[發(fā)明專利]一種超親水自潔玻璃的制備方法

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2009-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN101538125A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國(guó)棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張國(guó)棟
• 主分類號(hào): C03C17/25
• 分類號(hào): C03C17/25
• 代理公司: 馬鞍山市金橋?qū)＠碛邢薰?/td>
• 代理人: 周宗如

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于玻璃鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超親水自潔玻璃的制備方法。

技術(shù)背景

城市高層建筑窗戶幕墻玻璃的清潔是一件繁重而危險(xiǎn)的工作，如果用超親水自潔玻璃制 造，依靠雨水沖刷或用自來(lái)水沖洗即可保持表面清潔，從而減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和避免發(fā)生危險(xiǎn)。 由于自潔玻璃在陽(yáng)光下可以分解空氣中有機(jī)物和殺死細(xì)菌，因而自潔玻璃的使用還可減少空 氣中有害物質(zhì)濃度，改善城市空氣質(zhì)量。

汽車擋風(fēng)玻璃和后視鏡如用超親水玻璃制造，下雨時(shí)可在玻璃表面形成均勻水膜而保持 透明，增加行車安全。同時(shí)，由于超親水玻璃表面的TiO₂膜可以吸收太陽(yáng)光中紫外線，減少 紫外線對(duì)車內(nèi)人員的傷害，如果玻璃兩面均鍍有TiO₂膜，還可降低車內(nèi)有機(jī)物和細(xì)菌濃度， 有益健康。

有多種方法可在玻璃表面沉積TiO₂膜，但能夠用于工業(yè)化生產(chǎn)的主要為磁控濺射法和溶 膠--凝膠法，磁控濺射法設(shè)備昂貴，操作條件苛刻，溶膠--凝膠法需要多次成膜才能達(dá)到所 需厚度，并以價(jià)格較高的鈦有機(jī)化合物為原料。上述兩種方法的制造成本均較高，難以大規(guī) 模推廣應(yīng)用，因而提供一種低成本的TiO₂鍍膜玻璃的制造方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容：

為了克服上述現(xiàn)有制備方法的不足，本發(fā)明提供一種設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、原料易得、成本 低廉的超親水自潔玻璃制備方法。

本發(fā)明采用液相沉積法在玻璃表面沉積具有光致超親水性能的TiO₂膜，具體制備步驟 如下：

1、將偏鈦酸和氫氟酸反應(yīng)制得氟鈦酸溶液，將二氧化硅溶于氫氟酸得到氟硅酸溶液， 將兩種溶液按設(shè)定的比例混和得到氟鈦酸和氟硅酸混和溶液，溶液中硅鈦摩爾比為0～1之 間。

2、將步驟1所得溶液稀擇至鈦離子濃虔為0.01～0.5M，加入氨水中和至溶液的PH值 為1.0～4.0。

3、在步驟2所得溶液中加入硼酸，攪拌使之溶解，溶液中硼鈦摩爾比為2～6。

4、將經(jīng)過(guò)清洗的玻璃垂直放入步驟3所得溶液中，溶液溫度為20～80℃，反應(yīng)1～20小 時(shí)，得到TiO₂鍍膜玻璃，膜厚為50～300nm。

較有利的工藝條件為：

溶液中鈦離子濃度為0.05M～0.25M，硅鈦摩爾比為0.05～0.15，硼鈦摩爾比為2～4， PH值為1.5～3.0，溶液溫度為25～65℃，沉積時(shí)間為2～4小時(shí)，烘干溫度為80～120℃。

與已有超親水自潔玻璃的制備方法相比，本發(fā)明所采用的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明方法所用設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。鍍膜時(shí)只需將玻璃浸入設(shè)定溫度的溶液中即 可，膜厚可以通過(guò)沉積時(shí)間加以控制，一次成膜即可得到所需膜厚。

2、本發(fā)明方法所需要的原料均為工業(yè)級(jí)化工產(chǎn)品，價(jià)廉易得。鍍膜玻璃的制造成本大 為降低。

3、在溶液中加入氟硅酸沉積含Si的TiO₂膜，也可稱為SiO₂-TiO₂復(fù)合膜，硅的加入能 夠增強(qiáng)膜和玻璃的結(jié)合牢固度，提高膜的光致超親水性。

4、本發(fā)明區(qū)別于其它TiO₂鍍膜玻璃制造方法的最顯著特征是：鍍膜玻璃烘干后不需要進(jìn) 行400℃以上高溫?zé)崽幚砑淳哂泄庵鲁H水性。這是因?yàn)檫M(jìn)行SiO₂和TiO₂共沉積時(shí)，SiO₂的 存在延遲TiO₂的沉積過(guò)程，因而可在較高溶液溫度下進(jìn)行膜的沉積而不會(huì)產(chǎn)生大量的TiO₂粉體，這時(shí)沉積和結(jié)晶同時(shí)進(jìn)行，膜的結(jié)構(gòu)以銳鈦型納米晶為主，因而具有光致超親水性。 這不僅簡(jiǎn)化工藝操作，減少能源消耗，降低生產(chǎn)成本，而且親水性有所增加。

具體實(shí)施方式