一种自清洁玻璃的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自清洁玻璃的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)对玻璃基材进行物理清洗；(2)用去离子水对经过步骤(1)处理后的玻璃进行清洗并干燥；(3)对经过步骤(2)处理的玻璃进行等离子处理；(4)将TiO2粒子溶液喷涂于经过步骤(3)处理的玻璃表面后，采用自然干燥或红外加热的方式干燥，即得所述自清洁玻璃。本发明专利技术方法采用水溶性的TiO2溶液，喷涂过程中无毒无害，并且采用低温烘干的方式，避免了高温处理过程中TiO2因为高温发生相变，进而影响到TiO2的光催化性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种玻璃的制备方法，尤其是涉及一种表面含有TIO2粒子，从而具有自清洁性能的玻璃的制备方法。
技术介绍
玻璃幕墙由于其功能性和装饰性越来越多的被应用于高层建筑，然而传统的清洁方式采用的是人工高危性的高空作业，清洗时使用的清洗剂不仅浪费资源，对环境带来了二次污染，同时还会对玻璃结构进行腐蚀和破坏，造成安全隐患。涂覆有TiO2纳米光催化薄膜的自清洁玻璃在阳光或紫外的照射下具有超亲水性，并且产生光生电子和光生空穴对分别与氧和水作用，形成强氧化性的超氧负离子和羟基自由基，使有机物氧化成CO2和H2O，对有机物有强烈的分解作用，通过天然降水的自然冲刷或者人工水定期喷淋，达到玻璃的清洗效果。离线生产自清洁玻璃的方法主要有化学气相沉积、磁控溅射、溶胶凝胶等方法，但是由于得到的TiO2多为非晶态，生长得到的TiO2晶体结构难以控制，或者在制备过程中，玻璃中的钠离子扩散到TiO2薄膜中，大大影响了自清洁玻璃的光催化性能，降低了自清洁效果。在线生产自清洁玻璃是利用玻璃的钢化温度700℃，在高温作用下，使喷涂在玻璃表面的TiO2形成自清洁涂层，但是锐钛矿相的TiO2在高温下容易发生相变，转变为金红石相的TiO2，使得玻璃的自清洁效果下降。现在许多医疗场所、家庭、公共环境以及高层建筑的外墙还没有使用具有自清洁功能的玻璃。不同于水泥板、石膏板、混凝土结构、衣料及纤维织物载体，表面积较大，具有比较高的吸附容积，玻璃表面需要经过特殊的物理或化学方法处理后，才能提高与半导体光催化剂的附着力，这些物理和化学方法涉及高复杂的设备、高温以及化学清洗等工艺。例如清洗玻璃所用的表面活性洗涤液通常含有烷基磺酸钠、氢氧化钾、碳酸钾、焦磷酸钾等化学物质，大量使用会对环境造成二次污染。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种自清洁玻璃的制备方法。本专利技术方法采用水溶性的TiO2溶液，喷涂过程中无毒无害，并且采用低温烘干的方式，避免了高温处理过程中TiO2因为高温发生相变，进而影响到TiO2的光催化性能。本专利技术的技术方案如下：一种自清洁玻璃的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)对玻璃基材进行物理清洗；(2)用去离子水对经过步骤(1)处理后的玻璃进行清洗并干燥；(3)对经过步骤(2)处理的玻璃进行等离子处理；(4)将TiO2粒子溶液喷涂于经过步骤(3)处理的玻璃表面后，采用自然干燥或红外加热的方式干燥，即得所述自清洁玻璃。所述步骤(1)中物理清洗的方法为：采用RhodesAmerican生产的不锈钢丝绒(可以选择不同精度的型号grade#0000-#3)对玻璃进行打磨，将不锈钢丝绒粘附在打蜡机的底盘上，其中打蜡机转速为600-2000rpm/min，底盘直径100-240mm。所述步骤(3)中等离子处理的方法为：采用电晕机对玻璃进行处理，所述电晕机处工作频率为5KHz-5MHz，输出电压为10000V-100000V，电极处理宽度20mm-500mm。所述步骤(4)中TiO2粒子溶液为质量分数为1-10％的水溶液，其中TiO2粒子的粒径小于10nm。所述步骤(4)中喷涂的条件为：喷涂流量为0.5-2L/min，压缩空气压强为0.1-2MPa，喷头与基底的相对运动速度为0.1-5m/s；所述喷涂形成涂膜的厚度为10-300nm。所述步骤(4)中红外加热的条件为：温度60～80℃。本专利技术有益的技术效果在于：(1)本专利技术方法对玻璃表面采用物理方法清洗，无需使用酸性或中性有机的表面活性剂，避免了制备过程中带来的二次污染。(2)本专利技术方法与化学气相沉积、磁控溅射、溶胶凝胶等方法相比，无需复杂的工艺和昂贵的设备。