纳米自洁净超亲水玻璃产品生产方法技术

一种纳米自洁净超亲水玻璃产品生产方法，其特征是，它包括如下步骤和工艺条件： 第一步 按照ＴＥＯＳ为２～２０％、Ｈ↓［２］Ｏ为７０～９６％、浓ＨＣｌ或浓ＨＮＯ↓［３］为２～１０％的重量配比配制二氧化硅底膜液，反应温度为４０～１００℃，反应时间为１～１０小时； 第二步 将玻璃浸入二氧化硅底膜液中，提拉成膜，提拉速度为１～１０ｍｍ·ｓ↑［－１］，干燥后，在３００～５００℃下焙烧１０～３０分钟，得到二氧化硅膜层； 第三步 按照钛酸酯为２～２０％、乙酐为２～１０％、多元醇为３～１５％、二氧化硅５～４０％、丁醇为５～１０％、乙醇为２８～７５％的重量配比，在４０～１００℃温度下加热１０～１２０分钟，得到含有钛氧有机物的膜液混合物； 第四步 将镀有二氧化硅底膜的玻璃浸入上述混合物中，提拉成膜，速度为１～１０ｍｍ·ｓ↑［－１］，干燥后，经３００～７００℃下焙烧１０～３０分钟即可。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Method for producing nano self-cleaning super hydrophilic glass product

A production method of nano self-cleaning super hydrophilic glass products, which is characterized in that it comprises the following steps: the first step and the process conditions in accordance with TEOS 2 ~ 20%, H: 2 O 70 ~ 96%, concentrated HCl or concentrated HNO down 3 to 2 ~ 10% weight ratio with silica film the liquid, the reaction temperature is 40 to 100 DEG C, the reaction time is 1 to 10 hours; the second step will be immersed in liquid silica glass film, coating film, the pulling speed is 1 ~ 10mm, s = 1, after drying, in 300 ~ 10 ~ 500 deg.c roasting for 30 minutes, get silica film; third step is 2 ~ 20% in accordance with titanate and acetic anhydride was 2 ~ 10%, 3 ~ 15%, polyol silica 5 ~ 40%, 5 ~ 10% butanol and ethanol was 28 ~ 75% weight ratio in 40 to heating at a temperature of 100 DEG C 10 ~ 120 minutes, get the liquid mixture containing Titanyl Organic Compounds; the fourth step will be immersed in the mixture with silica glass plated film, coating film, speed is 1 ~ 10mm. S = \1\, after drying, after 300 to 700 deg.c roasting 10 ~ 30 minutes.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及玻璃生产与加工
，具体是指一种。
技术介绍
目前研究的自洁净超亲水玻璃生产工艺主要有溶胶—凝胶法、磁控溅射法、液相沉积法、气相热解沉积法、气溶胶—凝胶法和化学反应成膜法。其中，实现工业化的仅有磁控溅射法与溶胶—凝胶法，但这二种生产工艺得到的膜光催化活性有限。我国主要研究的技术为溶胶—凝胶法。磁控溅射法是将基质玻璃表面加热至熔融临界状态，在高度真空下将二氧化钛或钛金属靶材激发成粒子，在磁场控制下打在玻璃基质表面成膜，如果是金属则存在一个氧化过程。该方法的优点是膜的均匀性好；主要缺点是一次性投资大，生产消耗大，且为单面膜，光催化活性较低。溶胶—凝胶法是先合成无定形二氧化钛溶胶，经提拉成膜，干燥后形成二氧化钛凝胶膜，高温加热使无定形二氧化钛转变为二氧化钛晶体。该方法的优点是一次性投资少，可得到双面膜；缺点是膜的均匀性较难控制，膜的光催化活性有限，不能使膜的物理性能与光催化活性同时达到最佳。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种。该方法投资少、生产成本低，形成的膜具有最佳的光催化活性表面态。本专利技术所述的一种，其特征是，它包括如下步骤和工艺条件第一步 按照TEOS(硅酸乙酯)为2～20％、H2O为70～96％、浓HCl或浓HNO3为2～10％的重量配比配制二氧化硅底膜液，反应温度为40～100℃，反应时间为1～10小时；第二步 将玻璃浸入二氧化硅底膜液中，提拉成膜，提拉速度为1～10mm·s-1，干燥后，在300～500℃下焙烧10～30分钟，得到二氧化硅膜层；第三步 按照钛酸酯(丁酯、丙酯或异丙酯)为2～20％、乙酐为2～10％、多元醇(乙二醇、丙三醇或聚乙二醇-500)为3～15％、二氧化硅5～40％、丁醇为5～10％、乙醇为28～75％的重量配比，在40～100℃温度下加热10～120分钟，得到含有钛氧有机物的膜液混合物；第四步 将镀有二氧化硅底膜的玻璃浸入上述混合物中，提拉成膜，速度为1～10mm·s-1，干燥后，经300～700℃下焙烧10～30分钟即可。