專利名稱：一種自清潔鋼化玻璃的制備方法
一種自清潔鋼化玻璃的制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于玻璃制備領(lǐng)域，具體涉及一種自清潔鋼化玻璃的制備方法。
技術(shù)背景
近年來，鋼化玻璃的應(yīng)用范圍相當廣泛，涉及建筑、家具、辦公用品、交通工具等日 常生活的各個領(lǐng)域。但鋼化玻璃的清潔方法仍然沒有大的改進，采用清潔劑及水的清潔方 法不僅浪費資源，且容易造成環(huán)境污染。自清潔鋼化玻璃為鋼化玻璃的清洗提供了一種新 的途徑。
自清潔鋼化玻璃是在鋼化玻璃表面鍍上一層親水性及光催化性好的二氧化鈦膜 層。實驗證明，二氧化鈦形成的膜層在光照條件下，能夠有效分解有機物，達到自清潔的功 能?，F(xiàn)存技術(shù)制備的自清潔玻璃，存在問題。如申請?zhí)枮椤?00710118124.X”名稱為“自清 潔鋼化玻璃的制備方法”的發(fā)明專利，公開了一種通過清洗、烘干、噴涂鍍膜、浸泡以及鋼化 處理的工藝，制備自清潔鋼化玻璃的方法；提到其制備的自清潔鋼化玻璃具備良好的光催 化性和親水性，且性能穩(wěn)定，光催化效果持續(xù)有效，并且透光率高，但由于其工藝過程是先 對玻璃表面進行噴涂鍍膜再經(jīng)過高溫對玻璃進行鋼化處理，后續(xù)的鋼化工藝需在700攝氏 度高溫下進行，使得噴涂工藝形成的自清潔膜層中二氧化鈦晶型轉(zhuǎn)變而導致自清潔效果嚴 重下降，且曲面鋼化能使二氧化鈦膜層產(chǎn)生斷裂而使得自清潔效果失效。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種自清潔鋼化玻璃的制備方法，解決自清潔鋼化玻璃制 備中鋼化高溫對于二氧化鈦膜層的影響及進一步對玻璃的自清潔效果的影響。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
所述的這種自清潔鋼化玻璃的制備方法是在已鋼化成型的玻璃表面噴涂自清潔 乳液，然后經(jīng)高溫燒結(jié)在玻璃表面形成自清潔膜層。所述的高溫燒結(jié)工序所適用的溫度要 遠低于鋼化工藝。
所述的這種自清潔鋼化玻璃的制備方法，包括以下工藝
(1)將鋼化成形的玻璃先用氧化鈰進行拋光處理，再酸洗，再用純凈水清洗干凈， 再烘干或者無水乙醇擦拭后自然風干；
(2)將自清潔乳液均勻的噴涂在經(jīng)(1)處理的玻璃表面，具體工藝如下
噴涂氣源壓力在^ig——20kg，增加過濾裝置確?？諝鉂崈?，在噴涂之前先用白板 驗證高壓氣體是否潔凈，控制噴速在0. Olm/S——0. 5m/s之間，噴嘴口徑在0. 1——4. Omm 之間，噴涂距離即噴嘴離玻璃的距離為10——150cm之間，噴頭垂直于玻璃表面，即噴涂角 度為90度；根據(jù)玻璃面積大小并排設(shè)置1——10個噴頭為一組，每相鄰兩個噴頭的間距為 10——60cm，為保證玻璃表面的膜層均勻性，噴涂鍍膜次數(shù)為1——4次，所得到的自清潔 涂層為10—400nm ；整個噴涂工序設(shè)置在封閉環(huán)境里，保證環(huán)境內(nèi)無風、空氣潔凈，溫度為 20——30°C，濕度為30%以下；
(3)將O)中得到的鋼化玻璃在室溫、干燥、無風、無塵的環(huán)境下自然風干或者高 壓氣體風干；
(4)高溫燒結(jié)，在80——200°C溫度下對(3)中處理后的鋼化玻璃烘烤10—— 120mino
所述工藝(1)中，用氧化鈰對鋼化玻璃進行拋光時，氧化鈰與水的質(zhì)量比為 1 5-1 20。
