專利名稱：表面具有自清潔功能薄膜的玻璃制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種表面具有自清潔功能薄膜的玻璃制備方法。本發(fā)明主要適用于光伏電池、電光源使用。本發(fā)明屬于功能玻璃技術領域。
背景技術：
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(fā)光器件)等領域使用的重要基礎材料，經(jīng)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(xiàn)。在玻璃基片材料形成TiO2薄膜，在太陽光和室內(nèi)照明光的作用下，TiO2薄膜具有分解 環(huán)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(chǎn)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(tǒng)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(jié)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(fā)源，不僅使建設器材表面具有凈化空氣、殺菌除臭、防污等環(huán)保功能，而且使建筑物的清洗、保潔費大量節(jié)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(fā)和產(chǎn)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(qū)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(fā)生反應，經(jīng)過水解與縮聚過程而逐漸凝膠化，再經(jīng)干燥、燒結(jié)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(fā)煙，生成二氧化鈦固體和鹽酸液的混合物。氯化鈦化學性質(zhì)不穩(wěn)定，在濕空氣中因水解而發(fā)煙，遇濕空氣即冒白煙，首先形成TiCl4 · 5H20，四氯化鈦溶于水，發(fā)生水解作用并電離產(chǎn)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(jié)晶或黃色結(jié)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(fā)，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(jié)晶，易潮解。100°C時升華，在空氣中發(fā)煙，溶于乙醇、乙醚、苯、二硫化碳、氯仿、丙酮、二氧六環(huán)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(jīng)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(jié)構(gòu)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(zhì)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(wěn)定性都有極大的關系。因此，研發(fā)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(fā)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(chǎn)權(quán)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(qū)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(qū)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(xù)退火處理的溫度，提高薄膜的質(zhì)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(fā)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(fā)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(chǎn)權(quán)的核心技術，將提升我國的核心競爭力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種制備工藝合理方便、生產(chǎn)成本低、制備過程安全可靠、反應徹底、制備產(chǎn)品質(zhì)量好、收率高的一種新型表面具有自清潔功能薄膜的玻璃制備方法。