[发明专利]一种高自洁亲水玻璃及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种玻璃制品，尤其是一种具有高度自我清洁功能并具有高度亲水性的玻璃；本发明还涉及此玻璃的制备方法。

背景技术

目前，在日常生活和建筑工业上均以普通SiO₂玻璃为最常见，另外还有经改良的SiO₂玻璃，即从硬度、透光等方面对传统玻璃进行了改性，使得传统玻璃作为机车挡风玻璃、高楼表层装饰玻璃等出现在人们的生活中。但是问题也随之而来，比如在风雨天，机车玻璃的疏水性使得雨水形成水珠附着在玻璃表层，虽然有雨刷器的存在，但还是不能消除水珠对司机视野的影响；另外，同样由于机车玻璃的疏水性，在冬季外界比较寒冷，车内比较温暖，呼吸出的湿气易在玻璃上凝结成雾状，对司机的行车安全亦会造成极大负面影响。对于高楼表层玻璃，一般均需专业人员利用吊索高空作业对其进行清理，耗费巨大的人力物力。基于此，研制开发一种具有自我清洁功能并具有高度亲水性的玻璃，成为当下亟需解决的技术难题。

另外，本发明人的在先专利《一种新型室内空气净化剂及其制备方法》，提供了一种可涂覆于玻璃表层的光触媒溶胶，但是这种光触媒溶胶的亲水性不高，且结构稳定性和结晶粒度均存在一定的不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高自洁亲水玻璃，在光照条件下能够使玻璃表面的有机废物自动分解成无害气体，达到玻璃表层的高度自我清洁，同时此玻璃具有高度的亲水性和高度的稳定性；本发明同时提供此高自洁亲水玻璃的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种高自洁亲水玻璃，结构中包括普通玻璃层，此普通玻璃层上贴覆设置高自洁亲水层，此高自洁亲水层的材质为二氧化钛溶胶。

一种上述高自洁亲水玻璃的制备方法，其步骤包括：

A、四氯化钛溶液的配制：室温下，将分析纯四氯化钛缓慢滴入蒸馏水中，配制成重量比20%的澄清透明溶液；

B、水解：取上步所得四氯化钛溶液，然后向此溶液中缓慢滴入体积比1:1的氨水溶液，调pH值为7～8，使TiO²⁺沉淀，然后真空抽滤，得到二氧化钛滤饼；

C、络合：将上步所得滤饼加入30～45倍重量的水打浆成均匀浆体，然后加入酒石酸或丙二酸，其中二氧化钛与酒石酸／丙二酸的摩尔比为1:2～4，搅拌反应4～6h，得到无色透明溶液；

D、加热回流水解：将上步所得无色透明溶液在100℃的温度条件下加热回流20～40min，得到纳米二氧化钛无色透明水溶胶；

E、高自洁亲水层的制备：取普通玻璃，用清水洗净，然后利用高压喷枪将上步所得无色透明水溶胶均匀喷涂至洗净的普通玻璃表面，室温下自然晾干即可；其中，高压喷枪的压力为0.3～0.8 MPa，液体喷速为4～6m/s，喷涂厚度为10～20 nm。

作为上述制备方法的一种优选技术方案，步骤C中，加入酒石酸或丙二酸后，搅拌反应5h，得到无色透明溶液。

作为上述制备方法的一种优选技术方案，步骤C中，二氧化钛与酒石酸／丙二酸的摩尔比为1:2。

作为上述制备方法的另一种优选技术方案，步骤C中，二氧化钛与酒石酸／丙二酸的摩尔比为1:4。

作为上述制备方法的一种优选技术方案，步骤D中，无色透明溶液在100℃的温度条件下加热回流20min，得到纳米二氧化钛无色透明水溶胶。

作为上述制备方法的另一种优选技术方案，步骤D中，无色透明溶液在100℃的温度条件下加热回流40min，得到纳米二氧化钛无色透明水溶胶。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明将无色透明纳米二氧化钛溶胶均匀涂布在玻璃表面，在光照下二氧化钛会产生羟基负离子，具有强氧化性，能使玻璃表面的有机废物分解成无害气体，从而保持玻璃表面的高度洁净；另一方面，光照下产生的羟基负离子会在玻璃表面形成一层亲水性薄层，从而改变传统玻璃的疏水性，使得液态水自然均匀铺开在玻璃表层，而不会凝聚成水珠，影响视线；另外，由于本发明中二氧化钛的颗粒度小，与空气接触表面积大，能够有效去除空气中的甲醛等众多有害物质，而其本身稳定安全，具有较高的环保价值。

生产试验表明，应用本发明的高自洁亲水玻璃，使得高楼表面玻璃可以长时间保持洁净，并且能够分解城市空气中的许多污染物；机车挡风玻璃在雨天不需要雨刷器也能够保持高度的清明透亮，冬季玻璃内层上的湿气也不会凝结成雾状，极大提高司机和周围群众的生命财产安全；同时，本发明对城市空气质量的改善也具有较高的实用价值。