparent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/754Self-cleaning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

本发明公开了一种强附着力的自洁玻璃及其制备方法,包括玻璃基层,所述玻璃基层上附有强附着力粘结层,粘结层至少一侧设有自洁纳米材料层,所述玻璃基层厚度为3‑12mm,所述金属为铬、镁、锡、铝、锰中的任意一种,所述粘结层采用硅烷化金属层,所述金属硅烷基化玻璃,浸入二氧化钛溶胶浸渍,采用浸渍提拉工艺制备薄膜,其步骤如下:将上述获得的金属硅烷化玻璃片,在配制好的二氧化钛溶胶中浸没1min,本发明,通过硅烷金属离子形成Si‑O‑Me共价键形成硅烷化金属层,且SiOH基团与玻璃表面形成具有Si‑O‑Si三维网状结构的硅烷膜,大大提升了膜与玻璃的附着力,硅烷金属层与二氧化钛纳米层发生部分复合,增强了自洁玻璃的光催化率及亲水性能。

Description

一种强附着力的自洁玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃技术领域,具体为一种强附着力的自洁玻璃及其制备方法。
背景技术
自1972年,日本学者Fujishima和Honda在Nature杂志上发表了在TiO2电极上利用光分解水生成氢气和氧气的论文,自此,世界各国研究者都开始研究TiO2光催化技术。1997年,Fujishman等在Nature杂志上报道了在不同光照条件下,TiO2具有不同的亲水性质。在紫外光的照射下,它显示出超亲水性,浸润角甚至可达到0°,在无光照情况下,其表现为憎水性质。自此,TiO2在自清洁领域的应用得到了广泛关注。
从技术角度看,二氧化钛的太阳能利用率较低,由于二氧化钛具有宽带隙,只有能量较高的光才能被吸收产生光生电子,也就是紫外光的部分。在到达地球的太阳光中,紫外光波段在太阳光中占的能量比例不到10%,能量利用受到很大限制,影响二氧化钛镀膜玻璃的应用。另一个原因,纯二氧化钛的量子产率低,产生的光生电子--空穴对容易发生复合,致使光催化活性降低,影响自洁净玻璃的杀菌和防雾效果。
目前,现有专利中授权公告号为CN204874295U的中国实用新型专利公开了一种抗污自洁玻璃,这种抗污自洁玻璃使用二氧化钛层作为抗污自洁层,二氧化钛必须在紫外线照射下通过光催化作用方能具备超亲水性,但附着性较差,在6-12个月之后即丧失自洁效。另有研究将玻璃基质表面增加一层磨砂层提升其附着性,也有铺设化学粘结层提升二氧化钛孔径增加附着性的,都避开了对玻璃基质本身的附着性。
因此,设计一种与玻璃基质及二氧化钛纳米自洁膜均有较强粘结性,且光利用率高和自洁效果持久的一种强附着性自洁玻璃是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强附着力的自洁玻璃及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种强附着力的自洁玻璃及其制备方法,包括玻璃基层,其特征在于:所述玻璃基层上附有强附着力粘结层,粘结层至少一侧设有自洁纳米材料层,所述玻璃基层厚度为3~12mm,常规建筑玻璃厚度均可作为玻璃基底,所述粘结层厚度为4~8μm,所述自洁纳米层厚度为3~6μm。
根据上述技术方案,包括以下步骤:将玻璃基质洗净烘干,以玻璃片作为基底,因为基底的洁净度对所制备薄膜的附着力有很大影响,需要对玻璃片进行清洗。清洗步骤为:将载玻片按次序在去离子水,丙酮,无水乙醇和去离水中用超声波清洗机分别清洗10min,然后将清洗后的载玻片放入干燥箱中,在100℃下烘干,待用。
根据上述技术方案,所述粘结层采用硅烷化金属层,具有强附着性,所述自洁纳米材料层采用二氧化钛纳米材料,具有亲水自洁性。
