[00136718]长效易再生自清洁玻璃

技术背景 TiO2表面光催化剂具有杀菌、除臭、防污自清洁等功能,可进一步净化、改善我们的生存环境。TiO2表面经紫外光照射后表面具有超亲水特性,又使其表面具有了防雾、易洗等功能。利用TiO2这些性能形成自清洁玻璃有很大的发展前景。但TiO2光吸收波长范围窄,太阳能的利用效率低,光催化降解率不高。TiO2超亲水薄膜应用于自清洁玻璃存在产品效果保持时间短,再生需要频繁的进行紫外光辐照,使用成本高等缺点,限制了产品的大规模推广应用。 该项目通过通过溶胶-凝胶法制备了长效自清洁玻璃涂层,在所形成的薄膜中引入了氮、氟元素及粗糙结构,大大延长了所制备TiO2薄膜超亲水自清洁性能的保持时间;同时,该自清洁性能可通过日光照射再生,比现行用专用紫外光源再生的方法简单、便捷、经济。产品制备工艺简单,无需特殊专用的设备,易进行工业化生产。在此基础上自主开发了超声波自清洁装置,无需化学清洗溶剂,同时提高了玻璃的清洗效率。 关键技术 （1）溶胶配方的确定; （2）溶胶体系的制备; （3）超亲水自清洁薄膜的制备及热处理; （4）超声波自清洁装置的研发。 项目技术指标 （1）接触角：10°以下; （2）超亲水性（接触角10°以下）保持时间：60天以上; （3）可见光透过率：较基材（玻璃）下降1%以内; （4）附着力：0级 （划格法,3M胶带）; （5）薄膜硬度：95%以上（摆杆法）; （6）外观：检测范围内无直径大于2.5mm的针孔,小于该尺寸的针孔不会集中出现;检测范围内无直径大于5mm的斑点,小于该尺寸的斑点不会集中出现;检测范围内无目视可见的斑纹、暗道和划痕; （7）超亲水性的恢复：夏季太阳光照射2小时以内,接触角恢复到10°以下; （8）薄膜微观形貌：完整均匀,由大量粒径为10~30nm的粒子组成,表面具有一定的粗糙度（Ra为20~60nm）; （9）自清洁性（亚甲基蓝去除率）：90%以上。 技术价值度评价 （1）通过溶胶前驱体钛醇盐中不同碳链长度和结构的优选和匹配,并加入特定的水解抑制剂,辅以陈化工艺,成功制备了均匀、稳定的溶胶体系。使产品检测范围内无直径大于2.5mm的针孔,小于该尺寸的针孔不会集中出现,检测范围内无直径大于5mm的斑点,小于该尺寸的斑点不会集中出现,同时检测范围内无目视可见的斑纹、暗道和划痕。 （2）本项目通过在前驱体原材料中加入助剂组份,使其光响应波长红移25nm,无需专用紫外光源,在可见光照射下便可产生超亲水性和自清洁性,使接触角10°以下,亚甲基蓝去除率90%以上;并通过热处理在TiO2薄膜中形成了具有一定粗糙度的微观结构,使自清洁玻璃在缺乏光照条件下超亲水性及自清洁性保持时间在60天以上,自清洁性保持时间高于同类产品,大力节约了使用成本。 （3）自主研发了超声波玻璃清洗设备,实现了高效、无化学污染的环保清洗方式。