一种防雨雾自清洁玻璃制造技术

本发明专利技术提供了一种防雨雾自清洁玻璃，采用玻璃基体+TiO2+SiO2的结构，限制玻璃中的碱金属离子向自清洁层扩散造成离子中毒，确保TiO2高的光催化性；加入少量粗糙度大的SiO2可以增加膜层的粗糙度，这样在不影响TiO2光催化性的基础上可以提高膜层的超亲水性，使其具有好的长期的防雨雾性能，实现防雨雾自清洁的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及玻璃领域，具体一种防雨雾自清洁玻璃，适用于交通工具及建筑所用玻璃。
技术介绍
玻璃是建筑物、汽车等交通工具不可缺少的组成部分，承载着许多重要的功能，比如美化建筑物及汽车等的外观、采光、给室内外带来开阔的视野及保温或隔热的作用。随着现代科学技术的飞跃，人们审美情趣的提高和对生活品质的追求得以实现。玻璃晶莹剔透的玻璃存在于人们生活中的每个角落，它折射出光明和美丽，给人们带来物质和精神的享受。各种玻璃走进了高楼大厦和千家万户，如玻璃茶几、餐桌、屏，玻璃幕墙等。另外，在各种交通工具上玻璃也有大量的使用。玻璃的大量使用给人们带来光明和美丽的同时，也给人们带来许多难题，比如清洁问题、雨雾问题等。玻璃在长期使用后，表面会沾染许多灰尘、油污，这严重影响到玻璃的光透过性及美观性。因此需要大量的清洁人员去进行人工清洗，这要消耗很多的人力劳动和洗涤液。不仅如此，高楼大厦的清洁工作还会威胁到清洁人员的生命安全，每年都有清洁人员因为高空操作而失去了他们宝贵的生命。此外灰尘、油污沾染在玻璃表面还会在雨雾天气影响人们的视线。因为一般的玻璃受到灰尘、油污的污染后，镜面对水珠的润湿角会增加，从而导致其表面挂满细小的水珠和雾珠，清晰度下降。这样的情况对交通工具而言就显得尤为严重，它阻碍了驾驶员的视线，严重影响到行车安全。众多的问题引起了消费的忧虑，他们对自清洁玻璃的要求越来越强烈。这引起了各个玻璃生产厂商的高度重视，他们投入大量的人力和物力对自清洁玻璃的技术和工艺进行研究。自2000年以来，大量研究成果公布与众。根据工作原理可分为亲水型和疏水型。 疏水型如专利01125173. 5是利用化学涂层在玻璃上形成光滑透明的表面保护膜，从而使灰尘和杂质在玻璃上的粘附大大降低，同时化学涂层的疏水性可使雨水冲刷掉少数的污染物。由于疏水型仅是减少污染物的粘附而不是对污染物进行氧化降解，因此面对很难去除的油污时它将会束手无策。亲水型则是利用涂层的强催化性分析降解其表面的有机物，然后让它们随灰尘、杂质一起被雨水冲刷去，其自清洁效果更加明显。所以绝大多数研究是围绕着亲水性展开的。根据其生产工艺可分为溶胶-凝胶法、液相沉积法、化学气相沉积法、热喷涂法、 磁控溅射法。溶胶-凝胶法如01U8306. 8,00109154. 9,200710134582. 2等是先合成无定形的T^2溶胶，经提拉法成膜，干燥后形成凝胶薄膜，高温煅烧后转变成具有光催化性及超亲水性的TiO2晶体，从而实现自清洁功能。该方法一次性投资少，可以得到双面膜。然而它的膜层均勻性比较难把握，膜的催化活性有限，而且由于TiO2的溶胶中可能残余未水解的钛酸脂，使用中的镀膜玻璃上常出现彩色斑。液相沉淀法如200910116704. 4是指包含钛离子的可溶性盐溶液，当加入沉淀剂后，或在一定的温度下使溶液发生水解，然后插入清洗干净的玻璃基片使不溶性的氢氧化物、水合氧化物等粘附在其表面，将溶液中原有的阴离子和溶剂洗去，经热分解或脱水即得到所需的TiO2薄膜。它具有设备简单、操作方便、原料易得、能耗少、容易添加微量成分等优点。但它同溶胶-凝胶法一样，存在着容易造成局部浓度过高使产品分散性差膜层不均勻、极易引入杂质，影响产品的自洁效果和美观性。化学气相沉积法如200410012216. 6是通过化学反应的方式，利用加热、等离子激励等能源， 在反应器内使气态物质在玻璃表面形成自清洁薄膜。利用化学气相沉积法可使化学成分随气相组成的改变而变化，从而获得梯度沉积物或者得到混合镀层；可以控制涂层的密度和涂层纯度；绕镀件好。