根据上述技术方案,所述硅烷基化金属层中,所述金属为铬、镁、锡、铝、锰中的任意一种,原料易获得,成本低。
根据上述技术方案,所述硅烷化金属层中,所述硅烷基R'(CH2)nSi(OR)3,其中OR是可水解的基团,R'是有机官能团。
根据上述技术方案,包括以下步骤:向硅烷水解液中加入MeOH(Me表示金属),搅拌2h,制得硅烷金属水解液,其反应式为:-Si(OR)3+3H2O=Si(OH)3+3ROH;SiOH+MeOH=SiOMe+H2O。共价键间的作用力可达700kJ/tool,硅烷与金属之间的结合是非常牢固的,另一方面,剩余的硅烷分子通过SiOH基团与玻璃中硅元素之间发生缩聚反应,形成具有Si-O-Si三维网状结构的硅烷膜,附着玻璃基面上,获得了强附着性的粘结层。
根据上述技术方案:硅烷金属水解液中硅与其他金属离子摩尔比为(4~1):1。
根据上述技术方案,包括以下步骤:将洗净烘干的玻璃浸入硅烷金属水解液中浸渍1.5~3小时,然后以50~150mm/s的速度匀速提拉,在50~75°C条件下烘干,烘干时间为60~120min,获得金属硅烷基化玻璃。
根据上述技术方案:二氧化钛溶胶中钛与金属硅烷化玻璃中的非硅金属离子摩尔比为(10~3):1。
根据上述技术方案,二氧化钛溶胶制备方法如下:首先取26ml无水乙醇,分别将10ml钛酸四丁酯和1.58ml冰乙酸依次加入其中,密封好,磁力搅拌1h,搅拌温度设为25℃,将得到的混合液记为溶液A;然后取26ml无水乙醇,分别将0.25ml浓硝酸和1.00ml去离子水依次加入其中,磁力搅拌0.5h,搅拌温度设为25℃,将得到的混合液记为溶液B;最后将溶液B缓缓滴入溶液A中,磁力搅拌使其均匀混合,将混合后的溶液记为溶液X,该混合溶液磁力搅拌3h,即得TiO2溶胶,室温下静置陈化48h。
根据上述技术方案,金属硅烷基化玻璃,浸入二氧化钛溶胶浸渍,采用浸渍提拉工艺制备薄膜,其步骤如下:将上述获得的金属硅烷化玻璃片,在配制好的二氧化钛溶胶中浸没1min,用提拉机提拉玻璃基片,提拉速度设定为6mm/s,待玻璃基片表面的湿膜在空气中干燥2min后,再重复操作上述操作,直到达到所需厚度。将所得湿膜于室温下晾干,然后在恒温干燥箱中干燥0.5h,温度设定为70~90℃,最后将干燥好的薄膜样品放入马弗炉中,以1℃/min的速率升至550℃,在550℃下保温2h,自然冷却后取出,制得厚度约为3~6μm的二氧化钛纳米薄膜,此法具有成本低,对设备的要求不高等优点。
过多的硅烷基会与TiO2薄膜发生偶联,使TiO2薄膜孔隙变小,薄膜的比表面积随之减少,使TiO2薄膜的光催化活性降低。本发明中严格控制硅烷基数量,利用充足的非硅金属与二氧化钛复合,会提升了TiO2薄膜的光催化活性。金属离子可以提高二氧化钛自洁膜层的可见光透过率,使得二氧化钛光催化效率从5%提升至15-30%左右,增强其催化性能,能完全分解各类有机物,最后生成CO2和H2O。
硅烷金属层与二氧化钛纳米层发生复合,还会使双层薄膜具有了复合薄膜的特性,薄膜表面粗糙度增大,出现微孔结构,从而改善了薄膜的亲水性,使接触角从15下降至2~12,最终稳定在5左右,大大提升了其亲水性,使污垢不易在玻璃表面停留。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:本发明,
(1)硅烷金属水解液中的SiOH基团与玻璃表面形成具有Si-O-Si三维网状结构的硅烷膜,大大提升了硅烷化金属粘结层与玻璃的附着力;
(2)过多的硅烷基会与TiO2薄膜发生偶联,使TiO2薄膜孔隙变小,薄膜的比表面积随之减少,使TiO2薄膜的光催化活性降低,本发明中严格控制硅烷基数量,避免了硅烷基对TiO2薄膜的光催化活性的影响;
(3)硅烷金属层与二氧化钛纳米层发生部分复合,使双层薄膜具有了复合薄膜的特性,薄膜表面粗糙度增大,出现微孔结构,可使接触角下降,最终稳定在5左右,大大提升了其亲水性,使污垢更不易在玻璃表面停留;
