專利名稱：一種增透自潔鍍膜玻璃的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍍膜玻璃的制備方法，尤其涉及一種增透自潔鍍膜玻璃的制備方法。
背景技術(shù)：
目前通過在玻璃表面鍍膜，使制備的鍍膜玻璃同時(shí)具有增透和光催化自清潔作用的報(bào)道較少。其中，專利號(hào)為CN102649623A，專利名稱為《增透的超親水自清潔防霧玻璃及其制備方法》的發(fā)明專利中，采用常壓加熱水浴或密封加熱水熱兩種方法，通過堿性水溶液對(duì)各種組分的玻璃片進(jìn)行有效的刻蝕，得到增透的超親水自清潔防霧玻璃。在該專利中，需要對(duì)玻璃基材進(jìn)行水熱預(yù)處理，所需設(shè)備和工藝復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。目前采用溶膠凝膠法制備得到的自潔鍍膜玻璃往往都需要在較高溫度下烘烤(一般需要400°C以上)，并且在沒有光照的條件下無法實(shí)現(xiàn)超親水，自潔效果不理想。另外，目前也有采用有機(jī)成分(如:MgF2)作為玻璃的增透膜層材料，但得到的玻璃往往耐紫外老化性能差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可得到增透自潔效果好的鍍膜玻璃，且可低溫后處理的增透自潔鍍膜玻璃的制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及一種增透自潔鍍膜玻璃的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:
步驟1、制備SiO2-TiO2復(fù)合 溶膠:將納米SiO2溶膠和納米TiO2溶膠按硅鈦摩爾比為1:5 30混合，攪拌均勻，然后滴加酸催化劑調(diào)節(jié)混合溶膠PH值為2 4，繼續(xù)攪拌均勻得到所述的SiO2-TiO2復(fù)合溶膠；
步驟2、采用提拉法鍍膜:先將干凈的玻璃基材放在提拉機(jī)上，然后將玻璃基材在SiO2-TiO2復(fù)合溶膠中充分浸潰5 20分鐘后，向上提拉，提拉速率為I 20cm/min，再將附著濕膜的玻璃基材在室溫下晾放10 20分鐘，玻璃基材表面形成一層具有粗糙度的納米薄膜層；
步驟3、提拉鍍膜后處理:將步驟2晾干后的玻璃基材再用堿液浸泡10 120min，然后取出烘干后自然冷卻，得到所述的增透自潔鍍膜玻璃。本發(fā)明通過提拉法將SiO2-TiO2復(fù)合溶膠鍍?cè)诓ＡЩ谋砻嫔?，制備出既能提高可見光透射比又能起到光催化自潔的鍍膜玻璃。本發(fā)明的制備方法中，既不需對(duì)玻璃基材進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，鍍膜后的玻璃不需要進(jìn)行高溫烘烤。鍍膜溶液采用SiO2-TiO2復(fù)合溶膠，由于SiO2-TiO2復(fù)合溶膠采用無機(jī)半導(dǎo)體氧化材料，從而使得到的鍍膜玻璃抗紫外老化性能優(yōu)良，又由于鍍膜層為納米薄膜，其表面具有合適粗糙度，能起到物理親水作用，使得玻璃基材表面的鍍膜層在沒有光照條件下也可具備超親水自潔性能。所述步驟1中滴加的酸催化劑為硝酸、硫酸或鹽酸。所述步驟1中的TiO2溶膠的制備方法為:將平均粒徑為20 IOOnm的銳鈦礦型TiO2粉末完全溶解在去離子水中，所述銳鈦礦型TiO2粉末與去離子水的摩爾比為1:5 30，得到所述的TiO2溶膠。本發(fā)明中，只需將銳鈦礦型TiO2粉末完全溶解于去離子水中，即可得到TiO2溶膠，其制備方法簡(jiǎn)單，無需經(jīng)過高溫處理，所用溶劑為去離子水，對(duì)環(huán)境沒有污染，操作方便，成本低。所述步驟I中的SiO2溶膠的制備方法為:稱取摩爾比為1:15 30:1 5:
