[發(fā)明專利]一種二氧化鈦自清潔薄膜及其制備方法

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• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN107021645A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸正;陳惠蘇
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: C03C17/25
• 分類號: C03C17/25;C04B41/87
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二氧化鈦自清潔薄膜及其制備方法，屬于自清潔薄膜制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

二氧化鈦(TiO₂)自清潔薄膜在1972年Fujisma和Honda現(xiàn)光能在TiO₂電極上分解水之后逐步得到研究，并逐步應(yīng)用于工業(yè)項目。早期研制開發(fā)的TiO₂薄膜自清潔材料始發(fā)于日本，他們將TiO₂涂鍍在玻璃上，上世紀(jì)90年代中期已投入生產(chǎn)試用階段。

TiO₂自清潔薄膜主要通過溶膠-凝膠法獲取TiO₂均相溶膠，在一定條件下干燥成濕凝膠，進(jìn)而干燥成干凝膠，最后成為一層均勻的薄膜。薄膜因其在潤濕性能上有良好的性能，當(dāng)污染物侵蝕薄膜時，材料的親水性能會使表面迅速潤濕成一層水膜層，并將附著在其上的灰塵沖走。TiO₂由于高溫加熱，表面會凝結(jié)成一層很薄的薄膜，且薄膜透明，一般很難觀察到，附著在表面不易發(fā)現(xiàn)，不影響材料的美觀度。然而現(xiàn)有技術(shù)制備工藝不能保證薄膜的性能的穩(wěn)定，而且方法復(fù)雜，工藝制度難以控制，并且對于濕凝膠烘干時，薄膜容易產(chǎn)生彩色線條，因此烘干溫度需嚴(yán)格控制，之后的熱處理工藝控制流程不完善會使薄膜的透光率下降。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題:本發(fā)明的目的在于提供了一種二氧化鈦自清潔薄膜，該二氧化鈦自清潔薄膜具有較低的潤濕角，較高的親水性，較高的透光率，應(yīng)用于建筑玻璃表面可以改良材料的親水性；

本發(fā)明還提供了一種二氧化鈦自清潔薄膜制備方法，該方法簡單，工藝控制簡便，可以生產(chǎn)出質(zhì)量均勻，性能優(yōu)越的薄膜。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種二氧化鈦自清潔薄膜，該薄膜無色透明，厚度為40-60nm，其浸潤角達(dá)到5°以下。

其中：

所述二氧化鈦自清潔薄膜與基體材料高度附著，粘聚力較強(qiáng)

本發(fā)明還提供了一種二氧化鈦自清潔薄膜的制備方法，該方法包括以下步驟：

1)配置混合溶液：

①按體積比67：9～12：4.7～5將無水乙醇、鈦酸四丁酯和二乙醇胺混合攪拌均勻，得到A組分；

②按體積質(zhì)量比9ml：0.12～0.19g將無水乙醇和硼酸混合攪拌均勻，使硼酸顆粒充分溶解在無水乙醇中，得到B組分；

③將B組分緩慢加入到A組分中攪拌均勻，得到混合溶液；

2)采用溶膠—凝膠浸漬法，在鍍膜樣品表面形成濕的凝膠薄膜；

3)將所述濕的凝膠薄膜干燥，得到干燥的凝膠薄膜；

4)將干燥的凝膠薄膜放入馬弗爐中，在400～600℃溫度下熱處理1-1.2h，得到二氧化鈦自清潔薄膜。

其中：

步驟①所述的將無水乙醇、鈦酸四丁酯和二乙醇胺混合攪拌均勻是指先將鈦酸四丁酯緩慢加入到無水乙醇中，攪拌均勻后，加入二乙醇胺，攪拌均勻得到A組分。

步驟2)所述的溶膠—凝膠浸漬法的操作步驟如下：

首先，將鍍膜樣品豎直放置于底部預(yù)留有小孔的容器中；

其次，將步驟1)得到的混合溶液密閉靜置15～24小時后，加入到所述容器中；

最后，控制容器中混合溶液液面的下降速度為0.65-1.25mm/s，隨著鍍膜樣品與混合溶液接觸界面的下降，在鍍膜樣品表面形成濕的凝膠薄膜，流出的混合溶液收集于小孔下方的收集容器中。

所述的鍍膜樣品為玻璃片、外墻瓷磚。

步驟3)所述的將濕的凝膠薄膜干燥，是指將濕的凝膠薄膜放置在無氣流流動處晾10-15min，之后放入溫度為100-110℃的干燥箱中，干燥10-15min，得到干燥的凝膠薄膜。

所述的二氧化鈦自清潔薄膜可以應(yīng)用于建筑玻璃表面。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明制備的二氧化鈦自清潔薄膜為無色透明薄膜，其潤濕角達(dá)到5°以下，具有較高的親水性，透光率，薄膜厚度均勻；

2、本發(fā)明提供的制備二氧化鈦自清潔薄膜的方法簡單，工藝控制簡便，流程簡單明確。

附圖說明

圖1是溶膠-凝膠浸漬法鍍膜裝置；

圖中有：鍍膜樣品1、底部預(yù)留有小孔的容器2、收集容器3。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。

實施例1