表面具有自清潔功能薄膜的玻璃制備方法技術

一種表面具有自清潔功能薄膜的玻璃制備方法，所述方法步驟如下：(1)無機鹽水溶液配制；(2)四氯化鈦溶液配制；(3)配料混合：將第一步配制得到的無機鹽水溶液和第二步得到的四氯化鈦有機溶液進行分散混合，得到油水形液-液分散系統；(4)玻璃基材表面注膠；(5)熱處理成膜；(6)空氣冷卻：得到表面具有自清潔功能薄膜的玻璃。該產品作為太陽能光伏電池用或電光源用功能玻璃產品。本發明專利技術制備工藝合理方便，生產成本低，制備過程安全可靠，反應徹底，制備產品質量好，收率高，有利于大規模化生產。本發明專利技術為過程工業化提供了條件，本發明專利技術制備方法簡單，制備方便快速。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種。本專利技術主要適用于光伏電池、電光源使用。本專利技術屬于功能玻璃

技術介紹
具有高透光率、一定導電性和表面自潔清性功能等特點的特種玻璃，是新型薄膜太陽能電池(光伏電池)和光電器件(電極發光器件)等領域使用的重要基礎材料，經過在功能玻璃基片材料進一步采用外延技術處理，制得光伏電池和光電器件。TiO2薄膜材料的自潔清性功能是通過表面TiO2的氧化分解作用和超親水作用來實現。在玻璃基片材料形成TiO2薄膜，在太陽光和室內照明光的作用下，TiO2薄膜具有分解 環境污染氣體、油污，殺滅表面附著微生物，減小有機污染物在材料表面的附著力等作用。由于TiO2具有無毒、高催化的特點，在玻璃表面涂一層或多層摻雜的TiO2薄膜材料，當光輻射該薄膜后，可產生高強活性的光生空穴/電子對。這種價帶上光生空穴具有強的得電子能力，即強烈的氧化能力，可將吸附在玻璃表面的有機污染物分解。高活性電子則具有強烈的還原能力，可以除去某些毒性污染物。因此可利用陽光或照明系統自身的光達到自凈的目的。TiO2薄膜表面的自清潔效應是其超親水性和光催化特性共同作用的結果。TiO2的可以光催化降解絕大部分有機物，將細微污垢分解為二氧化碳及水；而薄膜表面的超親水性使附著在其表面的水分形成水膜，并滲入污垢與TiO2的界面,使污垢的附著力大幅降低。在受到雨水沖刷和水淋沖力等作用時，污垢能自動從TiO2表面剝離下來，從而達到防污的效果。將其應用于玻璃、陶瓷等建筑材料時，利用太陽光、熒光燈中含有的紫外光作激發源，不僅使建設器材表面具有凈化空氣、殺菌除臭、防污等環保功能，而且使建筑物的清洗、保潔費大量節省。針對玻璃制備在使用過程中存在的表面污染問題，開展玻璃表面自潔化處理關鍵技術研發和產品化的研究，特別是采用TiO2薄膜的制備工藝和技術通過在玻璃表面涂層將TiO2或TiO2前驅物涂覆在基材上，使玻璃表面具有自潔化功能。TiO2光催化自潔玻璃的制備主要是利用鍍膜技術，在玻璃表面鍍上一層TiO2薄膜，使其具有自潔和防霧性能。目前，TiO2光催化自潔玻璃的鍍膜方法主要有溶膠-凝膠法、化學氣相沉積法和磁控濺射法等。其中溶膠-凝膠(Sol-Gel)法是濕化學方法中制備材料的一種新的方法，該技術是將易于水解的金屬化合物(無機鹽或金屬醇鹽)在某種溶劑中與水發生反應，經過水解與縮聚過程而逐漸凝膠化，再經干燥、燒結等處理最后制得所需的材料。溶膠-凝膠法制備TiO2光催化自潔玻璃膜的主要原料為 氯化鈦(Titanium tetrachloride ；Titanic chloride),或四氯化鈦,化學式為 TiCl4,分子量為189. 71，熔點為-25°C，沸點為136.4°C，密度為I. 7260g/cm3，溶于冷水、乙醇、稀鹽酸，易溶于某些非極性溶劑中。無色或微黃色液體，有刺激性酸味。室溫下，四氯化鈦為無色液體，并在空氣中發煙，生成二氧化鈦固體和鹽酸液的混合物。氯化鈦化學性質不穩定，在濕空氣中因水解而發煙，遇濕空氣即冒白煙，首先形成TiCl4 · 5H20，四氯化鈦溶于水，發生水解作用并電離產生Ti (H2O)54+離子，最后水解生成水合二氧化鈦(TiO2 ·χΗ20)。四氯化鈦很容易水解為二氧化鈦(白色沉淀)。三氯化銦(Indium Trichloride):分子式為InCl3,白色片狀結晶或黃色結晶。密度為3.46g/cm3，熔點為586°C。易溶于水，微溶于醇、乙醚。加熱至300°C時升華，在600°C時揮發，易潮解。三氯化鋪(Antimony(III) chloride, Antimonouschloride),分子式為 SbCl3,分子量為228. 11，無色結晶，易潮解。100°C時升華，在空氣中發煙，溶于乙醇、乙醚、苯、二硫化碳、氯仿、丙酮、二氧六環和四氯化碳。25°C時，10. ImL水溶解Ig三氯化銻，并逐漸水解生成氧氯化銻，熔點為73°C。沸點為223. 5°C。