專利名稱：用于汽車側(cè)鏡的光催化氧化物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光催化氧化物領(lǐng)域，更具體地涉及用于汽車側(cè)鏡的光催化氧化物及其制備方法，其中光催化氧化物被鍍覆于前表面鏡鍍鉻層上以提高前表面鏡的耐久性并為前表面鏡提供親水性，從而能為汽車司機(jī)提供良好的能見度。
背景技術(shù)：
通常，汽車側(cè)鏡為一個(gè)玻璃表面鍍有鉻的形式。使用鍍鉻部分作為反射體的鏡稱為前表面鏡，使用未鍍鉻部分作為反射體的鏡稱為后表面鏡。由于前表面鏡和后表面鏡不同，在長期使用中會(huì)出現(xiàn)耐久性問題，因此主要使用后表面鏡。
在雨天或高濕度天氣里，汽車側(cè)鏡上形成的濕氣會(huì)冷凝在玻璃表面上形成水滴，由這種水滴造成的光散射現(xiàn)象使司機(jī)能見度降低，從而妨礙了汽車的安全運(yùn)行。
在試圖解決這類問題時(shí)，于汽車側(cè)鏡表面上形成親水膜的技術(shù)正得到發(fā)展。
現(xiàn)在已發(fā)展的形成親水膜的方法包括用聚合物材料或表面活性劑鍍覆側(cè)鏡表面以為側(cè)鏡表面提供親水性。
但是，這些方法存在缺陷，即不能長期保持側(cè)鏡的耐久性和耐磨性。
為此，目前正進(jìn)行使用光催化氧化物的親水膜的開發(fā)。
目前已知或建議的使用光催化氧化物形成親水膜的方法包括這樣的方法，即包括用親水光催化氧化物(如TiO2、ZnO、Fe2O3、WO3和Al2O3)鍍覆未鍍覆的玻璃表面如后表面鏡，然后對(duì)鍍覆膜進(jìn)行發(fā)光激勵(lì)，這樣鍍覆膜與水滴就有小于10°的接觸角θ，從而在鍍覆膜上不形成水滴的情況下形成一層水膜，如空氣中的濕氣。因而，鍍覆膜表現(xiàn)出親水性。
在白天，在上述于汽車側(cè)鏡上形成親水膜的現(xiàn)有方法中使用的光催化氧化物因日光(紫外光)照射引起許多空穴和電子的形成而表現(xiàn)出親水性。但是，在例如夜間的時(shí)間，光催化氧化物不能表現(xiàn)出親水性，因?yàn)榭昭ê碗娮泳徛乇舜私Y(jié)合而減少了它們的數(shù)量，從而使光催化氧化物具有疏水性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題進(jìn)行了本發(fā)明，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于汽車側(cè)鏡的光催化氧化物及其制備方法，其中光催化氧化物被鍍覆于前表面鏡鍍鉻層上以提高前表面鏡的耐久性并為前表面鏡提供親水性，從而能為汽車司機(jī)提供良好的能見度。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供包含體積比為50∶50、30-50∶40或20-40∶30的正硅酸四乙酯(TEOS)和異丙氧基鈦(TIP)的光催化氧化物。
另一方面，本發(fā)明提供一種制備用于汽車側(cè)鏡的光催化氧化物的方法，該方法包括以下步驟在2-丙醇溶劑中攪拌正硅酸四乙酯(TEOS)和異丙氧基鈦(TIP)，其中正硅酸四乙酯(TEOS)和異丙氧基鈦(TIP)的體積比為50∶50、30-50∶40或20-40∶30，而溶劑的量保持不變；使攪拌的混合物進(jìn)行反應(yīng)；通過離心法用水/醇洗滌反應(yīng)產(chǎn)物；分離水/醇；收集親水鍍層溶液。


從以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述中將更清楚地理解本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1為制備根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于汽車側(cè)鏡的光催化氧化物的方法流程圖；圖2為鍍覆根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于汽車側(cè)鏡的光催化氧化物的方法流程圖；圖3為鍍有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光催化氧化物的汽車側(cè)鏡的斷面結(jié)構(gòu)圖；圖4為鍍有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