(4)硅烷化金属层与二氧化钛纳米层发生部分复合,金属离子可以提高二氧化钛自洁膜层的可见光透过率,二氧化钛光催化效率提升至30%左右,提升了其催化性能,能充分分解各类有机物;
(5)硅烷金属层大大地提高了该端面上的粗糙度,也使二氧化钛纳米膜微孔增加,有效地提高两层膜之间的粘结力,从而使得自洁膜层粘结更加稳固,保证玻璃长期有效的自洁效果。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本实施例的剖视图。
附图标记:1、玻璃基层;2、粘结层;3、自洁纳米材料层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,本发明提供技术方案:一种强附着力的自洁玻璃及其制备方法,包括为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种强附着力的自洁玻璃及其制备方法,包括玻璃基层1,其特征在于:所述玻璃基层1上附有强附着力粘结层2,粘结层2至少一侧设有自洁纳米材料层3,所述玻璃基层1厚度为3~12mm,常规建筑玻璃厚度均可作为玻璃基底,所述粘结层2厚度为4~8μm,所述自洁纳米层3厚度为3~6μm。
根据上述技术方案,包括以下步骤:将玻璃基质1洗净烘干,以玻璃片作为基底,因为基底的洁净度对所制备薄膜的附着力有很大影响,需要对玻璃片进行清洗。清洗步骤为:将载玻片按次序在去离子水,丙酮,无水乙醇和去离水中用超声波清洗机分别清洗10min,然后将清洗后的载玻片放入干燥箱中,在100℃下烘干,待用。
根据上述技术方案,所述粘结层2采用硅烷化金属层,具有强附着性,所述自洁纳米材料层3用二氧化钛纳米材料,具有亲水自洁性。
根据上述技术方案,所述硅烷基化金属层中,所述金属为铬、镁、锡、铝、锰中的任意一种,原料易获得,成本低。
根据上述技术方案,所述硅烷化金属层中,所述硅烷基R'(CH2)nSi(OR)3,其中OR是可水解的基团,R'是有机官能团。
根据上述技术方案,包括以下步骤:向硅烷水解液中加入MeOH(Me表示金属),搅拌2h,制得硅烷金属水解液,其反应式为:-Si(OR)3+3H2O=Si(OH)3+3ROH ;SiOH+MeOH=SiOMe+H2O。共价键间的作用力可达700kJ/tool,硅烷与金属之间的结合是非常牢固的,另一方面,剩余的硅烷分子通过SiOH基团与玻璃中硅元素之间发生缩聚反应,形成具有Si-O-Si三维网状结构的硅烷膜,附着玻璃基面上,获得了强附着性的粘结层。
根据上述技术方案:硅烷金属水解液中硅与其他金属离子摩尔比为(4~1):1。过多的硅烷基会与TiO2薄膜发生偶联,使TiO2薄膜孔隙变小,薄膜的比表面积随之减少,使TiO2薄膜的光催化活性降低,此步骤需严格控制金属离子比例。
根据上述技术方案,包括以下步骤:将洗净烘干的玻璃浸入硅烷金属水解液中浸渍1.5-3小时,然后以50~150mm/s的速度匀速提拉,在50~75°C条件下烘干,烘干时间为60-120min,获得金属硅烷基化玻璃。
根据上述技术方案:二氧化钛溶胶中钛与金属硅烷化玻璃中的非硅金属离子摩尔比为(10~3):1。
根据上述技术方案,二氧化钛溶胶制备方法如下:首先取26ml无水乙醇,分别将10ml钛酸四丁酯和1.58ml冰乙酸依次加入其中,密封好,磁力搅拌1h,搅拌温度设为25℃,将得到的混合液记为溶液A;然后取26ml无水乙醇,分别将0.25ml浓硝酸和1.00ml去离子水依次加入其中,磁力搅拌0.5h,搅拌温度设为25℃,将得到的混合液记为溶液B;最后将溶液B缓缓滴入溶液A中,磁力搅拌使其均匀混合,将混合后的溶液记为溶液X,该混合溶液磁力搅拌3h,即得TiO2溶胶,室温下静置陈化48h。
