CN100462320C

Preparation method of photo catalytic activation self cleaning product

Abstract

The invention discloses a preparation method of a product with a photocatalytically activated self-cleaning coating, wherein the photocatalytically activated self-cleaning coating is formed on a substrate by spraying pyrolysis, chemical vapor deposition or magnetron sputtering vacuum deposition. It provides a substrate with a photocatalytically activated self-cleaning surface. The thickness of the coating is at least about 500 angstroms to limit the portion of the coating toward the substrate from being poisoned by sodium ions. In addition, before depositing the photocatalytically activated self-cleaning coating, a sodium ion diffusion barrier layer can be deposited on the surface of the substrate to prevent the photocatalytically activated self-cleaning coating from being poisoned by sodium ions. The substrate includes glass substrates such as glass plates and continuous float glass ribbons.

CN100462320C, drawing sheet 1
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Expired 12 March 2018, 8.5 years ago.

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19 claims: 2 independent, 17 dependent

  1. 1
    第 1. 一种带有光催化活化自洁涂层的玻璃制品的制备方法,包括以 下步骤: 通过浮法工艺提供具有至少一个表面的玻璃制品; 通过选自化学汽相沉积和喷涂热解的沉积方法,在浮法玻璃制造 过程中浮法玻璃带的温度至少为400Γ的位置处在所述制品的一个表 面上沉积光催化活化自洁涂层,所述涂层为晶体形态的二氧化钛,并 且具有至少200埃到小于1微米的厚度,从而使足够部分的涂层保持 无钠离子中毒并保持其活性,所述涂层的光催化活化自洁反应速度至 少为2 X 10'7厘米·分钟;和 将所述光催化活化自洁涂层退火以增加所述光催化活化自洁涂层 的光催化反应速度。
  2. 2
    如权利要求1所述方法,其中该制品是玻璃板并且所述沉积步 骤是在选自弯曲和钢化所述玻璃板以使所述玻璃板改性的过程中进行 的。
  3. 3