本专利技术方法为钛氧有机物提拉成膜热解法，是一种新的自洁净超亲水玻璃生产工艺，投资少、生产成本低，该方法形成的膜具有最佳的光催化活性表面态，短时间光照即可达到自洁超亲水状态。本专利技术制备的膜具备高光催化活性的原理简述如下钛氧有机物碳化形成的碳使二氧化钛晶体表面部分四价Ti还原为三价Ti，后者即是光生电子的捕获位置，又是氧优生发生吸附的位置，因此，光生电子的转移在这些位置更为有效。另一方面，即使高温下碳化生成的水也可以在晶体表面形成一定量的表面羟基，它们消耗积累的光生空穴，使光催化反应的发生更为有效。纳米自洁净玻璃膜技术在建筑、车辆、工农业和日常生活等各方面的应用非常广泛。暴露在外的表面(如普通的窗玻璃、玻璃墙幕和车玻璃)会吸咐空气中工程的有机物，形成有机污垢，这种有机垢不能象灰尘一样被雨水冲掉，只有通过刷洗才能除去，玻璃表面的清洗不仅浪费人力与水资源，而且清洗用的洗涤剂对环境也造成污染。另一方面，水在普通的物体表面接触角较大，在有雾或雨天水滴不能完全铺展，而形成水雾，影响可见度。纳米自洁膜很好地解决了物体表面存在的这些缺陷。纳米自洁净玻璃表面含有具有光催化作用的纳米二氧化钛晶体，它在一定波长的太阳光照下会产生羟基自由基(·OH)，它们具有高的氧化力，可以无选择性地氧化有机物和杀死细菌，使表面同时具有自洁(免除玻璃清洗或不用清洗剂仅水洗)、杀菌防霉、抗雾和空气净化等多种功能，除去车内或居室内存在的有毒污染物和细菌。自洁净超亲水玻璃的抗雾性能也与纳米二氧化钛晶体的光催化活性有关，当膜面吸收了太阳能，表面形成更多的羟基(OH)，使膜面的亲水性增强，表面接触角接近于零，水在表面形成一层透明的水膜，而不是雾滴；当然，膜的自洁状态对其亲水性也有贡献。研究表明，纳米二氧化钛晶体膜对空气中的氮硫的氧化物也有好的除去效果，如果建筑墙幕、居室车辆用上自洁净玻璃，将很好的净化空气，获得良好的社会效益。因此，纳米自洁净玻璃产品具有巨大的应用前景以及社会效益和经济效益。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果本专利技术方法用二氧化硅溶胶与钛氧有机物混合物作为膜液材料，经提拉成膜，干燥后焙烧，钛氧有机物热解得到高光催化活性主要成份为二氧化钛的纳米晶体膜。该方法一次性投资低，生产消耗少，其产品具有以下特色1.产品具有良好的光催化活性，短时间光照即可达到自洁超亲水状态。2.纳米自洁超亲水膜与基质完全结合，耐磨、耐蚀和耐候性好，光透过率高反射率低。3.可以得到无色、桃红与海洋蓝多种色彩的膜。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术做进一步地详细描述。实施例一表1为底膜膜液配方中各组份的比例与相应操作过程工艺参数，所得纳米自洁净超亲水玻璃样品性能见表2。表1膜液配方中各组份比例(V/V)与相应操作工艺数据样品 TEOS H2O HCl或 反应温 反应 提拉速度 焙烧温 焙烧时号 HNO3度℃时间h mm·s-1度℃间min12 96 2 100 1 10500 1025 90 5 80 2 3 300 3031085 5 80 2 3 400 2042070 10 80 10 1 400 20外层膜所用膜液配方钛酸丁酯，8％；乙酐，10％；乙醇，5％；丁醇，10％；乙醇，61％；二氧化硅，6％；所有试剂混合后，40℃下反应120分钟。制膜时，提拉速度为3mm·s-1，600℃度焙烧30分钟即得到样品。样品性能测定数据见表2。表2纳米自洁净玻璃产品样品性能样品号透光率％折射率％耐磨性a亲水性b1 85 20 √ ×2 82 18 √ ×3 78 15 √ √4 70 15 √ √耐磨性检定方法用粗帆布在膜面擦拭1000次，膜面不破坏为合格，用“√”示之，“×”表示不合格。以365nm、1.5mW·cm-2光强，距离5厘米光照1h，水在其表面完全铺展，认为膜面亲水性合格，并认为达到自洁状态，以“√”示之，“×”表示不合格。实施例二底膜膜液配方为TEOS，10％；H2O，85％；HCl，5％。该混合物在80℃下反应2小时，得到膜液。玻璃以3mm·s-1速率提拉成膜，干燥后，400℃焙烧20分钟。外层膜液配方与制膜工艺数据见表3，膜液混合物在70℃下反应60分钟，表4为各样品性能数据。表3纳米自洁超亲水膜膜液组份与制膜工艺数据样 钛酸 钛酸 钛酸 乙 乙 丁 乙 二氧 提拉速度 焙烧 焙烧品 丁酯 丙酯 异丙 酐 二 醇 醇 化硅 mm·s-1温度 时间号 酯醇 ℃min52 2 5 10 75 63 700 306 4 4 5 10 71 63 600 3078 8 5 10 63 63 600 3082010 5 10 49 63 300 30表4样品性能测定数据样品号透光率％折射率％耐磨性亲水性5 85 12 √×6 80 12 √√7 78 15 √√8 65 25 × √实施例三底层膜实施与实例二相同，外层膜膜液配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小泉，刘焕彬，古国榜，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：