根据上述技术方案,金属硅烷基化玻璃,浸入二氧化钛溶胶浸渍,采用浸渍提拉工艺制备薄膜,其步骤如下:将上述获得的金属硅烷化玻璃片,在配制好的二氧化钛溶胶中浸没1min,用提拉机提拉玻璃基片,提拉速度设定为6mm/s,待玻璃基片表面的湿膜在空气中干燥2min后,再重复操作上述操作,直到达到所需厚度。将所得湿膜于室温下晾干,然后在恒温干燥箱中干燥0.5h,温度设定为70-90℃,最后将干燥好的薄膜样品放入马弗炉中,以1℃/min的速率升至550℃,在550℃下保温2h,自然冷却后取出,制得厚度约为3-6μm的二氧化钛纳米薄膜,此法具有成本低,对设备的要求不高等优点。
硅烷金属层与二氧化钛纳米层发生部分复合,使双层薄膜具有了复合薄膜的特性,薄膜表面粗糙度增大,出现微孔结构,从而改善了薄膜的光诱导亲水性,可使接触角从15下降至2-12,最终稳定在5左右,大大提升了其亲水性,使污垢不易在玻璃表面停留。
硅烷化金属层与二氧化钛纳米层发生部分复合,金属离子可以提高二氧化钛自洁膜层的可见光透过率,使得二氧化钛光催化效率从5%提升至15-30%左右,增强其催化性能,能完全分解各类有机物,最后生成CO2和H2O。
实施例1:
将玻璃基质洗净烘干,清洗步骤为:将玻璃片按次序在去离子水,丙酮,无水乙醇和去离水中用超声波清洗机分别清洗10-15min,然后将清洗后的载玻片放入干燥箱中,在100℃下烘干,待用。
将硅烷基R'(CH2)nSi(OR)3水溶液加入氢氧化铬控制GrOH摩尔比为4:1。烷基水解释放的SiOH基团与氢氧化铬进行缩水反应:SiOH+GrOH=SiOGr+H2O,搅拌2h。将洗净烘干的玻璃基质,浸入硅烷铬水解液中浸渍,以50~150mm/s的速度匀速提拉,在60-75°C条件下烘干,烘干时间为90-120min,获得膜厚度为6-8μm的粘结层。
首先取26ml无水乙醇,分别将10ml钛酸四丁酯和1.58ml冰乙酸依次加入其中,密封好,磁力搅拌1h,搅拌温度设为25℃,将得到的混合液记为溶液A;然后取26ml无水乙醇,分别将0.25ml浓硝酸和1.00ml去离子水依次加入其中,磁力搅拌0.5h,搅拌温度设为25℃,将得到的混合液记为溶液B;最后将溶液B缓缓滴入溶液A中,磁力搅拌使其均匀混合,将混合后的溶液记为溶液X,该混合溶液磁力搅拌3h,即得TiO2溶胶,室温下静置陈化48h。
将上述附金属硅烷层的玻璃基质浸入二氧化钛溶胶浸渍:将上述获得的金属硅烷化玻璃片,在配制好的二氧化钛溶胶中浸没1min,用提拉机提拉玻璃基片,提拉速度设定为6mm/s,待玻璃基片表面的湿膜在空气中干燥2min后,再重复操作上述操作,直到达到所需厚度。将所得湿膜于室温下晾干,然后在恒温干燥箱中干燥0.5h,温度设定为70-90℃,最后将干燥好的薄膜样品放入马弗炉中,以1℃/min的速率升至550℃,在550℃下保温2h,自然冷却后取出,制得厚度约为3-6μm的二氧化钛纳米薄膜,即得强附着性的自洁玻璃。
实施例2:
将玻璃基质洗净烘干,清洗步骤为:将玻璃片按次序在去离子水,丙酮,无水乙醇和去离水中用超声波清洗机分别清洗10-15min,然后将清洗后的载玻片放入干燥箱中,在100℃下烘干,待用。
将硅烷基R'(CH2)nSi(OR)3水溶液加入氢氧化镁控制GrOH摩尔比为2:1。烷基水解释放的SiOH基团与氢氧化镁进行缩水反应:SiOH+MgOH=SiOMg+H2O,搅拌2h。将洗净烘干的玻璃基质,浸入硅烷镁水解液中浸渍,以50~150mm/s的速度匀速提拉,在50-75°C条件下烘干,烘干时间为60-90min,获得膜厚度为5-8μm的粘结层。
首先取26ml无水乙醇,分别将10ml钛酸四丁酯和1.58ml冰乙酸依次加入其中,密封好,磁力搅拌1h,搅拌温度设为25℃,将得到的混合液记为溶液A;然后取26ml无水乙醇,分别将0.25ml浓硝酸和1.00ml去离子水依次加入其中,磁力搅拌0.5h,搅拌温度设为25℃,将得到的混合液记为溶液B;最后将溶液B缓缓滴入溶液A中,磁力搅拌使其均匀混合,将混合后的溶液记为溶液X,该混合溶液磁力搅拌3h,即得TiO2溶胶,室温下静置陈化48h。