    如权利要求1所述的方法,进一步包括沉积防止钠离子中毒的 层的步骤,所述的层选自: i) 通过选自化学汽相沉积、磁控溅射真空沉积、磁控溅射汽相沉 积和喷涂热解的方法在所述表面上沉积的厚度至少为100埃的钠离子 扩散阻挡层,其中所述钠离子扩散阻挡层是选自以下金属氧化物的晶 态或无定型态形式:氧化钻、氧化箔、氧化铁、氧化锡、氧化钛、氧 化错、掺氣氧化锡、氧化铝、氧化镁、氧化锌、以及它们的混合物、 以及上述金属氧化物中金属的过氧化物或亚氧化物;和 ii) 光催化活化自洁涂层总厚度中的一部分,该光催化活化自洁 涂层的厚度超过一个最小厚度,使得在基体温度超过钠离子可以迁移 的温度的过程中,所述钠离子只能迁移通过部分光催化活化自洁涂层 的厚度,从而所述光催化活化自洁涂层与上述基体表面反方向的那部 分厚度能保持光催化活化自洁活性,以及 03127499.4 第 在上述防止钠离子中毒的层上沉积所述的光催化活化自洁涂层, 其中所述钠离子扩散阻挡层抑制了钠离子从所述制品的表面迁移到所 述光催化活化自洁涂层中。
  4. 4
    如权利要求3所述方法,其中该制品是玻璃板并且所述沉积钠 离子扩散阻挡层的步骤是在选自弯曲和钢化所述玻璃板使玻璃板改性 的过程中进行的。
  5. 5
    如权利要求l·所述方法,其中所述退火步骤包括将所述光催化 活化自洁涂层升温到500Γ的温度并且保持至少3分钟并且可控地将 所述光催化活化自洁涂层冷却。
  6. 6
    如权利要求5所述方法,其中所述光催化反应速度作为沉积在 所述光催化活化自洁涂层上的厚度为100 - 200埃的硬脂酸试验膜的 除去速度而测定,其中所述光催化反应速度是作为通过将多个硬脂酸 试验膜的碳-氢延伸振动吸收带的傅里叶变换红外光谱测定结果对所 述光催化活化自洁涂层向频率为300 - 400纳米的紫外辐射暴露的累 积时间作图而形成的曲线的斜率而定量测得的,所迷紫外辐射是通过 放置在所述光催化活化自洁涂层上方的紫外辐射光源提供的并且当在 该光催化活化自洁涂层表面处测定时具有20瓦/平方米的强度。
  7. 7
    如权利要求1所述的方法,其中化学汽相沉积工艺中所述制品 具有至少400Γ的温度以使所述氧化钛前体发生充分的分解。 如权利要求1所述的方法,其中所述喷涂热解方法包括提供含 金属的前体,该前体选自相对不溶于水的有机金属化合物和金属乙酰 丙酮化物,所述前体被气流粉碎或湿磨至颗粒尺寸小于10微米并通过 使用化学润湿剂而悬浮在水介质中,并且所述制品的最低温度为400 £以使所述前体发生充分的分解。
  8. 8
    9. 权利要求3所述的方法,其中所述钠离子扩散阻挡层由选自以 下的金属氧化物构成:氧化镂/氧化铝混合物、氧化锌/氧化锡混合物, 以及所述金属氧化物中金属的过氧化物或亚氧化物。
  9. 9
    10. 一种带有光催化活性自洁涂层的玻璃制品的制备方法,包括以 下步骤: 03127499.4 第 提供由浮法工艺制备的具有至少一个表面的玻璃制品, 沉积防止钠离子中毒的层,该层选自: i) 通过选自化学汽相沉积、磁控溅射真空沉积、磁控溅射汽相沉 积和喷涂热解的方法在所述表面上沉积的厚度至少为100埃的钠离子 扩散阻挡层,其中所述钠离子扩散阻挡层是选自以下金属氧化物的晶 态或无定型态形式:氧化钻、氧化珞、氧化铁、氧化锡、氧化钛、氧 化错、掺氟氧化锡、氧化铝、氧化镁、氧化锌、以及它们的混合物、 以及上述金属氧化物中金属的过氧化物或亚氧化物;和 ii) 光催化活化自洁涂层总厚度中的一部分,该光催化活化自洁 涂层的厚度超过一个最小厚度,使得在基体温度超过钠离子可以迁移 的温度的过程中,所述钠离子只能迁移通过部分光催化活化自洁涂层 的厚度,从而所述光催化活化自洁涂层与上述基体表面反方向的那部 分厚度能保持光催化活化自洁活性,以及 在上述防止钠离子中毒的层上沉积所述的光催化活化自洁涂层, 其中所述钠离子扩散阻挡层抑制了钠离子从所述制品的表面迁移到所 述光催化活化自洁涂层中;和 通过磁控溅射真空沉积方法在制品的表面上沉积光催化活化自洁 涂层,包括将制品加热到400 C - 600 C ,使得在将金属靶在 0. 67-1. 33Pa的压力下,在具有5-50%氧的氫/氧气氛中溅射时,在 磁控溅射真空沉积的溅射涂层沉积到基体上时发生涂层的结晶,从而 溅射沉积具有晶态二氧化钛的涂层,其厚度为至少200埃至小于1微 米,并且该涂层具有至少2x10-7厘米·分钟的光催化活化自洁反应 速度。 11·权利要求10所述的方法,其中所述钠离子扩散阻挡层由选自 以下的金属氧化物构成:氧化镂/氧化铝混合物、氧化锌/氧化锡混合 物,以及所述金属氧化物中金属的过氧化物或亚氧化物。