烷基糖苷是脂肪醇和葡萄糖經縮合反應生成的糖苷類新型非離子表面活性劑，烷基糖苷分子結構中的葡萄糖聚合度DP值一般為I. 3-2. 8之間，烷基糖苷一般為白色粉末，與玻璃體相似，沒有明確的熔點，從軟化點開始到流動點有一個較寬的熔程，一般在大于270°C開始熱分解。 TiO2膜的自潔膜的性質與制備過程中TiO2膠體顆粒的大小和顆粒間的連接程度、TiO2膜的孔隙、比表面、孔徑分布和凝膠在焙燒時的熱穩定性都有極大的關系。因此，研發具有特殊功能的特種玻璃是光伏電池和光電器件的重要功能材料是重要的發展方向，意義重大，為薄膜光伏電池和光電器件提供基礎材料，獲得具有自主知識產權的核心技術，將提升我國的核心競爭力。因而目前要想找到一種透光率高，又易清潔的玻璃基片一直是一個難題。盡管溶膠-凝膠工藝雖能大面積均勻成膜，但薄膜厚度與前驅溶液的粘度及提拉或旋涂速率有直接關系，較難精確控制，而且提拉法制備的薄膜前端與后端或者旋涂法制備的薄膜中心區域與外緣的厚度也有一定差別，影響了性能的高度均勻性。此外，設法降低該工藝后續退火處理的溫度，提高薄膜的質量和光電性能，擴大應用領域，仍然是該工藝制備薄膜值得進一步努力的主要方向。因此，研發具有特殊功能的特種玻璃是光伏電池和光電器件的重要功能材料是重要的發展方向，意義重大，為薄膜光伏電池和光電器件提供基礎材料，獲得具有自主知識產權的核心技術，將提升我國的核心競爭力。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術的不足，提供一種制備工藝合理方便、生產成本低、制備過程安全可靠、反應徹底、制備產品質量好、收率高的一種新型。實現上述目的技術方案是一種，所述方法步驟如下 (1)無機鹽水溶液配制將輔助添加劑、水和烷基糖苷表面活性劑配成水溶液，得到無機鹽水溶液的質量百分含量為0. I I. 0%輔助添加劑和0. 2 0. 5%烷基糖苷表面活性劑； (2)四氯化鈦溶液配制將四氯化鈦和有機溶劑制成四氯化鈦溶液，得到四氯化鈦溶液的質量百分含量為I 5% TiCl4有機溶液； (3)配料混合在液-液分散混合設備中，將第一步配制得到的無機鹽水溶液和第二步得到的四氯化鈦有機溶液進行分散混合，得到油水形液-液分散系統物料； (4)玻璃基材表面注膠將上一步得到的油水形液-液分散系統物料注膠在經過表面預處理的玻璃基材上，玻璃基材的表面上形成膠膜； (5)熱處理成膜將上一步制備得到的注膠玻璃基材，通過焙燒干燥在玻璃基材上形成二氧化鈦TiO2自清潔功能薄膜； (6)空氣冷卻將上一步得到的具有二氧化鈦TiO2自清潔功能薄膜的玻璃基材經空氣冷卻退火或淬火降溫至80 90°C，得到表面具有自清潔功能薄膜的玻璃。進一步，第一步無機鹽水溶液配制中所述的烷基糖苷表面活性劑為辛烷基糖苷、癸烷基糖苷、十二烷基糖苷、十四烷基糖苷、十六烷葡萄糖苷和十八烷基糖苷中的任意一種，或者為任意幾種的組合，烷基葡萄糖的葡萄糖聚合度DP值為I. 6 2. 6。進一步，第一步輔助添加劑為三氯化銦InCl3、三氯化銻SbCl3中的任意一種或者二者的混合物。進一步，第二步四氯化鈦溶液配制中所述的有機溶劑為煤油、汽油、C6-C18烷烴中的任意一種。進一步，第三步配料混合中所述得到的油水形液-液分散系統，以TiCl4和輔助添加本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種表面具有自清潔功能薄膜的玻璃制備方法，其特征在于所述方法步驟如下：(1)?無機鹽水溶液配制：將輔助添加劑、水和烷基糖苷表面活性劑配成水溶液，得到無機鹽水溶液的質量百分含量為0.1～1.0%輔助添加劑和0.2～0.5%烷基糖苷表面活性劑；(2)?四氯化鈦溶液配制：將四氯化鈦和有機溶劑制成四氯化鈦溶液，得到四氯化鈦溶液的質量百分含量為1～5%?TiCl4有機溶液；(3)?配料混合：在液?液分散混合設備中，將第一步配制得到的無機鹽水溶液和第二步得到的四氯化鈦有機溶液進行分散混合，得到油水形液?液分散系統物料；(4)?玻璃基材表面注膠：將上一步得到的油水形液?液分散系統物料注膠在經過表面預處理的玻璃基材上，玻璃基材的表面上形成膠膜；(5)?熱處理成膜：將上一步制備得到的注膠玻璃基材，通過焙燒干燥在玻璃基材上形成二氧化鈦TiO2自清潔功能薄膜；(6)?空氣冷卻：?將上一步得到的具有二氧化鈦TiO2自清潔功能薄膜的玻璃基材經空氣冷卻退火或淬火降溫至80～90℃，得到表面具有自清潔功能薄膜的玻璃。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳友良，王雅瓊，潘雪嬌，張傳恒，周丹，孫黎，陳新雨，
申請(專利權)人：揚州通和玻璃有限公司，
類型：發明
國別省市：