0.001 0.01的正硅酸乙酯、無水乙醇、去離子水和酸催化劑，將正硅酸乙酯用無水乙醇稀釋后，滴加酸催化劑和去離子水的混合液，20 40°C下將以上混合溶液攪拌反應(yīng)3-5小時(shí)或超聲反應(yīng)10 30分鐘后,靜置老化I 2天,再用額外的無水乙醇將反應(yīng)后的混合溶液稀釋0.2 1.5倍后，得到所述的SiO2溶膠，備用。所述SiO2溶膠的制備過程中，滴加的酸催化劑為硝酸、硫酸或鹽酸。所述步驟3中，鍍膜后的玻璃基材用堿液浸泡的時(shí)間優(yōu)選為20 60min。本發(fā)明采用堿液進(jìn)行后處理，使得制備的玻璃表面的鍍膜層粗糙度適中，制備鍍膜玻璃具有良好的光催化性能和超親水性能，比玻璃基材的透光率提高2 3百分點(diǎn)。 所述步驟3中，鍍膜后的玻璃基材經(jīng)堿液浸泡后，在80 120°C下烘干后再自然冷卻，得到所述的增透自潔鍍膜玻璃。本發(fā)明步驟3的后處理中，鍍膜后的玻璃基材只需在80 120°C下烘干即可，相對(duì)現(xiàn)有鍍膜玻璃大部分都需400°C以上的后處理溫度，本發(fā)明可大大降低后處理的溫度，從而節(jié)約能量損耗，降低成本，且不影響制備的鍍膜玻璃性能。所述步驟3中的堿液為PH值為7.5 10的氨水或氨水乙醇溶液。采用本發(fā)明的制備方法， 不僅能提高制備的鍍膜玻璃的可見光透射比，透光率提高2 3個(gè)百分點(diǎn)，又能使制備的鍍膜玻璃起到光催化自潔作用。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，不需對(duì)玻璃基材進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，鍍膜后的玻璃不需要進(jìn)行高溫烘烤。本發(fā)明還采用無機(jī)半導(dǎo)體氧化材料的SiO2-TiO2復(fù)合溶膠為鍍膜溶液，從而使得到的鍍膜玻璃抗紫外老化性能優(yōu)良，又由于鍍膜層為納米薄膜，其表面具有合適粗糙度，能起到物理親水作用，使得玻璃基材表面的鍍膜層在沒有光照條件下也可具備超親水自潔性能。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
圖1為本發(fā)明玻璃基板鍍膜前的表面原子力顯微鏡分析 圖2為本發(fā)明玻璃基板鍍膜后的表面原子力顯微鏡分析 圖3本發(fā)明制備得到的增透自潔鍍膜玻璃對(duì)水角測(cè)試 圖4為本發(fā)明玻璃基材鍍膜前后可見光透過率的對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
本發(fā)明涉及一種增透自潔鍍膜玻璃的制備方法，其包括以下步驟:
步驟1、制備SiO2-TiO2復(fù)合溶膠:將納米SiO2溶膠和納米TiO2溶膠按硅鈦摩爾比為1:5 30混合，攪拌均勻，然后滴加酸催化劑調(diào)節(jié)混合溶膠PH值為2 4，繼續(xù)攪拌均勻得到所述的SiO2-TiO2復(fù)合溶膠；
步驟2、采用提拉法鍍膜:先將干凈的玻璃基材放在提拉機(jī)上，然后將玻璃基材在SiO2-TiO2復(fù)合溶膠中充分浸潰5 20分鐘后，向上提拉，提拉速率為I 20cm/min，再將附著濕膜的玻璃基材在室溫下晾放10 20分鐘，玻璃基材表面形成一層具有粗糙度的納米薄膜層；
步驟3、提拉鍍膜后處理:將步驟2鍍膜后的玻璃基材用堿液浸泡10 120min，然后取出烘干后自然冷卻，得到所述的增透自潔鍍膜玻璃。實(shí)施例1
步驟1、制備TiO2溶膠:
將銳鈦礦型TiO2粉末完全溶解于去離子水中，銳鈦礦型TiO2粉末與去離子水的摩爾比為1:5，得到所述的TiO2溶膠；