所述工藝⑵中自清潔乳液組分為摩爾含量為10——15%的二氧化硅、40—— 50%的二氧化鈦、30——50%的溶劑、0. 1——5%的鐵及0. 1——5%的氟組成。所述溶劑 為甲醇、乙醇、丁酮、丙酮、正庚烷、環(huán)己烷、正己烷中的一種或者幾種的混合物。
工藝( 所述的噴涂可通過流水線完成，即將普通玻璃置于流水線上，通過機械 噴涂完成噴涂工序，亦可通過人工噴涂來完成。
本發(fā)明的優(yōu)點在于
(1)所述的自清潔鋼化玻璃的制備工藝采用鋼化處理后再噴涂清潔溶劑，再高溫 燒結(jié)，最后形成自清潔膜的技術(shù)方案，解決了由于鋼化的高溫可能會使二氧化鈦晶型轉(zhuǎn)變 而導致自清潔效果下降及曲面鋼化可能使二氧化鈦膜層產(chǎn)生斷裂而失效的問題。
(2)所述的這種自清潔鋼化玻璃的制備工藝制取的鋼化玻璃，具有良好的親水性 及光催化分解有機物的能力，靜態(tài)接觸角可達到7°以下，光催化分解油酸的效率在80% 以上。光催化計算方法如下測試油酸涂覆后樣件的接觸角A0，在主波長365nm的紫外燈 下進行光催化1 后測試樣件的接觸角At，按照如下公式計算出光催化效率。
計算公式β = (AO-At)/AO X 100%，其中
β —自清潔玻璃的光催化效率，
At——光催化t時間后的接觸角，
AO——光催化前玻璃的初始接觸角，
(3)經(jīng)過試驗，所述的這種自清潔鋼化玻璃的制備工藝制取的鋼化玻璃性能穩(wěn)定， 氙燈老化1600h后接觸角依然可以達到7°以下。
(4)所述的這種自清潔鋼化玻璃的制備工藝不會影響玻璃的透光率，透光率可以 達到75%以上。
具體實施方式
下面通過對實施例的描述，對發(fā)明的具體實施方式
如所涉及工藝流程等，作進一 步詳細的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準確和深入的理解。
實施例1
所述的這種自清潔鋼化玻璃的制備方法，包括以下工藝
(1)先將鋼化玻璃進行表面清洗，確保沒有灰塵，再用氧化鈰拋光粉進行打磨，氧 化鈰與水的質(zhì)量比為1 6，打磨可以用無塵紙或者無紡布，再用水將拋光粉沖洗干凈，自 然風干或者用熱空氣烘干；
(2)將自清潔乳液均勻的噴涂在經(jīng)(1)處理的玻璃表面，噴涂的工藝參數(shù)可設(shè)置 為噴涂氣源壓力10kg，噴速0. 5m/s,噴嘴口徑1. 6mm,噴涂距離為30cm，設(shè)置4個噴頭為一組，每相鄰兩個噴頭的間距為30cm，噴涂鍍膜次數(shù)為2次，所得到的自清潔涂層為200nm整 個噴涂工序設(shè)置在封閉環(huán)境里，保證環(huán)境內(nèi)無風、空氣潔凈，溫度為25°C，濕度為20%，；
(3)將經(jīng)(2)噴涂處理過的鋼化玻璃自然風干；
(4)高溫燒結(jié)，在100°C溫度下對(3)處理后的鋼化玻璃烘烤60min，噴灑清水在玻 璃表面發(fā)現(xiàn)形成較均勻水膜，說明鍍膜效果較好。
所述工藝O)中自清潔乳液組分為噴涂的溶劑組分為摩爾含量為10%的二氧 化硅、40 %的二氧化鈦、45 %的溶劑、4. 9 %的鐵及0. 1 %的氟。所述溶劑為甲醇、乙醇、丁酮、 丙酮、正庚烷、環(huán)己烷、正己烷中的一種。
實施例2
所述的這種自清潔鋼化玻璃的制備方法，包括以下工藝
(1)先將鋼化玻璃進行表面清洗，確保沒有灰塵，再用氧化鈰拋光粉進行打磨，氧 化鈰與水的質(zhì)量比為1 15，打磨可以用無塵紙或者無紡布，再用水將拋光粉沖洗干凈，然 后再用無水乙醇清洗，自然風干；
(2)將自清潔乳液均勻的噴涂在經(jīng)(1)處理的玻璃表面，噴涂的工藝參數(shù)可設(shè)置 為噴涂氣源壓力Wcg，噴速0. lm/s，噴嘴口徑1.4mm，噴涂距離為25cm，設(shè)置2個噴頭為一 組，每相鄰兩個噴頭的間距為40cm，噴涂鍍膜次數(shù)為3次，所得到的自清潔涂層為300nm，整 個噴涂工序設(shè)置在封閉環(huán)境里，保證環(huán)境內(nèi)無風、空氣潔凈，溫度為；濕度為15% ；