将上述附金属硅烷层的玻璃基质浸入二氧化钛溶胶浸渍:将上述获得的金属硅烷化玻璃片,在配制好的二氧化钛溶胶中浸没1min,用提拉机提拉玻璃基片,提拉速度设定为6mm/s,待玻璃基片表面的湿膜在空气中干燥2min后,再重复操作上述操作,直到达到所需厚度。将所得湿膜于室温下晾干,然后在恒温干燥箱中干燥0.5h,温度设定为70-90℃,最后将干燥好的薄膜样品放入马弗炉中,以1℃/min的速率升至550℃,在550℃下保温2h,自然冷却后取出,制得厚度约为3-6μm的二氧化钛纳米薄膜,即得强附着性的自洁玻璃。
实施例3:
将玻璃基质洗净烘干,清洗步骤为:将玻璃片按次序在去离子水,丙酮,无水乙醇和去离水中用超声波清洗机分别清洗10-15min,然后将清洗后的载玻片放入干燥箱中,在100℃下烘干,待用。
将硅烷基R'(CH2)nSi(OR)3水溶液加入氢氧化锰控制GrOH摩尔比为3:1。烷基水解释放的SiOH基团与氢氧化锰进行缩水反应:SiOH+GrOH=SiOGr+H2O,搅拌2h。将洗净烘干的玻璃基质,浸入硅烷锰水解液中浸渍,以50~150mm/s的速度匀速提拉,在50-75°C条件下烘干,烘干时间为60-120min,获得膜厚度为4-6μm的粘结层。
取26ml无水乙醇,分别将10ml钛酸四丁酯和1.58ml冰乙酸依次加入其中,密封好,磁力搅拌1h,搅拌温度设为25℃,将得到的混合液记为溶液A;然后取26ml无水乙醇,分别将0.25ml浓硝酸和1.00ml去离子水依次加入其中,磁力搅拌0.5h,搅拌温度设为25℃,将得到的混合液记为溶液B;最后将溶液B缓缓滴入溶液A中,磁力搅拌使其均匀混合,将混合后的溶液记为溶液X,该混合溶液磁力搅拌3h,即得TiO2溶胶,室温下静置陈化48h。
将上述附金属硅烷层的玻璃基质浸入二氧化钛溶胶浸渍:将上述获得的金属硅烷化玻璃片,在配制好的二氧化钛溶胶中浸没1min,用提拉机提拉玻璃基片,提拉速度设定为6mm/s,待玻璃基片表面的湿膜在空气中干燥2min后,再重复操作上述操作,直到达到所需厚度。将所得湿膜于室温下晾干,然后在恒温干燥箱中干燥0.5h,温度设定为70-90℃,最后将干燥好的薄膜样品放入马弗炉中,以1℃/min的速率升至550℃,在550℃下保温2h,自然冷却后取出,制得厚度约为3-6μm的二氧化钛纳米薄膜,即得强附着性的自洁玻璃。
将所得强附着力的自洁玻璃(样品A)与已知几种自洁玻璃进行性能比对。样品B:仅含二氧化钛自洁层玻璃(现有专利中授权公告号为CN204874295U)、样品C:聚氟硅氧烷为光学纳米层先结合二氧化钛自洁层的自洁玻璃(现有专利中授权公告号为CN103722817A)、样品D:钛氧化锌膜层为介质层的二氧化钛自洁玻璃(现有专利中授权公告号为CN108726889A)。
用紫外灯辐照测试其接触角,利用紫外光下制得的强附着力自洁玻璃对甲基橙的降解来测试光催化效率,方法如下:
为了对TiO2薄膜表面的亲水性进行定量分析,测量了薄膜与水之间的接触角。在测量前先用功率为30W的紫外灯辐照薄膜样品30min,然后用光学接触角测量仪测量了薄膜表面与水之间的接触角,测试所用液滴为5μL去离子水,每个样品经三次测量取平均值,测量结果如表1:
Figure 467244DEST_PATH_IMAGE001
表1 接触角测试结果表
相比单纯TiO2薄膜,复合后的TiO2薄膜与水的接触角均减小,其中样品A薄膜样品的接触角最小,约为5.1度,这时薄膜呈现超亲水状态,薄膜具备超亲水性能。
由前面的分析可知,样品自洁膜表面的粗糙度和孔隙度都较高,根据Wenzel模型可知,表面粗糙度越大,接触角就越小,本发明中制得的一种强附着力的自洁玻璃亲水性能得到较大提升。
紫外光吸收率实验是利用实施例所制得的自洁玻璃,在紫外灯的照射下,对一定量的甲基橙溶液进行降解反应,通过测试溶液的吸光度来计算甲基橙的浓度,从而计算出甲基橙的降解效率,溶液的吸光度应用紫外—可见分光光度计来测试。