實現(xiàn)上述目的技術方案是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(zhì)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(zhì)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(tǒng)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(tǒng)物料注膠在經(jīng)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(jīng)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(tǒng)，以TiCl4和輔助添加劑計，TiCl4與輔助添加劑的摩爾比為10 50 :1。進一步，第三步配料混合中所述液-液分散混合設備為攪拌釜、超聲乳化器或靜態(tài)混合器中的任意一種。進一步，第四步玻璃基材表面注膠是在玻璃基材表面的注膠片上注膠，注膠采用方法為浸潰、旋涂或噴涂法中的任意一種。進一步，第四步玻璃基材表面注膠中所述經(jīng)過表面預處理的玻璃基材為表面經(jīng)過除油和除灰處理的玻璃基材。進一步，第五步熱處理成膜中所述的焙燒干燥溫度為500 600°C。進一步，第五步熱處理成膜中所述的得到表面具有自清潔功能薄膜的玻璃厚度為I 20 μ m0本發(fā)明的主要技術原理二氧化鈦膜形成的反應方程式為
TiCl4+2H20 — Ti02+4HC1
輔助添加劑三氯化銦InCl3、三氯化銻SbCl3在水存在的條件下發(fā)生水解反應，得到的Sb203、In2O3,反應方程式為
2SbCl3+3H20 — Sb203+6HC12InCl3+3H20 — In203+6HC1
輔助添加劑三氯化銦InCl3、三氯化銻SbCl3在水存在的條件下發(fā)生水解反應，得到的Sb2O3或(和)In2O3摻雜的TiO2氧化物薄膜，進一步改善二氧化鈦膜的性能。本發(fā)明的技術方案主要在以下方面進行了創(chuàng)新
(1)分別配制備無機鹽水溶液形成水相物料和四氯化鈦有機溶液溶液形成油相物料，為液-液分散系統(tǒng)制備創(chuàng)造了條件；
(2)在無機鹽水溶液中添加烷基糖苷表面活性劑，制備油水形液-液分散乳液系統(tǒng)；
(3)采用新型液-液分散技術，制備油水形乳液系統(tǒng)；
(4)采用浸潰、刷涂、旋涂或噴涂法技術，由制備油水形乳液系統(tǒng)注膠在經(jīng)處理的玻璃基片表面上，形成膠膜。實現(xiàn)本發(fā)明需要的主要工藝設備為溶液配制設備、液-液分散混合設備、焙燒干燥設備等。本發(fā)明采用上述技術方案的優(yōu)點是
(I)充分利用烷基糖苷表面活性劑具有高表面活性、配伍性強、耐強酸、耐硬水、抗鹽性強的特性。在無機鹽水溶液中，添加烷基糖苷表面活性劑形成水相物料；將無水四氯化鈦溶解在有機溶液中四氯化鈦配成有機溶液形成油相物料，然后將水相物料和油相物料分散混合，得到油水形液-液分散乳液系統(tǒng)，為溶膠-凝膠工藝過程中前驅(qū)體的制備提供了非常有利的條件，進一步為玻璃基材注膠好在玻璃基材上形成玻璃表面自清潔功能膜薄膜創(chuàng)造了條件。同時，在形成TiO2自清潔功能膜的同時，在原料中加入輔助添加劑三氯化銦InCl3、三氯化銻SbCl3，得到的Sb2O3或(和)In2O3摻雜的TiO2氧化物薄膜，有利于獲得自清潔功能和光電性能良好的高質(zhì)量薄膜，也為在電性薄膜上制備自清潔功能TiO2氧化物薄膜的提供 了條件。添加三氯化銦InCl3、三氯化銻SbCl3得到Sb2O3或(和)In2O3摻雜的TiO2氧化物薄膜，使TiO2氧化物薄膜晶格缺陷增加，比表面積大，活性高。(2)充分利用得到油水形液-液分散乳液系統(tǒng)具有的微細(微米量級)霧粒，得到油水形液-液分散乳液系統(tǒng)滿足在玻璃基片上鋪開展，同時減少熱分解過程沉積中四氯化鈦的揮發(fā)損失，熱分解進行沉積反應充分，TiO2膠體顆粒間的交聯(lián)程度顯著提高，結(jié)構(gòu)牢固，溶液控制溶膠的水解與聚合反應程度，得到膜厚非常均勻、自清潔功能和光電性能良好
的高質(zhì)量薄膜。(3)采用浸潰、旋涂或噴涂法將其玻璃基材上。用液-液分散乳液系統(tǒng)噴灑到加熱的玻璃基片上，容易調(diào)節(jié)玻璃基片的溫度、基片移動速度、噴霧量大小等工藝參數(shù)，襯底上大面積均勻成膜，即可在基片上沉積出均勻的玻璃表面自清潔功能膜薄膜。在制備TiO2薄膜時，通過涂覆次數(shù)控制薄膜厚度。容易制備最佳膜厚度要求的TiO2薄膜。(4)采用溶膠-凝膠工藝制備氧化物薄膜可在常壓下即可進行，無需真空，原料選擇范圍廣，容易實現(xiàn)摻雜，可實現(xiàn)大面積成膜，易于產(chǎn)業(yè)化等優(yōu)點。(5) TiO2薄膜在空氣中退火相對真空氣氛來說是富氧氣氛，形成氧空位的機會少，導致在空氣中退火條件下獲得的TiO2薄膜具有更高的光生空穴濃度，使得薄膜的光催化活性增強。(6)溶膠-凝膠法制備TiO2薄膜具有合成溫度低、純度高、均勻性好、化學成分準確并易于參雜和工藝簡單等優(yōu)點，氧化物薄膜均勻性好、純度高，過程操作簡單、安全性、可靠性高，生產(chǎn)成本低，利于實際大規(guī)模應用。本發(fā)明制備工藝合理方便，生產(chǎn)成本低，制備過程安全可靠，反應徹底，制備產(chǎn)品質(zhì)量好，收率高，有利于大規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明為過程工業(yè)化提供了條件,本發(fā)明制備方法簡單，制備方便快速。