但对材料要求在室温或不太高的温度下最好是气态或有较高的蒸汽压而容易挥发成蒸汽；沉积层通常具有柱状晶体状态，不耐弯曲。喷涂法如200710009303. X、200610096964. 6等是将TiO2等物质组合成自清洁溶液，以干燥净化的空气为载体，将自清洁组合物喷涂到热的玻璃板表面，最后固化成自清洁薄膜。它制的薄膜光滑而平整、镀膜速度快。但它材料消耗量大、有时可能需要多次喷涂、喷涂时可能会挥发溶剂、表面活性剂污染环境。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种防雨雾自清洁玻璃，在太阳光的照射下，有效降解有机物且与水的接触角能达到零度，很好地实现防雨雾自清洁。—种防雨雾自清洁玻璃，包括玻璃基底，其特征在于，玻璃基底上采用磁控溅射方法依次加工有TW2膜层和SiA膜层。所述TiA膜层厚度范围为100 250nm。所述TW2膜层按照如下方式制备在玻璃基底上磁控溅射Ti，再对其阳极氧化得到Τ 02纳米管。进一步地，还对所述Ti02纳米管进行掺杂和退火处理。所述掺杂采用CcTTe或CcKe或CdS或Bi2S3，退火处理温度为500°C 600°C。本专利技术的技术效果体现在(1)采用磁控溅射法，它成膜速度快、生产效率高，生产幅面大CBm — 5m)、产量大 (最大可达到200万m2/年)；膜层均勻，色差小；溅射粒子能量大，是蒸镀粒子的数十倍，所以膜层结构致密、结合力强；不添加所用材料以外的物质不会引入杂质，所以膜层物理化学性能稳定、抗变色性强；膜层组合方便，膜系种类多，所用材料没有特殊限制，不但能镀制金属膜，还可镀制氧化膜、氮化膜、透明导电膜、介质膜以及其它方法不可能镀制的特殊组合的合金膜；在密闭的环境中镀制，用材节约且不会污染环境；可控性强、膜层各种参数可在生产过程中用电脑调节控制。(2)自清洁膜层采用玻璃基体+Ti02+Si02的结构，TW2的厚度为IOOnm以上，这样可以限制玻璃中的碱金属离子向自清洁层扩散造成离子中毒，确保T^2高的光催化性；加入少量粗糙度大的SiO2可以增加膜层的粗糙度，这样在不影响1102光催化性的基础上可以提高膜层的超亲水性，使其具有好的长期的防雨雾性能。(3)能准确控制膜层的厚度，可以根据客户要求有选择的调节膜系的颜色及光学性能，令消费者满意。(4)成膜速度快、生产效率高；整个膜系镀制所用时间短，能满足工厂大规模、大批量生产的要求，能够提高效率占据市场优势。(5)膜系防雨雾自清洁效果好。在模拟太阳光源照射下，四个小时可以降解亚甲基蓝溶液67 %以上，而且只要玻璃表面无有机物覆盖，可以长期保持与水的接触角零度，实现防雨雾自清洁的目的。附图说明图1为浸泡后不同热处理温度下TW2的光催化效果示意图，图ι (a)为浸泡后不同热处理温度下TW2的光催化性，图ι (b)为浸泡后不同热处理温度下TiA的降解率。图2为TiO2 (掺杂不同物质)的光催化效果示意图，图2(a)为TiO2 (掺杂不同物质)的光催化性，图2(b)为TiO2(掺杂不同物质)的降解率。图3为TiO2 (浸泡不同状态的Bij3)的光催化效果示意图，图3(a)为TiO2 (浸泡不同状态的Bi2S3)的光催化性，图3(b)为TiO2(浸泡不同状态的Bi2S3)的降解率。图4为退火处理500°C的TW2的光催化效果示意图，图4(a)为退火处理500°C的 TiO2光催化性，图4(b)为退火处理500°C的TiA降解率。图5为Ti02/Si02膜的光催化效果示意图，图5(a)为Ti02/Si02膜的光催化性，图 5(b)为Ti02/Si02膜的降解率。图6为Ti02/Si02膜的超亲水性动态过程示意图，图6a为未滴水时的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文，刘勇，仝大利，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：