步驟2、制備SiO2溶膠:
稱取摩爾比為1:15:1:0.001的正硅酸乙酯、無水乙醇、去離子水和酸催化劑(30%的硝酸水溶液)，將正硅酸乙酯用無水乙醇稀釋后，滴加酸催化劑和去離子水的混合液，20°C下將以上混合溶液攪拌 反應(yīng)4小時(shí)后，靜置老化I天，再用額外的無水乙醇將反應(yīng)后的混合溶液稀釋1.2倍后，得到所述的SiO2溶膠，備用；
步驟3、制備SiO2-TiO2復(fù)合溶膠:
將納米SiO2溶膠和納米TiO2溶膠按硅鈦摩爾比為1:5混合，攪拌均勻，然后滴加酸催化劑(30%的硝酸溶液)調(diào)節(jié)混合溶膠PH值為2 4，繼續(xù)攪拌均勻得到所述的SiO2-TiO2復(fù)合溶膠；
步驟4、采用提拉法鍍膜:
先將干凈的玻璃基材放在提拉機(jī)上，然后將玻璃基材在SiO2-TiO2復(fù)合溶膠中充分浸潰5分鐘后，向上提拉，提拉速率為5cm/min，再將附著濕膜的玻璃基材在室溫下晾放20分鐘，玻璃基材表面形成一層具有粗糙度的納米薄膜層；
步驟5、提拉鍍膜后處理:
將步驟2鍍膜后的玻璃基材用PH值為7.5的氨水堿液浸泡60min，然后取出在80°C下烘干后自然冷卻，得到所述的增透自潔鍍膜玻璃。實(shí)施例2
步驟1、制備TiO2溶膠:
將銳鈦礦型TiO2粉末完全溶解于去離子水中，銳鈦礦型TiO2粉末與去離子水的摩爾比為1:30，得到所述的TiO2溶膠；
步驟2、制備SiO2溶膠:
稱取摩爾比為1:30:5:0.01的正硅酸乙酯、無水乙醇、去離子水和酸催化劑(20%硫酸水溶液)，將正硅酸乙酯用無水乙醇稀釋后，滴加酸催化劑和去離子水的混合液，30°C下將以上混合溶液超聲反應(yīng)20分鐘后，靜置老化2天，再用額外的無水乙醇將反應(yīng)后的混合溶液稀釋0.8倍后，得到所述的SiO2溶膠，備用；
步驟3、制備SiO2-TiO2復(fù)合溶膠:
將納米SiO2溶膠和納米TiO2溶膠按硅鈦摩爾比為1:30混合，攪拌均勻，然后滴加酸催化劑(20%硫酸水溶液)調(diào)節(jié)混合溶膠PH值為2 4，繼續(xù)攪拌均勻得到所述的SiO2-TiO2復(fù)合溶膠；
步驟4、采用提拉法鍍膜:
先將干凈的玻璃基材放在提拉機(jī)上，然后將玻璃基材在SiO2-TiO2復(fù)合溶膠中充分浸潰20分鐘后，向上提拉，提拉速率為15cm/min，再將附著濕膜的玻璃基材在室溫下晾放15分鐘，玻璃基材表面形成一層具有粗糙度的納米薄膜層；
步驟5、提拉鍍膜后處理:
將步驟2鍍膜后的玻璃基材用PH值為8.5的氨水乙醇溶液浸泡20min，然后取出在120°C下烘干后自然冷卻，得到所述的增透自潔鍍膜玻璃。實(shí)施例3
步驟1、制備TiO2溶膠:
將銳鈦礦型TiO2粉末完全溶解于去離子水中，銳鈦礦型TiO2粉末與去離子水的摩爾比為1:10，得到所述的TiO2溶膠；
步驟2、制備SiO2溶膠:
稱取摩爾比為1:20:2:0.004的正硅酸乙酯、無水乙醇、去離子水和酸催化劑(37%的鹽酸水溶液)，將正硅酸乙酯用無水乙醇稀釋后，滴加酸催化劑和去離子水的混合液，40°C下將以上混合溶液攪拌反應(yīng)3小時(shí)后，靜置老化2天，再用額外的無水乙醇將反應(yīng)后的混合溶液稀釋1.5倍后，得到所述的SiO2溶膠，備用；
步驟3、制備SiO2-TiO2復(fù)合溶膠:
將納米SiO2溶膠和納米TiO2溶膠按硅鈦摩爾比為1: 15混合，攪拌均勻，然后滴加酸催化劑(37%的鹽酸水溶液)調(diào)節(jié)混合溶膠PH值為2 4，繼續(xù)攪拌均勻得到所述的SiO2-TiO2復(fù)合溶膠；`
步驟4、采用提拉法鍍膜:
先將干凈的玻璃基材放在提拉機(jī)上，然后將玻璃基材在SiO2-TiO2復(fù)合溶膠中充分浸潰10分鐘后，向上提拉，提拉速率為8cm/min，再將附著濕膜的玻璃基材在室溫下晾放20分鐘，玻璃基材表面形成一層具有粗糙度的納米薄膜層；