  10. 10
    12. 一种形成带有光催化活化自洁涂层的浮法玻璃带的方法,其中 该方法包括下列步骤:在窑炉中熔化玻璃配合料;将熔融玻璃输送到 熔融锡浴上;将熔融玻璃拉过锡浴,由此而使玻璃形成一定的尺寸并 03127499.4 第 且可以控制地冷却以形成尺寸稳定的浮法玻璃带;由锡浴上取下浮法 玻璃带;通过输送辐将浮法玻璃带移动经过炉子以使浮法玻璃带退火; 将浮法玻璃带在输送楹上移动到切割站,在那儿将玻璃带切割成玻璃 板,其改进包括: 通过选自喷涂热解和化学汽相沉积的沉积方法,在浮法玻璃制造 过程中浮法玻璃带的温度至少为400C的位置处在所述玻璃带的一个 表面上沉积光催化活化自洁涂层; 在所述浮法玻璃带的一个表面上沉积钠离子扩散阻挡层,并在所 述钠离子扩散阻挡层上沉积所述光催化活化自洁涂层,其中所述阻挡 层是厚度至少为500埃的氧化硅。
  11. 11
    13. 如权利要求12的方法,其中所述连续浮法玻璃带具有第一主 表面和作为第二主表面相对主表面,第一主表面具有选自锡、氧化锡 及其混合物在其中扩散的薄层,它是在熔融锡浴上形成玻璃带所特有 的; 通过在浮法玻璃带的温度至少为400C的浮法玻璃制造位置处在 浮法玻璃带表面上方放置喷涂热解涂覆装置,从而在至少一个主表面 上沉积所述光催化活化自洁涂层,通过位于浮法玻璃带上方的喷涂热 解涂覆装置将位于水介质中的乙酰丙酮化氧钛和湿润剂的悬浮液导向 浮法玻璃带表面,并且将所述浮法玻璃带在空气中退火,从而制得在 该浮法玻璃带上的二氧化钛光催化活化自洁涂层。
  12. 12
    14. 如权利要求12的方法,其中所述连续的浮法玻璃带具有第一 主表面和作为第二主表面的相对主表面,第一主表面具有氧化锡在其 中扩散的薄层,它是在熔融锡浴上形成玻璃带所特有的;通过在浮法 玻璃带的温度至少为400C的浮法玻璃制造位置处在浮法玻璃带表面 上方放置化学汽相沉积涂覆装置,从而在至少一个主表面上沉积所述 光催化洁化自洁涂层,该方法还包括: 通过所述化学汽相沉积装置将位于载体气体中的一种金属氧化物 前体导向浮法玻璃带表面,所述金属氧化物前体选自四氯化钛、四异 丙氧基钛和四乙氧基钛,并且将所述浮法玻璃带退火,从而制得在该 03127499.4 第 浮法玻璃带上的二氧化钛光催化活化自洁涂层。
  13. 13
    15. 如权利要求12的方法,其中在浮法玻璃制造过程中浮法玻璃 带的温度至少400Ό的位置是指浮法玻璃带刚形成的位置。
  14. 14
    16. 如权利要求12所述方法,其改进还包括在所述浮法玻璃带表 面上沉积钠离子扩散阻挡层并且在所述钠离子扩散阻挡层上沉积光催 化活化自洁涂层。
  15. 15
    17. 如权利要求14所述的方法,其中将金属氧化物前体直接导入 没有任何中间涂层的浮法玻璃带的表面上。
  16. 16
    18. 如权利要求12所述的方法,其中所述光催化活化自洁涂层是 晶体形式的二氧化钛,它选自锐钛矿、金红石、板钛矿以及锐钛矿和/ 或金红石与板钛矿的组合,并且所述光催化活化自洁涂层的活化反应 速度至少为2 X 1(Γ'/厘米·分钟。
  17. 17
    19. 如权利要求13所述的方法,其中将金属氧化物前体直接导入 没有任何中间涂层的浮法玻璃带的表面上。
  18. 18
    20. 如权利要求13所述的方法,其中所述光催化活化自洁涂层是 晶体形式的二氧化钛,它选自锐钛矿、金红石、板钛矿以及锐钛矿和/ 或金红石与板钛矿的组合,并且所述光催化活化自洁涂层的活化反应 速度至少为2 X 10「7厘米·分钟。
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    21. 如权利要求13所述的方法,其中所述润湿剂选自阳离子、阴 离子和非离子型润湿剂,该润湿剂以0.01- 1重量%的量存在于水基 悬浮液中。 03127499.4
Independent claims19