(3)由(2)噴涂處理后的鋼化玻璃用高壓氣體風干；
(4)高溫燒結(jié)，在80°C溫度下對(3)處理后的鋼化玻璃烘烤120min，測試接觸角為 5°，親水性能良好。
所述工藝O)中自清潔乳液組分為摩爾含量為15%的二氧化硅、50%的二氧化 鈦、30%的溶劑、0. 的鐵及4. 9%的氟。所述溶劑為甲醇、乙醇、丁酮、丙酮、正庚烷、環(huán)己 烷、正己烷的混合物。
實施例3
所述的這種自清潔鋼化玻璃的制備方法，包括以下工藝
(1)先將鋼化玻璃進行表面清洗，確保沒有灰塵，再用氧化鈰拋光粉進行打磨，氧 化鈰與水的質(zhì)量比為1 20，打磨可以用無塵紙或者無紡布，再用水將拋光粉沖洗干凈，然 后用鹽酸進行清洗，再用水將鹽酸沖掉，用熱空氣烘干；
(2)將自清潔乳液均勻的噴涂在經(jīng)(1)處理的玻璃表面，噴涂的工藝參數(shù)可設(shè)置 為
氣源壓力4kg，噴速0. 05m/s,噴嘴口徑0. 8mm,噴涂距離為40cm，單噴頭橫向?qū)Σ?璃表面來回進行噴涂，噴涂鍍膜次數(shù)為2次，所得到的自清潔涂層為lOOnm，整個噴涂工序 設(shè)置在封閉環(huán)境里，保證環(huán)境內(nèi)無風、空氣潔凈，溫度為20°C，濕度為10% ；
(3)將經(jīng)(2)噴涂處理后的鋼化玻璃自然風干；
(4)高溫燒結(jié)，在150°C溫度下對( 中處理后的鋼化玻璃烘烤60min，測試接觸角 為4°，親水性能良好。
所述工藝O)中自清潔乳液組分為摩爾含量為12%的二氧化硅、45%的二氧化 鈦、33%的溶劑、5%的鐵及5%的氟。所述溶劑為甲醇、乙醇、丁酮、丙酮、正庚烷、環(huán)己烷、正 己烷的混合物。
實施例4
(1)先將鋼化玻璃進行表面清洗，確保沒有灰塵，再用氧化鈰拋光粉進行打磨，氧 化鈰與水的質(zhì)量比為1 18，打磨可以用無塵紙或者無紡布，再用水將拋光粉沖洗干凈，然 后用鹽酸進行清洗，再用水將鹽酸沖掉，用熱空氣烘干；
(2)將自清潔乳液均勻的噴涂在經(jīng)(1)處理的玻璃表面，噴涂的工藝參數(shù)可設(shè)置 為氣源壓力^ig,噴速0. 2m/s，噴嘴口徑4mm，噴涂距離為10cm，設(shè)置10個噴頭為一組，每 相鄰兩個噴頭的間距為10cm，噴涂鍍膜次數(shù)為4次，所得到的自清潔涂層為lOnm，整個噴涂 工序設(shè)置在封閉環(huán)境里，保證環(huán)境內(nèi)無風、空氣潔凈，溫度為30°C，濕度為5% ；
(3)將經(jīng)⑵噴涂處理后的鋼化玻璃高壓氣體速干；
(4)高溫燒結(jié)，在120°C溫度下對(3)中處理后的鋼化玻璃烘烤90min，測試接觸角 為5°，親水性能良好。
所述工藝O)中自清潔乳液組分為摩爾含量為13%的二氧化硅、45%的二氧化 鈦、34%的溶劑、4%的鐵及4%的氟。所述溶劑為甲醇、乙醇、丁酮、丙酮、正庚烷、環(huán)己烷、正 己烷中的一種。
實施例5
(1)先將鋼化玻璃進行表面清洗，確保沒有灰塵，再用氧化鈰拋光粉進行打磨，氧 化鈰與水的質(zhì)量比為1 8，打磨可以用無塵紙或者無紡布，再用水將拋光粉沖洗干凈，然 后用鹽酸進行清洗，再用水將鹽酸沖掉，用熱空氣烘干；
(2)將自清潔乳液均勻的噴涂在經(jīng)(1)處理的玻璃表面，噴涂的工藝參數(shù)可設(shè)置 為氣源壓力20kg，噴速O.Olm/s，噴嘴口徑0. 1mm，噴涂距離為150cm，設(shè)置5個噴頭為一 組，每相鄰兩個噴頭的間距為60cm，噴涂鍍膜次數(shù)為1次，所得到的自清潔涂層為400nm，整 個噴涂工序設(shè)置在封閉環(huán)境里，保證環(huán)境內(nèi)無風、空氣潔凈，溫度為25°C，濕度為O ；
