自潔玻璃
有高疏水性相近蓮花效應的玻璃
自潔玻璃也稱“易潔玻璃(Easy-clean glass)”,通常在商業上也被形象地稱為“自潔玻璃(self-clean glass, 或者Auto-clean glass)”。它是泛指在玻璃表面上塗抹一層特殊的塗料后,使得灰塵或者污濁液體(包括含水,甚至含油的液體)都難以附著在玻璃的表面,或者比較容易地被水(或者雨水)沖洗掉,這樣玻璃表面非常容易保持清潔,減少了清潔玻璃表面的麻煩,也可以節省日益匱乏的水資源。
日本化學家發明一種可以自我清潔而且不結霧的玻璃。這種玻璃的表面具有“雙重可濕性”,可以同時沾上水和油兩種液體,所以,當玻璃上有水汽的時候便會在整個玻璃表面上擴散開來,而不會凝成水珠。此外,水在這種互諒互讓上可以滲透到油性污物之中,將油污沖洗掉,從而能夠具有很強的自凈能力。有人做過這樣的實驗,在向玻璃噴水汽時,普通玻璃已經結滿了霧珠而這種玻璃卻依然可以透過文字和圖片供人們閱讀。
自潔玻璃
自潔玻璃又稱自凈玻璃,屬於生態環保型“綠色玻璃”,在平板玻璃表面塗覆一層透明的二氧化鈦,光催化劑薄膜,就可製成自潔玻璃。當被稱為光觸媒的二氧化鈦光催化劑薄膜遇到太陽光或熒光燈、紫外線照射時,在外界光的激發下會使附著在表面的有機物、污染物變為氧化碳和水並自動消除。
(圖)自潔玻璃
超親水自潔玻璃:水滴接觸角為10度以下,水與納米二氧化鈦薄膜超強親和,超強親和力遠大於一般灰塵和污垢與玻璃的親和力,從而形成非常均一、均勻的水膜將玻璃表面灰塵,污垢浮起,並隨著重力水膜很快滑落玻璃,同時,帶走玻璃表面灰塵和大部份污垢,玻璃表面不留水痕,玻璃表面潔凈如新,自清潔能力超強。目前市場上代表產品為好瑞佳超親水自潔劑。
超疏水自潔玻璃:水滴接觸角為110度以上,疏水效果只能對親水性污染物有較好的防附作用,由水攜帶的污染物已使牆面變髒,而目前國內由於汽車尾氣排放帶來的親油性污染物來源越多 ( 這與歐洲的空氣環境有很大的不同 ),親油性物質非常容易沾附在樹脂型塗料上,再加上疏水性塗料很難被雨水潤濕,雨水從親油性污染物表面上滾過時不能將污染物捲走,這使得此類塗料雨痕問題更為嚴重。因此前段時間,一些國外公司在國內推廣的“荷葉效果型”外牆乳膠漆幾乎可以認為是經典的失敗案。
2010中國國際稀土資源及其新材料應用展覽會獲悉:稀土拋光材料、精密陶瓷材料、稀土摻雜納米材料及其他複合稀土在玻璃行業的不斷運用,使玻璃產品性能更好、質量更佳。最近發明的稀土摻雜納米TiO2自清潔玻璃具有較高的可見光透過率,較高的有機物分解率,親水性優異,具有玻璃膜層牢固,耐久性長,易後續加工等特點,產品自清潔等性能達到國際先進水平。
自潔玻璃
稀土作為玻璃行業的重要拋光和調節材料,與以往其他材料相比具有拋光速度快、光潔度高和使用壽命長的優點,而且能改變拋光質量和操作環境。而稀土納米及其他複合新材料的發明,將促進玻璃行業快速發展及產品的升級換代。
納米材料
自潔超親水玻璃膜中含有一種具有光催化活性的納米材料,它能吸收一定波長的光,產生自由電子和空穴,使膜表面吸咐的污染物發生氧化還原分解而除去並殺死表面微菌,達到自潔的目的,已有研究表明空氣中有機物和氮化物等有害污染分子的除去,一般的室內光線就可以啟動的自潔功能;而膜的超親水性要歸結於表面雙親區域的形成,當光照射在膜表面,表面膜中的橋氧鍵吸收能量發生斷裂形成氧的空缺和低價金屬離子,後者離解空缺周圍的化學吸咐水而形成親水區域,其它的表面區域則保持疏水狀態,而水滴總大於(幾個數量級)這些親水區或疏水區,因此,水滴在經過一定時間光照后的膜表面會完全鋪展開來,這種情況類似於二維毛細管現象。所以,從微觀來說,膜表面存在親水區和疏水區,而宏觀上表現出超親水性。超親水自潔膜的具體功能原理分述如下:
光催化活性
污垢可以分為有機污垢和無機污垢,空氣中漂浮有一定量的有機物,這些有機物會在物體的表面慢慢形成有機污垢,這種污漬雨水難以衝去,只有涮洗才可以除凈。自潔超大型親水膜組分中含具有光催化活性的納米半導體材料,吸收一定波長的太陽稱產生載流子使膜表面吸附水和氧分子形成羥基自由基和活性氧,它們具有非常強的氧化能力,能把表面吸附的有機物降解成二氧化碳和水,使玻璃具有自潔的功能或變得很容易擦洗。
自潔超親水膜的抗霧能力也與具有光催化活性的物質有關,在光照下,氧化物光催化劑表面的部分橋氧鍵打開,使附近的吸附水發生離解形成羥基。這些羥基具有良好的親水性,當水接觸膜面就會完全潤濕鋪展,形成薄的透明水膜層,達到抗霧的目的。自潔超親水膜中還具有良好的納米親水性物質,使膜更容易具有親水性。
根據權威部門的研究,中國建築物玻璃面最大的污染源是粉塵污染,所以建築玻璃防污首要的是防止灰塵粘附,右邊的圖表也證實了自潔玻璃將來的方向在超親水防靜電上。
2、浴室門窗、浴室淋浴間。
3、廚房門窗玻璃。
易潔玻璃製作的傢具
易潔玻璃製作的傢具
4、高樓帷幕牆。
5、汽車、遊艇玻璃。
6、商業空間櫥窗。