具体检测结果如表2所示:
Figure 393612DEST_PATH_IMAGE002
表2 紫外光吸收率统计表
由此可见,本发明制得的一种强附着力的自洁玻璃能够增强光吸收利用率,且性能高于其他改性自洁玻璃。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种强附着力的自洁玻璃,包括玻璃基层(1),其特征在于:所述玻璃基层厚度为 3~12mm(1)上附有强附着力硅烷化金属粘结层(2),厚度为 4~8μm,硅烷化金属粘结层(2)至少一侧设有二氧化钛自洁纳米材料层(3),厚度为 3~6μm;在硅烷化金属层中,所述金属为铬、镁、锡、铝、锰、铜中的任意一种;所述硅烷水解后通过其 SiOH 基团与MeOH进行缩水反应制得硅烷金属水解液,Me 表示金属,其反应式为:SiOH+MeOH=SiOMe+H2O;所述硅烷金属水解液中硅与其他金属离子摩尔比为(4~1):1;所述二氧化钛溶胶中钛与金属硅烷化玻璃中的非硅金属离子摩尔比为(10~3):1;
所述强附着力的自洁玻璃的制备方法,包括以下步骤:
将玻璃基层(1)洗净烘干,浸入硅烷金属水解液中浸渍,以 50~150mm/s 的速度匀速提拉,在 50~75℃条件下烘干,烘干时间为 60~120min,从而获得金属硅烷化玻璃;
将上述获得的金属硅烷化玻璃片,在配制好的二氧化钛溶胶中浸没 1min,用提拉机提拉玻璃基片,提拉速度设定为 6mm/s,待玻璃基片表面的湿膜在空气中干燥 2min 后,再重复操作上述操作,直到达到所需厚度;
将所得湿膜于室温下晾干,然后在恒温干燥箱中干燥 0 .5h,温度设定为 70~90℃,最后将干燥好的薄膜样品放入马弗炉中,以 1℃/min 的速率升至 550℃,在 550℃下保温2h,自然冷却后取出,制得厚度为 3~6μm 的二氧化钛纳米薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种强附着力的自洁玻璃,其特征在于:所述二氧化钛溶胶由钛酸四丁酯、乙酸、水和硝酸组成,制备方法如下:首先取 26ml 无水乙醇, 分别将 10ml钛酸四丁酯和 1 .58ml 冰乙酸依次加入其中,密封好,磁力搅拌 1h,搅拌温度设为 25℃,将得到的混合液记为溶液 A;然后取 26ml 无水乙醇,分别将 0 .25ml 浓硝酸和 1 .00ml去离子水依次加入其中,磁力搅拌 0 .5h,搅拌温度设为 25℃,将得到的混合液记为溶液B。
3.根据权利要求1 所述的一种强附着力的自洁玻璃,其特征在于:最后将溶液 B 缓缓滴入溶液 A 中,磁力搅拌使其均匀混合,将混合后的溶液记为溶液 X,该混合溶液磁力搅拌 3h,即得二氧化钛溶胶,室温下静置陈化 48h。
CN202011269907.XA 2020-11-13 2020-11-13 一种强附着力的自洁玻璃及其制备方法 Active CN112373134B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011269907.XA CN112373134B (zh) 2020-11-13 2020-11-13 一种强附着力的自洁玻璃及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011269907.XA CN112373134B (zh) 2020-11-13 2020-11-13 一种强附着力的自洁玻璃及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112373134A CN112373134A (zh) 2021-02-19
CN112373134B true CN112373134B (zh) 2021-12-17