附圖為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。實施例一
主要工藝設備為無機鹽水溶液配制設備、四氯化鈦溶液配制設備、液-液分散混合設備、焙燒干燥設備等，其中液-液分散混合設備為攪拌釜，焙燒干燥設備為馬弗爐。如圖所示，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)無機鹽水溶液配制將輔助添加劑和水以及烷基糖苷表面活性劑配成水溶液，烷基糖苷采用辛烷基糖苷，輔助添加劑為三氯化銦InCl3。配制時，將Ig三氯化銦InCl3、2g烷基糖苷和采用鹽酸鹽化的IOOOmL水中，配成IOOOmL三氯化銦水溶液，得到無機鹽水溶液的質(zhì)量百分含量為O. 1%三氯化銦和O. 2%烷基糖苷。烷基葡萄糖的葡萄糖聚合度DP值為
1.6 ；· (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，有機溶劑為煤油，配制時四氯化鈦為6mL，煤油為lOOOmL，得到四氯化鈦溶液的質(zhì)量百分含量為1.03% TiCl4煤油有機溶液；
(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IOOOmL和第二步得到的四氯化鈦有機溶液IOOOmL進行分散混合，得到油水形液-液分散系統(tǒng)物料；該分散系統(tǒng)為分散乳液系統(tǒng)。在該分散系統(tǒng)中，以TiCl4和輔助添加劑三氯化銦InCl3計，TiCl4與三氯化銦的摩爾比大約為12: I。(4)玻璃基材表面注膠采用硬質(zhì)硼硅玻璃做為玻璃基材，先將硬質(zhì)硼硅玻璃基材表面經(jīng)過水洗、除油、除灰以及水洗預處理，在105°C干燥10 min后得到潔凈、透明、無痕跡的玻璃基片。采用浸潰法，將上一步得到的油水形液-液分散系統(tǒng)物料注膠在經(jīng)過表面預處理的玻璃基材表面的注膠片上，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放在馬弗爐中，從室溫開始加熱，達到焙燒溫度500°C后降溫，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(jīng)空氣自然冷卻退火降溫至80 90°C，得到厚度為I μ m的表面具有自清潔功能薄膜的玻璃。該產(chǎn)品作為太陽能光伏電池用或電光源用功能玻璃產(chǎn)品。實施例二
主要工藝設備為與實施例一基本相同，不同的是液-液分散混合設備為超聲乳化器。如圖所示，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)無機鹽水溶液配制將輔助添加劑和水以及烷基糖苷表面活性劑配成水溶液，烷基糖苷采用癸烷基糖苷，輔助添加劑為三氯化銻SbCl315配制時，將IOg三氯化銻SbCl3、5g烷基糖苷和采用鹽酸鹽化的IOOOmL水中，配成IOOOmL三氯化銻水溶液，得到無機鹽水溶液的質(zhì)量百分含量為I. 0%三氯化銦和O. 5%烷基糖苷。烷基葡萄糖的葡萄糖聚合度DP值為
2.6 ；
(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，有機溶劑為汽油，配制時四氯化鈦為30mL，煤油為lOOOmL，得到四氯化鈦溶液的質(zhì)量百分含量為5% TiCl4H油有機溶液；(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500mL和第二步得到的四氯化鈦有機溶液IOOOmL進行分散混合，得到油水形液-液分散系統(tǒng)物料；該分散系統(tǒng)為分散乳液系統(tǒng)。在該分散系統(tǒng)中，以TiCl4和輔助添加劑三氯化銻SbCl3計，TiCl4與三氯化銻的摩爾比大約為13: I。(4)玻璃基材表面注膠采用硬質(zhì)硼硅玻璃做為玻璃基材，先將硬質(zhì)硼硅玻璃基材表面經(jīng)過水洗、除油、除灰以及水洗預處理，在105°C干燥10 min后得到潔凈、透明、無痕跡的玻璃基片。采用旋涂法，將上一步得到的油水形液-液分散系統(tǒng)物料注膠在經(jīng)過表面預處理的玻璃基材表面的注膠片上，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放在馬弗爐中，從室溫開始加熱，達到焙燒溫度600°C后降溫，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(jīng)空氣冷卻淬火降溫至80 90°C，得到厚度為20 μ m的表面具有自清潔功能薄膜的玻璃。該產(chǎn)品作為太陽能光伏電池用或電光源用功能玻璃產(chǎn)品。實施例三