(3)本专利技术采用的水溶性的TiO2纳米光催化剂水溶液，不含二甲醚、乙醇、异丙醇、丙酮、丁醇、丁二醇、丙二醇、乙二醇、异丁醇等有机溶剂或胶黏剂，并且单分散性好，不团聚，利用率高。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术进行具体描述。实施例1一种自清洁玻璃的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)对玻璃基材(普通室内玻璃)进行物理清洗；即采用RhodesAmerican生产的不锈钢丝绒(#00)对玻璃进行打磨，将不锈钢丝绒粘附在打蜡机的底盘上，其中打蜡机转速为600rpm/min，底盘直径120mm；(2)用去离子水对经过步骤(1)处理后的玻璃进行清洗并干燥；(3)采用电晕机对经过步骤(2)处理的玻璃进行等离子处理；所述电晕机处工作频率为5MHz，输出电压为50000V，电极处理宽度200mm；(4)将质量分数为2％的TiO2粒子水溶液(TiO2粒子的粒径5nm)喷涂于经过步骤(3)处理的玻璃表面后，采用自然干燥，即得所述自清洁玻璃。所述步骤(4)中喷涂的条件为：喷涂流量为0.8L/min，压缩空气压强为1.5MPa，喷头与基底的相对运动速度为0.3m/s；所述喷涂形成涂膜的厚度为100nm。经测试发现，本专利技术实施例所得自清洁玻璃水洗表面无彩虹现象，可见光透过率86.7％，耐刷洗2500次，接触角2°。实施例2一种自清洁玻璃的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)对玻璃基材(幕墙玻璃)进行物理清洗；即采用RhodesAmerican生产的不锈钢丝绒(#000)对玻璃进行打磨，将不锈钢丝绒粘附在打蜡机的底盘上，其中打蜡机转速为2000rpm/min，底盘直径100mm；(2)用去离子水对经过步骤(1)处理后的玻璃进行清洗并干燥；(3)采用电晕机对经过步骤(2)处理的玻璃进行等离子处理；所述电晕机处工作频率为2MHz，输出电压为60000V，电极处理宽度300mm；(4)将质量分数为5％的TiO2粒子水溶液(TiO2粒子的粒径4nm)喷涂于经过步骤(3)处理的玻璃表面后，采用自然干燥，即得所述自清洁玻璃。所述步骤(4)中喷涂的条件为：喷涂流量为0.5L/min，压缩空气压强为1MPa，喷头与基底的相对运动速度为0.1m/s；所述喷涂形成涂膜的厚度为200nm。经测试发现，本专利技术实施例所得自清洁玻璃水洗表面无彩虹现象，可见光透过率85％，耐刷洗3000次，接触角3°。实施例3一种自清洁玻璃的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)对玻璃基材(室内普通玻璃)进行物理清洗；即采用RhodesAmerican生产的不锈钢丝绒(#3)对玻璃进行打磨，将不锈钢丝绒粘附在打蜡机的底盘上，其中打蜡机转速为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自清洁玻璃的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：(1)对玻璃基材进行物理清洗；(2)用去离子水对经过步骤(1)处理后的玻璃进行清洗并干燥；(3)对经过步骤(2)处理的玻璃进行等离子处理；(4)将TiO2粒子溶液喷涂于经过步骤(3)处理的玻璃表面后，采用自然干燥或红外加热的方式干燥，即得所述自清洁玻璃。

【技术特征摘要】
1.一种自清洁玻璃的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
(1)对玻璃基材进行物理清洗；
(2)用去离子水对经过步骤(1)处理后的玻璃进行清洗并干燥；
(3)对经过步骤(2)处理的玻璃进行等离子处理；
(4)将TiO2粒子溶液喷涂于经过步骤(3)处理的玻璃表面后，采用自然干
燥或红外加热的方式干燥，即得所述自清洁玻璃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中物理清洗
的方法为：采用RhodesAmerican生产的不锈钢丝绒对玻璃进行打磨，将不锈钢
丝绒粘附在打蜡机的底盘上，其中打蜡机转速为600-2000rpm/min，底盘直径
100-240mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丰，张建军，林放，
申请(专利权)人：无锡绿莓新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32