(3)經(jīng)( 噴涂處理后的鋼化玻璃高壓氣體速干；
(4)高溫燒結(jié)，在200°C溫度下對(3)中處理后的鋼化玻璃烘烤lOmin，測試接觸角 為6°，親水性能良好。
所述工藝O)中自清潔乳液組分為摩爾含量為11%的二氧化硅、48%的二氧化 鈦、35%的溶劑、3%的鐵及3%的氟組成。所述溶劑為甲醇、乙醇、丁酮、丙酮、正庚烷、環(huán)己 烷、正己烷中的一種。
實施例1至實施例5中，工藝⑵中的噴涂角度為90度。
實施例1至實施例5中，工藝(2)可通過流水線完成，即將普通玻璃置于流水線 上，通過機械噴涂完成噴涂工序，或通過人工噴涂來完成。
對實施例1至實施例5制備的自清潔鋼化玻璃進行實驗，測得靜態(tài)接觸角達到7° 以下，光催化分解油酸的效率在80%以上。由以上實施例制備的自清潔鋼化玻璃親水性好， 光催化性好。
光催化計算方法如下測試油酸涂覆后樣件的接觸角A0，在主波長365nm的紫外 燈下進行光催化1 后測試樣件的接觸角At，按照如下公式計算出光催化效率。
計算公式β = (AO-At)/AO X 100%，其中
β——自清潔玻璃的光催化效率，
At——光催化t時間后的接觸角，
AO——光催化前玻璃的初始接觸角，
經(jīng)過試驗，由以上實施例制備的鋼化玻璃性能穩(wěn)定，氙燈老化1600h后接觸角依 然可以達到7°以下。
經(jīng)過試驗，所述的這種自清潔鋼化玻璃的制備工藝不會影響玻璃的透光率，透光 率可以達到75%以上。
以上實施例是在已鋼化成型的玻璃表面噴涂自清潔乳液后，經(jīng)高溫燒結(jié)在玻璃表 面形成自清潔膜層，由于高溫燒結(jié)工序所適用的溫度為80 V——200 V，整個工藝的溫度都 控制在200°C以下，要遠低于鋼化工藝所要求的700°C高溫。以上實施例制備而成的自清潔 鋼化玻璃，能有效解決二氧化鈦晶型轉(zhuǎn)變而導致自清潔效果下降及曲面鋼化使二氧化鈦膜 層產(chǎn)生斷裂而失效的問題。以上實施例制備而成的自清潔鋼化玻璃，性能穩(wěn)定，自清潔效果 能持續(xù)有效。
上面對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制， 只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā) 明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自清潔鋼化玻璃的制備方法，其特征在于通過在已鋼化成型的玻璃表面噴涂 自清潔乳液，經(jīng)高溫燒結(jié)在玻璃表面形成自清潔膜層，具體包括以下工藝(1)將鋼化成形的玻璃先用氧化鈰進行拋光處理，再酸洗，再用純凈水清洗干凈，再烘 干或者無水乙醇擦拭后自然風干；(2)將自清潔乳液噴涂在經(jīng)(1)處理的玻璃表面，具體工藝如下噴涂氣源壓力在^g——20kg,增加過濾裝置確?？諝鉂崈?，在噴涂之前先用白板驗 證高壓氣體是否潔凈，控制噴速為0. 01——0. 5m/s,噴嘴口徑為0. 1——4. 0mm，噴涂距離 為10——150cm,噴頭垂直于玻璃表面，即噴涂角度為90度；根據(jù)玻璃面積大小并排設(shè)置 1——10個噴頭為一組，每相鄰兩個噴頭的間距為10——60cm，為保證玻璃表面的膜層均勻 性，噴涂鍍膜次數(shù)為1——4次；整個噴涂工序設(shè)置在封閉環(huán)境里，保證環(huán)境內(nèi)無風、空氣潔 凈，溫度為20——30°C，濕度為30%以下；(3)將O)中得到的鋼化玻璃在室溫、干燥、無風、無塵的環(huán)境下自然風干或者高壓氣 體風干；(4)高溫燒結(jié)，在80——200°C溫度下對(3)中處理后的鋼化玻璃烘烤10——120min； 所述工藝O)中自清潔乳液組分為摩爾含量為10%——15%的二氧化硅、40%——50%的二氧化鈦、30%——50%的溶劑、0. 1%——5%的鐵及0. 1%——5%的氟；所述溶劑 為甲醇、乙醇、丁酮、丙酮、正庚烷、環(huán)己烷、正己烷中的一種或幾種的混合物。