主要工藝設備為與實施例一基本相同，不同的是液-液分散混合設備為靜態(tài)混合器。如圖所示，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)無機鹽水溶液配制將輔助添加劑和水以及烷基糖苷表面活性劑配成水溶液，烷基糖苷采用十二烷基糖苷和十四烷基糖苷兩種的組合，輔助添加劑為三氯化銦InCl3。配制時，將5g三氯化銦InCl3、3g烷基糖苷和采用鹽酸鹽化的IOOOmL水中，配成IOOOmL三氯化銦水溶液，得到無機鹽水溶液的質(zhì)量百分含量為O. 5%三氯化銦和O. 3%烷基糖苷。烷基葡萄糖的葡萄糖聚合度DP值為2. O ;
(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，有機溶劑為C6烷烴，配制時四氯化鈦為20mL，C6烷烴為lOOOmL，得到四氯化鈦溶液的質(zhì)量百分含量為3. 4%TiCl4的C6烷烴有機溶液；
(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250mL和第二步得到的四氯化鈦有機溶液IOOOmL進行分散混合，得到油水形液-液分散系統(tǒng)物料；該分散系統(tǒng)為分散乳液系統(tǒng)。在該分散系統(tǒng)中，以TiCl4和輔助添加劑三氯化銦InCl3計，TiCl4與三氯化銦的摩爾比大約為33: I。(4)玻璃基材表面注膠采用硬質(zhì)硼硅玻璃做為玻璃基材，先將硬質(zhì)硼硅玻璃基材表面經(jīng)過水洗、除油、除灰以及水洗預處理，在105°C干燥10 min后得到潔凈、透明、無痕跡的玻璃基片。采用噴涂法，將上一步得到的油水形液-液分散系統(tǒng)物料注膠在經(jīng)過表面預處理的玻璃基材表面的注膠片上，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放在馬弗爐中，從室溫開始加熱，達到焙燒溫度550°C后降溫，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(jīng)空氣自然冷卻退火降溫至80 90°C，得到厚度為IOym的表面具有自清潔功能薄膜的玻璃。該產(chǎn)品作為太陽能光伏電池用或電光源用功能玻璃產(chǎn)品。實施例四
主要工藝設備為與實施例一相同。如圖所示，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)無機鹽水溶液配制將輔助添加劑和水以及烷基糖苷表面活性劑配成水溶液，烷基糖苷采用辛烷基糖苷、十六烷基糖苷和十八烷基糖苷三種的組合，輔助添加劑為三氯化銻SbCl3。配制時，將8g三氯化銻SbCl3、4g烷基糖苷和采用鹽酸鹽化的IOOOmL水中，配成IOOOmL三氯化銻水溶液，得到無機鹽水溶液的質(zhì)量百分含量為O. 8%三氯化銻和O. 4%烷基糖苷。烷基葡萄糖的葡萄糖聚合度DP值為I. 8 ; (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，有機溶劑為C18烷烴，配制時四氯化鈦為15mL，C18烷烴為lOOOmL，得到四氯化鈦溶液的質(zhì)量百分含量為
2.58% TiCl4的C18烷烴有機溶液；
(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200mL和第二步得到的四氯化鈦有機溶液IOOOmL進行分散混合，得到油水形液-液分散系統(tǒng)物料；該分散系統(tǒng)為分散乳液系統(tǒng)。在該分散系統(tǒng)中，以TiCl4和輔助添加劑三氯化銻SbCl3計，TiCl4與三氯化銻的摩爾比大約為19: I。(4)玻璃基材表面注膠采用硬質(zhì)硼硅玻璃做為玻璃基材，先將硬質(zhì)硼硅玻璃基材表面經(jīng)過水洗、除油、除灰以及水洗預處理，在105°C干燥10 min后得到潔凈、透明、無痕跡的玻璃基片。采用浸潰法，將上一步得到的油水形液-液分散系統(tǒng)物料注膠在經(jīng)過表面預處理的玻璃基材表面的注膠片上，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放在馬弗爐中，從室溫開始加熱，達到焙燒溫度580°C后降溫，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(jīng)空氣冷卻淬火降溫至80 90°C，得到厚度為5μπι的表面具有自清潔功能薄膜的玻璃。該產(chǎn)品作為太陽能光伏電池用或電光源用功能玻璃產(chǎn)品。實施例五
