[发明专利]一种新型的纳米自清洁玻璃的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，涉及一种玻璃的制备方法，特别是一种具有低折射率的自清洁玻璃的制备技术。

背景技术

随着我国建筑工业的迅猛发展，玻璃幕墙因具有防风、防雨、保温、隔热、防噪音、抗空气渗透和装饰性等优点被建筑师们所青睐。但是它的清洗方式却没有任何改变。人工清洗既不方便也不安全，另外，长期使用清洗剂不仅浪费资源，还将对环境带来污染，不符合目前国家倡导的环保、节约方针，因此研究制备自清洁玻璃成为热点。

研究表明：二氧化钛在光的照射下，具有超亲水、光催化作用(分解有机物)、释放负氧离子等功能，也就是自清洁功能。将二氧化钛自清洁功能应用于玻璃幕墙上可以解决其清洁问题，通过雨水冲刷和定期流水冲洗就可以达到对玻璃自然清洗的效果，这种自清洁玻璃的预期寿命可达十年之久，专家预言，这种无须人工清洗的玻璃将引发一场大规模的“清洁革命”。

生产自清洁玻璃的方法有许多种，如化学气相沉积法，磁控溅射法，溶胶-凝胶方法等。前二种方法制备的二氧化钛薄膜通常没有好的光催化活性，原因是化学气相沉积和磁控溅射制备的二氧化钛薄膜通常是非晶态，或者薄膜中锐钛矿相的含量低，而且薄膜是致密的，比表面积低，所以这样制备的二氧化钛薄膜的光催化活性不高或没有光催化活性。溶胶-凝胶法在玻璃表面制备二氧化钛薄膜具有许多突出优点，但是玻璃中的钠离子在热处理时扩散进入新制备的二氧化钛薄膜中，大大地降低了二氧化钛薄膜的光催化活性。原因是高浓度的钠离子可以阻止光活性锐钛矿相的形成，而低浓度的钠离子可以在二氧化钛薄膜的表面或本体形成光生电子或空隙的复合中心，所以制备的二氧化钛镀膜自清洁玻璃光催化活性不高，自清洁能力差。

CN200710118124.X中公开了一种自清洁钢化玻璃的制备方法，其在清洗干净的玻璃表面制作纳米二氧化钛复合涂层，提高玻璃的自清洁能力，提供一种多种方式诱导激发、性能稳定的自清洁钢化玻璃。但其可能存在透光率低、自清洁效果有待提高等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种新型的低折射率的自清洁玻璃的制备方法，制备的自清洁玻璃具有提高的自清洁能力和较高的透光率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新型的低折射率的自清洁玻璃的制备方法，其包括以下步骤：

1)将纳米自清洁涂料均匀喷涂在玻璃表面；

2)将步骤1)得到的自清洁玻璃在常温或加热的条件下干燥获得具有一纳米自清洁膜的自清洁玻璃；

3)将步骤2)得到的自清洁玻璃浸泡于溶剂A中除去所述膜层中的纳米致孔剂，干燥，在所述膜层形成纳米凹凸结构；或者，

在步骤2)得到的自清洁玻璃表面喷涂溶剂A，静置，去除溶解了纳米致孔剂的溶剂A，干燥，在所述膜层形成纳米凹凸结构；

其中，所述纳米自清洁涂料包括以下组分：(a)二氧化硅纳米粒子；(b)聚硅氧烷；(c)锐钛矿型二氧化钛；(d)纳米致孔剂和(e)溶剂B。

根据本发明，所述涂料中各组分的含量以重量百分比计为：(a)1-5％；(b)5-20％；(c)10-30％；(d)5-10％；(e)25-70％。

根据本发明，所述溶剂B选自甲醇、无水乙醇、质量浓度为95％的乙醇、异丙醇、丙酮、丁醇、丁酮、丁二醇、丙二醇、乙二醇、异丁醇、4-羟基-4-甲基-2-戊酮和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种的组合。

根据本发明，所述聚硅氧烷选自直链聚硅氧烷或支化聚硅氧烷。优选具有羟基、氨基、羧基、环氧基、磺酸基等亲水性官能团中的一种或多种。

根据本发明，所述纳米致孔剂为能溶于酸液、碱液或水的化合物，选自酸溶性化合物、碱溶性化合物、中性水溶性化合物中的一种。所述纳米致孔剂的平均颗粒尺寸为10-100nm。

根据本发明，所述溶剂A为可选择性地溶解所述纳米致孔剂的物质，选自水、稀酸或稀碱。当所述纳米致孔剂为中性水溶性化合物时，所以溶剂A可选自水。当所述纳米致孔剂为酸溶性化合物时，所述溶剂A选自稀酸，如稀盐酸、稀硫酸等。当所述纳米致孔剂为碱溶性化合物时，所述溶剂A选自稀碱，如1-10wt％的NaOH等。

根据本发明，所述纳米自清洁涂料的浓度为1-30g/L，优选地为2-25g/L。

根据本发明，所述涂料的喷涂速度为大于0.5米/秒至小于2.5米/秒，优选为0.6-2.0米/秒。

根据本发明，所述溶剂A的喷涂速度为大于1.0米/秒至小于3.0米/秒，优选1.5-2.5米/秒。