光催化氧化物的汽車側(cè)鏡的初始接觸角和黑暗中耐久性的測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)圖；和圖5至7分別為與表1至3對(duì)應(yīng)的圖，顯示鍍有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光催化氧化物的汽車側(cè)鏡的初始接觸角和黑暗中耐久性的測(cè)量結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將結(jié)合附圖用最優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員能容易地實(shí)施本發(fā)明。
應(yīng)理解這里公開的實(shí)施例僅是選自各種可行實(shí)施例中的最優(yōu)選實(shí)施例，以便能使本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員理解、實(shí)施和使用本發(fā)明，但本發(fā)明的技術(shù)思想不限制于這些實(shí)施例。本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員將意識(shí)到只要不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想，各種變更、添加或代替都是可能的。
為解決現(xiàn)有溶膠-凝膠或水-熱合成方法中的問題，只使用堿性催化劑和純?nèi)軇┩ㄟ^溶劑-熱合成法來制備根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的親水光催化氧化物。
圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備光催化氧化物的方法。如圖1所示，使用正硅酸四乙酯(TEOS，Si(OC2H5)4)和異丙氧基鈦(TIP，Ti(O(CH2CH3)4)作為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于汽車側(cè)鏡的光催化氧化物的制備原料。對(duì)于溶劑，使用2-丙醇。
首先，在2-丙醇溶劑中攪拌正硅酸四乙酯(TEOS)和異丙氧基鈦(TIP)(S11)。在這個(gè)步驟中，用不同量的正硅酸四乙酯(TEOS)和異丙氧基鈦(TIP)以及定量的溶劑來制備親水材料。
在這個(gè)步驟中，為防止由氧化物如CrTiO4(如果鍍鉻層如前表面鏡鍍有光催化氧化物就產(chǎn)生)造成的親水效果降低，以比異丙氧基鈦(TIP)量大的量使用正硅酸四乙酯(TEOS)。
使得到的親水材料在約200℃下反應(yīng)約2小時(shí)(S12)，然后通過離心法用水/醇洗滌(S13)。然后，從洗滌后的材料中分離出水/醇(S14)，并收集親水鍍層溶液(S15)。
通過自組裝單層法將按照這樣制備的光催化氧化物鍍覆到前表面鏡上。
圖2示出了用光催化氧化物鍍覆前表面鏡的方法。如圖2所示，用超聲波洗滌前側(cè)鏡(S21)，浸漬到熱清潔劑溶液中(S22)，浸漬到表面活性劑中(S23)，漂洗(S24)，浸漬到表面活性劑中(S25)，浸漬到制備的光催化氧化物溶膠中(S26)，然后漂洗(S27)。然后，收集鍍有親水光催化氧化物的前側(cè)鏡(S28)。
圖3中示出了如上所述的鍍有光催化氧化物的汽車側(cè)鏡的斷面結(jié)構(gòu)。
按圖4所示測(cè)量如上所述的已鍍有親水光催化氧化物的側(cè)鏡的接觸角和耐久性。通過在暗室1中用紫外燈3照射前表面鏡3進(jìn)行這些測(cè)量。通過在暗室1中用紫外燈(365nm，0.5mW/cm2)照射側(cè)鏡3持續(xù)24小時(shí)，然后用接觸角測(cè)量裝置(未示出)測(cè)量接觸角來進(jìn)行接觸角的測(cè)量。通過在沒有紫外燈2照射的情況下將側(cè)鏡3在暗室1中停放168小時(shí)(7天)，然后用接觸角測(cè)量裝置(未示出)測(cè)量接觸角來進(jìn)行黑暗中耐久性的測(cè)量。
已用如上所述不同量的正硅酸四乙酯(TEOS)和異丙氧基鈦(TIP)以及定量的溶劑制備的親水材料的接觸角和黑暗中耐久性的測(cè)量結(jié)果列于下面的表1至3。
表1

表2