主要工藝設備為與實施例二相同。如圖所示，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)無機鹽水溶液配制將輔助添加劑和水以及烷基糖苷表面活性劑配成水溶液，烷基糖苷采用十二烷基糖苷，輔助添加劑為三氯化銦InCl3。配制時，將3g三氯化銦InCl3、
2.5g烷基糖苷和采用鹽酸鹽化的IOOOmL水中，配成IOOOmL三氯化銦水溶液，得到無機鹽水溶液的質(zhì)量百分含量為O. 3%三氯化銦和O. 25%烷基糖苷。烷基葡萄糖的葡萄糖聚合度DP值為2. 2 ;
(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，有機溶劑為CS烷烴，配制時四氯化鈦為25mL，C8烷烴為lOOOmL，得到四氯化鈦溶液的質(zhì)量百分含量為4. 3%TiCl4的C8烷烴有機溶液；
(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500mL和第二步得到的四氯化鈦有機溶液IOOOmL進行分散混合，得到油水形液-液分散系統(tǒng)物料；該分散系統(tǒng)為分散乳液系統(tǒng)。在該分散系統(tǒng)中，以TiCl4和輔助添加劑三氯化銦InCl3計，TiCl4與三氯化銦的摩爾比為33: I。(4)玻璃基材表面注膠采用硬質(zhì)硼硅玻璃做為玻璃基材，先將硬質(zhì)硼硅玻璃基材表面經(jīng)過水洗、除油、除灰以及水洗預處理，在105°C干燥10 min后得到潔凈、透明、無痕跡的玻璃基片。采用旋涂法，將上一步得到的油水形液-液分散系統(tǒng)物料注膠在經(jīng)過表面預處理的玻璃基材表面的注膠片上，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放在馬弗爐中，從室溫開始加熱，達到焙燒溫度520°C后降溫，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(jīng)空氣自然冷卻退火降溫至80 90°C，得到厚度為15 μ m的表面具有自清潔功能薄膜的玻 璃。該產(chǎn)品作為太陽能光伏電池用或電光源用功能玻璃產(chǎn)品。實施例六
主要工藝設備為與實施例三相同。如圖所示，如圖所示，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)無機鹽水溶液配制將輔助添加劑和水以及烷基糖苷表面活性劑配成水溶液，烷基糖苷采用辛烷基糖苷和癸烷基糖苷兩種的組合，輔助添加劑為三氯化銦InCl3和三氯化銻SbCl3 二者的混合物。配制時，將3g三氯化銦InCl3和3g三氯化銻SbCl3 二者的混合物、3g烷基糖苷和采用鹽酸鹽化的IOOOmL水中，配成IOOOmL三氯化銦InCl3和三氯化銻SbCl3水溶液，得到無機鹽水溶液的質(zhì)量百分含量為O. 3%三氯化銦、O. 3%三氯化銻SbCl3水溶液和O. 3%烷基糖苷。烷基葡萄糖的葡萄糖聚合度DP值為2. O ;
(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，有機溶劑為ClO烷烴，配制時四氯化鈦為10mL，ClO烷烴為lOOOmL，得到四氯化鈦溶液的質(zhì)量百分含量為
I.7% TiCl4的ClO烷烴有機溶液；
(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200mL和第二步得到的四氯化鈦有機溶液IOOOmL進行分散混合，得到油水形液-液分散系統(tǒng)物料；該分散系統(tǒng)為分散乳液系統(tǒng)。在該分散系統(tǒng)中，以TiCl4和輔助添加劑三氯化銦InCl3和三氯化銻SbCl3計，TiCl4與輔助添加劑的摩爾比大約為17: I。(4)玻璃基材表面注膠采用硬質(zhì)硼硅玻璃做為玻璃基材，先將硬質(zhì)硼硅玻璃基材表面經(jīng)過水洗、除油、除灰以及水洗預處理，在105°C干燥10 min后得到潔凈、透明、無痕跡的玻璃基片。采用刷涂法，將上一步得到的油水形液-液分散系統(tǒng)物料注膠在經(jīng)過表面預處理的玻璃基材表面的注膠片上，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放在馬弗爐中，從室溫開始加熱，達到焙燒溫度560°C后降溫，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(jīng)空氣冷卻淬火降溫至80 90°C，得到厚度為12 μ m的表面具有自清潔功能薄膜的玻璃。該產(chǎn)品作為太陽能光伏電池用或電光源用功能玻璃產(chǎn)品。
除上述實施例外，本發(fā)明的實施例還有許多，如第一步無機鹽水溶液配制中所述的烷基糖苷表面活性劑還可采用辛烷基糖苷、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，或者為任意幾種的其它組合，烷基糖苷的葡萄糖聚合度DP值還可以為I. 6 2. 6中的其它值。第二步四氯化鈦溶液配制中所述的有機溶劑還可以為C6-C18烷烴中的其它烷烴。第三步配料混合中所述得到的油水形液-液分散系統(tǒng)，以TiCl4和輔助添加劑計，TiCl4與輔助添加劑的摩爾比還可以為10 50 1中的其它數(shù)值。第五步熱處理成膜中所述的焙燒干燥溫度還可以為500 600°C中的其它數(shù)值。第五步熱處理成膜中所述的得到表面具有自清潔功能薄膜的玻璃厚度還可以為I 20 μ m中的其它數(shù)值。
