[发明专利]一种玻璃表面疏尘薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种玻璃表面疏尘薄膜及其制备方法。薄膜为采用溶胶‑凝胶法制备的SnO₂/SiO₂复合薄膜，将Sn的氯化物、硅酸酯类有机物分别作为SnO₂和SiO₂溶胶的前驱体经醇解水解、缩合后混合、陈化得到疏尘溶胶。利用提拉法、旋涂法、喷涂法将溶胶涂覆在玻璃基材表面上，经过干燥、热处理得到具有显著疏尘效果且高透光率的SnO₂/SiO₂复合薄膜，可以应用在建筑玻璃、车窗玻璃、太阳能光伏玻璃上，大幅度减少玻璃的清洗次数、清洁剂用量以及清洁剂使用造成的水污染。此外，本发明制备的薄膜质地均匀，导电率、透光率等物理性能可调，工艺简便，涂覆面积大，成本低，容易实现大规模生产。

技术领域

本发明涉及溶胶-凝胶法镀膜技术领域，具体涉及到玻璃表面SnO₂/SiO₂疏尘薄膜。

背景技术

玻璃一直在户外环境中得到广泛应用，如建筑玻璃、车窗玻璃、太阳能光伏玻璃。玻璃最重要的功能是透光。灰尘的粘附是户外玻璃透光率降低的最主要原因。除了自然界的风与尘土造成的灰尘在玻璃表面的粘附外，随着全球工业化的快速发展，各种工业尘埃以及机动车排放的尘埃，对户外玻璃造成了更加严重的、更难以去除的污损。亚洲银行和清华大学联合发布的研究报告指出，在中国500个特大城市中，超过99％的城市均不能够达到世界卫生组织的空气质量标准；其中颗粒物是中国大部分城市的主要空气污染物之一。干燥环境中，大气中灰尘、花粉颗粒物在玻璃表面的附着以静电吸附为主要方式。灰尘粘附不仅降低了玻璃透光性，也会腐蚀玻璃而产生漫反射，甚至会导致热斑而发生玻璃的损坏。玻璃的清洁有人工清洗、自动清洗、激光清洗多种方法技术，各种方法的费用不菲。如何降低灰尘吸附，减少玻璃的清洗清洁，具有重大的环保效益和经济意义。

大气中的尘埃颗粒通过碰撞获得电荷，在非导电材料玻璃上，表面电荷也通过摩擦而带电，吸附灰尘。为了防止静电吸引，目前最实用的解决方法是添加抗静电剂，使表面电阻为10⁵～10¹²Ω/□的薄膜可以通过泄露电荷从而达到表面疏尘的效果。抗静电剂包括有机聚合物、非金属颗粒、金属颗粒以及金属氧化物半导体。金属有机物(聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩)抗静电疏尘薄膜，不稳定，加工性差，主要用于食品包装内衬。非金属颗粒(炭黑、石墨)抗静电疏尘薄膜，价格廉价、选择性好、导电持久，但是相容性差、光洁度不好。金属颗粒(Pt、Ag、Cu)抗静电疏尘薄膜，活性高、易氧化、难分散、工艺复杂。在金属氧化物半导体(ZnO、SnO₂、In₂O₃以及其掺杂氧化物)抗静电疏尘薄膜中，ZnO材料虽然容易成膜，但薄膜的电学性质不够稳定，“自补偿”作用严重，p型ZnO材料稳定性较差。In₂O₃资源缺乏，成本高。SnO₂薄膜的表面电阻在10³～10⁵Ω/□，不能达到良好的防静电效果。中国专利CN106700675A公开了外墙基材防静电防污涂膜剂及其制备方法，涂膜剂由甲醇、氧化锡、二氧化硅和溶剂组成，氧化锡颗粒与二氧化硅颗粒均为纳米级，分散困难，价格贵，不利于大量生产。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处，提供了一种玻璃表面疏尘薄膜及其制备方法，该薄膜在保证透光性好的同时具有良好的疏尘效果，并且制备方法简便，工艺温度低，成本低，易于调控，可以获得物理化学性质均匀的薄膜。

本发明提供一种玻璃表面疏尘薄膜及其制备方法，其技术方案是：

SnO₂/SiO₂疏尘薄膜以Sn的氯化物、硅酸酯类有机物作为前驱体与醇、去离子水以及酸中的至少一种分别制备SnO₂、SiO₂溶胶，按照一定摩尔比进行混合、陈化得到SnO₂/SiO₂溶胶，利用提拉法、旋涂法、喷涂法在玻璃基材表面上镀膜后进行热处理。