步驟5、提拉鍍膜后處理:
將步驟2鍍膜后的玻璃基材用PH值為9的氨水堿液浸泡lOmin，然后取出在100°C下烘干后自然冷卻，得到所述的增透自潔鍍膜玻璃。實(shí)施例4
步驟1、制備TiO2溶膠:
將銳鈦礦型TiO2粉末完全溶解于去離子水中，銳鈦礦型TiO2粉末與去離子水的摩爾比為1:20，得到所述的TiO2溶膠；
步驟2、制備SiO2溶膠:
稱取摩爾比為1:25:4:0.008的正硅酸乙酯、無水乙醇、去離子水和酸催化劑(硝酸、硫酸或鹽酸)，將正硅酸乙酯用無水乙醇稀釋后，滴加酸催化劑和去離子水的混合液，40°C下將以上混合溶液攪拌反應(yīng)4小時(shí)或超聲反應(yīng)20分鐘后，靜置老化2天，再用額外的無水乙醇將反應(yīng)后的混合溶液稀釋0.2倍后，得到所述的SiO2溶膠，備用；
步驟3、制備SiO2-TiO2復(fù)合溶膠:
將納米SiO2溶膠和納米TiO2溶膠按硅鈦摩爾比為1:25混合，攪拌均勻，然后滴加酸催化劑(硝酸、硫酸或鹽酸)調(diào)節(jié)混合溶膠PH值為2 4，繼續(xù)攪拌均勻得到所述的SiO2-TiO2復(fù)合溶膠；
步驟4、采用提拉法鍍膜:先將干凈的玻璃基材放在提拉機(jī)上，然后將玻璃基材在SiO2-TiO2復(fù)合溶膠中充分浸潰15分鐘后，向上提拉，提拉速率為20cm/min，再將附著濕膜的玻璃基材在室溫下晾放10分鐘，玻璃基材表面形成一層具有粗糙度的納米薄膜層；
步驟5、提拉鍍膜后處理:
將步驟2鍍膜后的玻璃基材用PH值為10的氨水乙醇溶液浸泡120min，然后取出在60 0C下烘干后自然冷卻，得到所述的增透自潔鍍膜玻璃。如圖1和圖2所示，本發(fā)明的玻璃基材鍍膜后其表面粗糙度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鍍膜前，其可提高制備的鍍膜玻璃的可見光透射比，透光率提高2 3個(gè)百分點(diǎn)，又能使制備的鍍膜玻璃起到光催化自潔作用。如圖3所示，本發(fā)明制備的鍍膜玻璃按國(guó)標(biāo)GB/T 23764-2009《光催化自清潔材料性能測(cè)試方法》進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)1-4得到的樣品對(duì)水接觸角，實(shí)施例1得到的鍍膜玻璃對(duì)水接觸角在紫外光照后為4.2°，實(shí)施例2得到的鍍膜玻璃對(duì)水接觸角在紫外光照后為4.6°，實(shí)施例3得到的鍍膜玻璃對(duì)水接觸角在紫外光照后為4.5°實(shí)施例4得到的鍍膜玻璃對(duì)水接觸角在無紫外光照條件下為5°，說明本發(fā)明得到的鍍膜玻璃具有光催化超親水性，能起到自潔作用。如圖4所示，本發(fā)明制備的鍍膜玻璃比玻璃基材可見光透光比平均增加3.60%，說明本發(fā)明得到的鍍膜玻璃所鍍 膜層具有增透作用。
權(quán)利要求
1.一種增透自潔鍍膜玻璃的制備方法，其特征在于:所述制備方法包括以下步驟: 步驟1、制備SiO2-TiO2復(fù)合溶膠:將納米SiO2溶膠和納米TiO2溶膠按硅鈦摩爾比為1:5 30混合，攪拌均勻，然后滴加酸催化劑調(diào)節(jié)混合溶膠PH值為2 4，繼續(xù)攪拌均勻得到所述的SiO2-TiO2復(fù)合溶膠； 步驟2、采用提拉法鍍膜:先將干凈的玻璃基材放在提拉機(jī)上，然后將玻璃基材在SiO2-TiO2復(fù)合溶膠中充分浸潰5 20分鐘后，向上提拉，提拉速率為I 20 cm/min，再將附著濕膜的玻璃基材在室溫下晾放10 20分鐘，玻璃基材表面形成一層具有粗糙度的納米薄膜層； 步驟3、提拉鍍膜后處理:將步驟2晾干后的玻璃基材再用堿液浸泡10 