除上述各實施例，本發(fā)明的實施方案還有很多，無法窮舉，凡采用等同或等效替換的技術方案，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一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(zhì)量百分含量為O. I I. 0%輔助添加劑和O. 2 O. 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(zhì)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(tǒng)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(tǒng)物料注膠在經(jīng)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(jīng)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。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述表面具有自清潔功能薄膜的玻璃制備方法，其特征在于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。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述表面具有自清潔功能薄膜的玻璃制備方法，其特征在于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。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述表面具有自清潔功能薄膜的玻璃制備方法，其特征在于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。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述表面具有自清潔功能薄膜的玻璃制備方法，其特征在于第三步配料混合中所述得到的油水形液-液分散系統(tǒng)，以TiCl4和輔助添加劑計，TiCl4與輔助添加劑的摩爾比為10 50 :1。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述表面具有自清潔功能薄膜的玻璃制備方法，其特征在于第三步配料混合中所述液-液分散混合設備為攪拌釜、超聲乳化器或靜態(tài)混合器中的任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述表面具有自清潔功能薄膜的玻璃制備方法，其特征在于第四步玻璃基材表面注膠是在玻璃基材表面的注膠片上注膠，注膠采用方法為浸潰、旋涂或噴涂法中的任意一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述表面具有透明導電功能薄膜的玻璃制備方法，其特征在于第四步玻璃基材表面注膠中所述經(jīng)過表面預處理的玻璃基材為表面經(jīng)過除油和除灰處理的玻璃基材。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述表面具有自清潔功能薄膜的玻璃制備方法，其特征在于第五步熱處理成膜中所述的焙燒干燥溫度為500 600°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述表面具有自清潔功能薄膜的玻璃制備方法，其特征在于第五步熱處理成膜中所述的得到表面具有自清潔功能薄膜的玻璃厚度為I 20 μ m。
全文摘要
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(tǒng)；(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(chǎn)品作為太陽能光伏電池用或電光源用功能玻璃產(chǎn)品。本發(fā)明制備工藝合理方便，生產(chǎn)成本低，制備過程安全可靠，反應徹底，制備產(chǎn)品質(zhì)量好，收率高，有利于大規(guī)?；a(chǎn)。本發(fā)明為過程工業(yè)化提供了條件，本發(fā)明制備方法簡單，制備方便快速。
文檔編號C03C17/23GK102951847SQ20111024231
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者吳友良, 王雅瓊, 潘雪嬌, 張傳恒, 周丹, 孫黎, 陳新雨 申請人:揚州通和玻璃有限公司