2.按照權(quán)利要求1所述的自清潔鋼化玻璃的制備方法，其特征在于包括以下工藝；(1)將鋼化成形的玻璃先用氧化鈰進行拋光處理，再酸洗，再用純凈水清洗干凈，再烘 干或者無水乙醇擦拭后自然風干；(2)將自清潔乳液噴涂在經(jīng)(1)處理的玻璃表面，噴涂的工藝參數(shù)可設(shè)置為噴涂氣 源壓力6——20kg,噴速為0. 1——0. 5m/s,噴嘴口徑為0. 1——4. Omm,噴涂距離為25—— 150cm，設(shè)置2——10個噴頭為一組，每相鄰兩個噴頭的間距為30——60cm,噴涂鍍膜次數(shù) 為2——4次，所得到的自清潔涂層為100——400nm，整個噴涂工序設(shè)置在封閉環(huán)境里，保 證環(huán)境內(nèi)無風、空氣潔凈，溫度為20——^°C，濕度為20%以下；(3)將經(jīng)( 噴涂處理過的鋼化玻璃自然風干；(4)高溫燒結(jié)，在80——100°C溫度下對(3)處理后的鋼化玻璃烘烤60——120min； 所述工藝O)中自清潔乳液組分為摩爾含量為12%—一15%的二氧化硅、40%——48%的二氧化鈦、30%——45%的溶劑、0. 1%——4%的鐵及0. 1%——4%的氟；所述溶劑 為甲醇、乙醇、丁酮、丙酮、正庚烷、環(huán)己烷、正己烷中的一種。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的自清潔鋼化玻璃的制備方法，其特征在于所述工藝(1) 中，用氧化鈰對鋼化玻璃進行拋光時，氧化鈰與水的質(zhì)量比為1 5——1 20。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的自清潔鋼化玻璃的制備方法，其特征在于所述工藝(2) 中噴涂所得到的自清潔涂層為10——400nm。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的自清潔鋼化玻璃的制備方法，其特征在于所述工藝(2) 通過將普通玻璃置于流水線上使用機械噴涂完成，或通過人工噴涂完成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自清潔鋼化玻璃的制備方法，通過在已鋼化成型的玻璃表面噴涂自清潔乳液后，經(jīng)高溫燒結(jié)在玻璃表面形成自清潔膜層。所述的高溫燒結(jié)工序所適用的溫度為80℃～200℃，而整個工藝的溫度都控制在200℃以下，要遠低于鋼化工藝所要求的700℃高溫。本發(fā)明制備成的自清潔鋼化玻璃，能有效解決鋼化高溫導致二氧化鈦晶型轉(zhuǎn)變而使得玻璃自清潔效果下降，及曲面鋼化使二氧化鈦膜層斷裂而自清潔性能失效的問題。本發(fā)明制備而成的自清潔鋼化玻璃，自清潔膜層能均勻的結(jié)合于玻璃表面，其不僅性能穩(wěn)定，且靜態(tài)接觸角能達到7°以下，光催化分解油酸的效率在80％以上，玻璃的透光率能達到75％以上，自清潔效果能持續(xù)有效。
文檔編號C03C17/22GK102040338SQ20101054074
公開日2011年5月4日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者李祥偉 申請人:奇瑞汽車股份有限公司