[发明专利]一种自清洁玻璃及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自清洁玻璃及其制作方法。

背景技术

随着能源和环保意识的提高，人们对具有环保作用且能够利用自然条件达到自动清洁的绿色玻璃越来越青睐。

自清洁玻璃是在普通玻璃的表面制作修饰层，即二氧化钛(TiO₂)薄膜，TiO₂具有的超亲水性一方面可以使油污与玻璃表面隔离，另一方面可以使污物随着水膜在重力作用下从玻璃表面滑落。而且二氧化钛具有很强的光催化能力，可以将玻璃表面的有机物和无机物分解，从而保持玻璃表面洁净。

虽然TiO₂在紫外光激发下会产生具有很高氧化能力的空穴-电子对，但是TiO₂带隙较宽，其仅能吸收紫外光部分，而不能利用可见光部分，从而导致TiO₂薄膜对太阳光的利用率较低，进而导致TiO₂薄膜的光催化能力较低，使得玻璃的自清洁能力偏低。另外，TiO₂薄膜与载体不易结合，尤其是在TiO₂薄膜保持较高催化活性的条件下，TiO₂薄膜与载体很难保持牢固的结合，从而影响自清洁玻璃的使用寿命；而且，在无光照的条件下，TiO₂薄膜的亲水性保持时间短，通常亲水时效不超过5小时，即超过5小时亲水性消失。

发明内容

本发明提出了一种自清洁玻璃，其不仅能够利用太阳光中的可见光部分，从而可以提高其自清洁能力；而且修饰层与玻璃基体能够保持良好结合。

本发明还提出了一种自清洁玻璃的制作方法，该方法可以制作出自清洁能力高、修饰层与玻璃基体保持良好结合的自清洁玻璃。

为了达到上述目的，本发明提出了一种自清洁玻璃，包括玻璃基体以及修饰层，其特征在于，所述修饰层包括自所述玻璃基体起依次叠置在所述玻璃基体表面的SiO₂膜层、TiO₂/金属离子/光敏材料膜层以及TiO₂/金属离子膜层。

优选的，所述SiO₂膜层的厚度为80～120nm。

优选的，所述TiO₂/金属离子/光敏材料膜层的厚度为200～300nm。

优选的，所述TiO₂/金属离子膜层的厚度为80～120nm。

优选的，在所述TiO₂/金属离子/光敏材料膜层中，所述TiO₂、金属离子以及光敏剂的质量百分含量分别为：5～80％，5～40％，5～30％。

优选的，在所述TiO₂/金属离子膜层中，所述TiO₂和金属离子的质量百分含量分别为：30～90％和10～70％。

本发明还提供一种自清洁玻璃的制作方法，包括以下步骤：

获取硅溶胶，利用所述硅溶胶在玻璃基体的表面制作SiO₂膜层；

获取含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶，利用所述含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶涂覆在所述SiO₂膜层表面制作TiO₂/金属离子/光敏材料膜层；

获取含有金属离子的钛溶胶，利用所述含有金属离子的钛溶胶在所述TiO₂/金属离子/光敏材料膜层表面制作TiO₂/金属离子膜层。

优选的，所述硅溶胶通过以下步骤获得：

将有机硅脂溶解在有机溶剂中，并在30～50℃的温度下搅拌获得有机硅脂溶液；

用强酸溶液和去离子水配制成强酸溶液；

将所述强酸溶液滴入所述有机硅脂溶液中，同时在30～50℃的温度下搅拌使所述有机硅脂水解；

将韧化剂加入水解的所述有机硅脂溶液中，搅拌均匀并冷却至室温，获得所述硅溶胶。

优选的，所述有机硅脂的质量浓度为5～20％；所述强酸与所述有机硅脂的摩尔比为0.5～2.5；加入的所述韧化剂与所述有机硅酯的摩尔比为0.1～1.5。

优选的，利用提拉法制作所述SiO₂膜层，所述硅溶胶的固含量为1～5％，所述玻璃基体的提拉速度为1～10cm/min，从而将所述硅溶胶在粘附在所述玻璃基体表面。

优选的，粘附在所述玻璃基体表面的所述硅溶胶在60～100℃的温度下干燥10～30min，从而在所述玻璃基体的表面获得所述SiO₂膜层。