表3

表1中給出的測(cè)量結(jié)果表示為圖5中的圖。從表1和圖5可看出，含有體積比為50∶50的正硅酸四乙酯(TEOS)和異丙氧基鈦(TIP)的樣品表現(xiàn)出小于10°的初始接觸角和約10°的黑暗中耐久性接觸角，顯示出最好的親水性能。
表2中給出的測(cè)量結(jié)果表示為圖6中的圖。從表2和圖6可看出，含有體積比為30-50∶50的正硅酸四乙酯(TEOS)和異丙氧基鈦(TIP)的樣品，特別是正硅酸四乙酯(TEOS)含有量稍大于異丙氧基鈦(TIP)含有量的樣品，表現(xiàn)出3°的初始接觸角和10°的黑暗中耐久性接觸角，顯示出最好的親水性能。這是因?yàn)橥ㄟ^使用過量正硅酸四乙酯(TEOS)防止了氧化物如用光聚合氧化物鍍覆鍍鉻層時(shí)出現(xiàn)的CrTiO4的產(chǎn)生。
表3中給出的測(cè)量結(jié)果表示為圖7中的圖。從表3和圖7可看出，含有體積比為20-40∶30的正硅酸四乙酯(TEOS)和異丙氧基鈦(TIP)的樣品，特別是正硅酸四乙酯(TEOS)含有量稍大于異丙氧基鈦(TIP)含有量的樣品，表現(xiàn)出3°的初始接觸角和10°的黑暗中耐久性接觸角，顯示出最佳的親水性能。
對(duì)于初始接觸角特性，吸附在鍍覆膜上的疏水分子最終因UV照射而分解成物質(zhì)如CO2或H2O，而物理吸附的水則與暴露于鍍覆膜表面的化學(xué)吸附的水結(jié)合，從而為鍍覆膜提供了親水性。
根據(jù)本發(fā)明，用通過溶劑-熱合成法制備的親水材料鍍覆汽車側(cè)鏡中前表面鏡的表面。因此，本發(fā)明具有能最大限度地使用前表面鏡的效果。
通過克服了現(xiàn)有水-熱合成或溶膠凝膠法存在問題的方法來制備根據(jù)本發(fā)明的親水材料，并利用自組裝單層法鍍覆到側(cè)鏡上。因此，本發(fā)明的親水材料產(chǎn)生了良好的側(cè)鏡均勻性和粘合性，從而使側(cè)鏡的耐久性和親水性優(yōu)異。因此，親水材料即使在黑暗處停放168小時(shí)(7天)后也能表現(xiàn)出親水性，這意味著即使在夜間或雨天其也能為司機(jī)提供良好的能見度。
如上所述，本發(fā)明提供了能被鍍覆于前表面鏡鍍鉻層上以提高前表面鏡的耐久性并為前表面鏡提供親水性的光催化氧化物，從而能為汽車司機(jī)提供可靠的能見度。
權(quán)利要求
1.一種用于汽車側(cè)鏡的光催化氧化物，其包含體積比為50∶50、30-50∶40或20-40∶30的正硅酸四乙酯(TEOS)和異丙氧基鈦(TIP)。
2.如權(quán)利要求1所述的光催化氧化物，光催化氧化物是被鍍覆在汽車前表面鏡上。
3.一種制備用于汽車側(cè)鏡的光催化氧化物的方法，該方法包括以下步驟在2-丙醇溶劑中攪拌正硅酸四乙酯(TEOS)和異丙氧基鈦(TIP)，其中正硅酸四乙酯(TEOS)和異丙氧基鈦(TIP)的體積比為50∶50、30-50∶40或20-40∶30，而溶劑的量保持不變；使攪拌的混合物進(jìn)行反應(yīng)；通過離心法用水/醇洗滌反應(yīng)產(chǎn)物；分離水/醇；和收集親水鍍層溶液。
全文摘要
本發(fā)明提供用于汽車側(cè)鏡的光催化氧化物及其制備方法，其中光催化氧化物被鍍覆于前表面鏡鍍鉻層上以提高前表面鏡的耐久性并為前表面鏡提供親水性，從而能為汽車司機(jī)提供可靠的能見度。光催化氧化物的制備方法包括以下步驟在2－丙醇溶劑中攪拌正硅酸四乙酯(TEOS)和異丙氧基鈦(TIP)，其中正硅酸四乙酯(TEOS)和異丙氧基鈦(TIP)的體積比為50∶50、30－50∶40或20－40∶30，而溶劑的量保持不變；使攪拌的混合物進(jìn)行反應(yīng)；通過離心法用水/醇洗滌反應(yīng)產(chǎn)物；分離水/醇；收集親水性鍍層溶液。
文檔編號(hào)B01J21/06GK1683267SQ200410068828
公開日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2004年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月16日
發(fā)明者金昌萬, 黃赫周, 鄭善景, 樸成振, 柳承乙 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Schefenacker豐井, 韓國自動(dòng)車部品研究院