Family

ID=74582270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011269907.XA Active CN112373134B (zh) 2020-11-13 2020-11-13 一种强附着力的自洁玻璃及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112373134B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113478921B (zh) * 2021-07-24 2022-04-19 深圳市方胜光学材料科技有限公司 一种耐污易清洁手机钢化膜及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87107834A (zh) * 1986-10-03 1988-07-27 Ppg工业公司 有机硅氧烷/金属氧化物涂料
CN1984724A (zh) * 2004-05-28 2007-06-20 Ppg工业俄亥俄公司 具有含无机氧化物网络的层的多层涂层以及施涂它们的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87107834A (zh) * 1986-10-03 1988-07-27 Ppg工业公司 有机硅氧烷/金属氧化物涂料
CN1984724A (zh) * 2004-05-28 2007-06-20 Ppg工业俄亥俄公司 具有含无机氧化物网络的层的多层涂层以及施涂它们的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112373134A (zh) 2021-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110002767B (zh) 一种用于光伏玻璃的高透光率疏水涂膜的制备方法
CN101531469B (zh) 一种透明疏水氧化铝薄膜及其制备方法
CN110093050A (zh) 超亲水自清洁涂料组合物、超亲水自清洁玻璃及其制备方法
Xin et al. A novel route to prepare weather resistant, durable antireflective films for solar glass
CN103922802A (zh) 增透型超亲水氧化锌/二氧化钛复合纳米结构自清洁涂层及其制备方法
CN105731821A (zh) 在玻璃基板上构造超亲水及增透防湿的复合薄膜的方法
CN103803814A (zh) 一种透明超疏水涂层的制备方法
CN112373134B (zh) 一种强附着力的自洁玻璃及其制备方法
CN104310791B (zh) 一种利用空心纳米复合粒子构建自洁减反膜的方法
JP4665221B2 (ja) 二酸化チタン光触媒担持体とその製造方法
Matsuda et al. Formation of anatase nanocrystals-precipitated silica coatings on plastic substrates by the sol-gel process with hot water treatment
CN111362587A (zh) 一种高硬度防潮增透太阳能玻璃及其制备方法
CN104118995A (zh) 一种适用于集热管的自清洁减反射膜制备方法
CN113061357B (zh) 一种增透疏水涂层及其制备方法
Miranda et al. TiO 2-coated window for facilitated gas evolution in PEC solar water splitting
KR20140061842A (ko) 반사방지 효과, 초친수 작용 및 UV-Cut 특성을 갖는 수계 광촉매 제조 및 이를 적용한 유리제품
CN109385122A (zh) 一种石墨烯掺杂自清洁玻璃镀膜液的制备方法
CN113387596A (zh) 一种耐磨超疏水光伏玻璃及其制备方法
CN1194922C (zh) 纳米自洁净超亲水玻璃产品生产方法
CN114806238B (zh) 一种超亲水耐磨复合增透防雾涂层及其制备方法与应用
CN102674705B (zh) 高温真空集热管表面耐磨、自洁减反膜制备方法
CN113387597B (zh) 一种超疏水减反射膜及光伏玻璃
ES2885439T3 (es) Vidrio recubierto para reflectores solares
Cai et al. Preparation and characterization of SiO2–TiO2 superhydrophilic coatings with photocatalytic activity induced by low temperature
CN103420619A (zh) 一种自二氧化硅水溶胶制备减反膜的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20211126

Address after: 528437 No. 30, Yixian Road, Torch Development Zone, Zhongshan City, Guangdong Province

Applicant after: ZHONGSHAN PANGBO NEW DECORATION GLASS CO.,LTD.

Address before: 213000, No. 313, Longcheng Avenue, Xinbei District, Changzhou City, Jiangsu Province

Applicant before: Wang Weidong

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230519

Address after: 528513 No. 1 Zhonghe Road, Gaoming Avenue, Yanghe Town, Gaoming District, Foshan City, Guangdong Province (Residence Declaration)

Patentee after: Foshan jinyaohua new glass material Co.,Ltd.

Address before: 528437 No. 30, Yixian Road, Torch Development Zone, Zhongshan City, Guangdong Province

Patentee before: ZHONGSHAN PANGBO NEW DECORATION GLASS CO.,LTD.

TR01 Transfer of patent right