120min，烘干后自然冷卻，得到所述的增透自潔鍍膜玻璃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增透自潔鍍膜玻璃的制備方法，其特征在于:所述步驟I中滴加的酸催化劑為硝酸、硫酸或鹽酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增透自潔鍍膜玻璃的制備方法，其特征在于:所述步驟I中的TiO2溶膠的制備方法為: 將平均粒徑為20 IOOnm的銳鈦礦型TiO2粉末完全溶解在去離子水中，所述銳鈦礦型TiO2粉末與去離子水的摩爾比為1:5 30，得到所述的TiO2溶膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增透自潔鍍膜玻璃的制備方法，其特征在于:所述步驟I中的SiO2溶膠的制備方法為: 稱取摩爾比為1:15 30:1 5:0.001 0.01的正硅酸乙酯、無水乙醇、去離子水和酸催化劑，將正硅酸 乙酯用無水乙醇稀釋后，滴加酸催化劑和去離子水的混合液，20 40°C下將以上混合溶液攪拌反應(yīng)3 5小時(shí)或超聲反應(yīng)10 30分鐘后，靜置老化I 2天，再用額外的無水乙醇將反應(yīng)后的混合溶液稀釋0.2 1.5倍后，得到所述的SiO2溶膠，備用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增透自潔鍍膜玻璃的制備方法，其特征在于:所述SiO2溶膠的制備過程中，滴加的酸催化劑為硝酸、硫酸或鹽酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增透自潔鍍膜玻璃的制備方法，其特征在于:所述步驟3中，鍍膜后的玻璃基材用堿液浸泡20 60min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增透自潔鍍膜玻璃的制備方法，其特征在于:所述步驟3中，鍍膜后的玻璃基材經(jīng)堿液浸泡后，在80 120°C下烘干后再自然冷卻，得到所述的增透自潔鍍膜玻璃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增透自潔鍍膜玻璃的制備方法，其特征在于:所述步驟3中的堿液為PH值為7.5 10的氨水或氨水乙醇溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種增透自潔鍍膜玻璃的制備方法，先制備SiO2-TiO2復(fù)合溶膠再采用提拉法鍍膜，通過SiO2-TiO2復(fù)合溶膠在玻璃基材表面形成一層粗糙的納米薄膜層，最后經(jīng)低溫后處理得到鍍膜玻璃。采用本發(fā)明的制備方法，不僅能提高制備的鍍膜玻璃的可見光透射比，透光率提高2～3個(gè)百分點(diǎn)，又能使制備的鍍膜玻璃起到光催化自潔作用。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，不需對(duì)玻璃基材進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，鍍膜后的玻璃不需要進(jìn)行高溫烘烤。本發(fā)明的鍍膜玻璃抗紫外陳化性能優(yōu)良，又由于鍍膜層為納米薄膜，其表面具有合適粗糙度，能起到物理親水作用，使得玻璃基材表面的鍍膜層在沒有光照條件下也可具備超親水自潔性能。
文檔編號(hào)C03C17/23GK103086613SQ20131006950
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者杜云貴, 方建輝, 劉小文, 李建光 申請(qǐng)人:福建圣元電子科技有限公司