[发明专利]溶胶组合物及其制备方法、在玻璃表面形成自洁增透薄膜的方法及自洁增透玻璃

说明书

技术领域

本发明属于玻璃材料技术领域，尤其涉及一种溶胶组合物及其制备方法、一种在玻璃表面形成自洁增透薄膜的方法以及由该方法得到的自洁增透玻璃。

背景技术

目前自洁玻璃有两个研究方向，在玻璃表面形成超亲水或者超疏水涂层，其中水滴接触角小于10°的为超亲水涂层，水滴接触角大于110°的为超疏水涂层。TiO₂薄膜具有超亲水性和光催化降解性，在光照条件下，还能够分解吸附的有机物，避免有机污染物的附着，因此在玻璃表面制备TiO₂薄膜应用广泛。

以涂覆TiO₂薄膜为代表的光致超亲水自洁玻璃获得了广泛的研究，并且已在部分室外玻璃建筑物及路灯上得到了实际应用，获得了良好的自洁效果。但是，目前的自洁玻璃通常都存在以下两方面的问题：（1）目前的自洁玻璃为光致超亲水性，其需在波长小于380nm的紫外波段的光照射下才具有超亲水性，因此在可见光下其超亲水水性能较低。（2）在玻璃表面形成超亲水膜后，其透光率相比空白玻璃基体大大降低，使得现有的自洁玻璃难以在光伏组件封装玻璃上得到应用。

发明内容

本发明解决了现有技术中的自洁玻璃存在的可见光下超亲水性较低以及透光率较低的技术问题。

本发明提供了一种溶胶组合物，所述溶胶组合物中含有SiO₂溶胶、TiO₂溶胶和乙酰丙酮；所述溶胶组合物中，以Si、Ti的总摩尔含量为基准，其中Ti的摩尔含量为35-60mol%；乙酰丙酮与Ti的摩尔比为5-15：1。

本发明还提供了所述溶胶组合物的制备方法，其特征在于，包括先将SiO₂溶胶和TiO₂溶胶按比例混合后，然后按比例加入乙酰丙酮，得到所述溶胶组合物。

本发明还提供了一种在玻璃表面形成自洁增透薄膜的方法，包括以下步骤：

A、将玻璃浸渍于混合溶胶中，在玻璃表面形成第一层溶胶层；

B、将表面形成有第一层溶胶层的玻璃浸渍于氟化铵溶液中，在第一层溶胶层表面形成氟化铵层；

C、将表面形成有氟化铵层的玻璃浸渍于混合溶胶中，在氟化铵层表面形成第二层溶胶层；

D、对步骤C的玻璃样品进行热处理，即在玻璃表面形成自洁增透薄膜；所述混合溶胶为本发明提供的溶胶组合物。

最后，本发明提供了一种自洁增透玻璃，所述自洁增透玻璃包括玻璃基底和位于玻璃基底表面的自洁增透膜，所述自洁增透膜为C、N、F掺杂SiO₂/TiO₂复合薄膜；所述自洁增透玻璃由本发明提供的方法得到。

本发明提供的溶胶组合物，通过对Si、Ti和乙酰丙酮的含量进行适当选择，以Si、Ti的总摩尔含量为基准，其中Ti的摩尔含量为35-60mol%；乙酰丙酮与Ti的摩尔比为5-15：1，使得采用本发明溶胶组合物制备的玻璃增透膜同时具有良好的超亲水性和透光率，且其超亲水性在黑暗状态具有较长的维持时间。

本发明提供的在玻璃表面形成自洁增透薄膜的方法，通过先在玻璃表面形成两层溶胶层之间夹持氟化铵层的复合结构，然后在热处理过程中，氟化铵受热分解产生气体使薄膜形成多孔结构，提高薄膜的折射率，从而提高其透光率；同时分解产生的气体在薄膜中渗透，N、F掺杂至SiO₂/TiO₂复合溶胶中，乙酰丙酮受热分解产生的碳原子也掺杂至SiO₂/TiO₂复合溶胶中，得到C、N、F掺杂SiO₂/TiO₂复合薄膜，使得该复合薄膜的光致超亲水性波长范围拓宽至可见光区，因此能大大提高薄膜层的超亲水性，从而有效保证本发明的自洁增透玻璃的超亲水性和透光率。   

具体实施方式

本发明提供了一种溶胶组合物，所述溶胶组合物中含有SiO₂溶胶、TiO₂溶胶和乙酰丙酮；所述溶胶组合物中，以Si、Ti的总摩尔含量为基准，其中Ti的摩尔含量为35-60mol%；乙酰丙酮与Ti的摩尔比为5-15：1。