一种在线易洁镀膜玻璃及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种玻璃产品，特别设及一种在线易洁锻膜玻璃及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 所谓的易洁玻璃在太阳光的紫外线的照射下表面能呈现超亲水的状态，运样一旦 有水冲洗或者下雨，就可W把玻璃表面的脏污随水一起冲掉，起到清洁的作用。易洁净玻璃 在近十几年的发展较为迅猛，具有广泛的市场前景与市场需求量。
[0003] 易洁净玻璃进行十几年的发展，在现有技术中仍然存在W下问题：易洁净玻璃对 于太阳能的利用率低;量子产率低，总反应速度慢;大面积锻膜工艺在技术上仍有难度，尤 其是在大面积生产的条件下，还在存在着如何保证Ti化薄膜中的锐铁矿型结构提高、膜均 匀一致等问题。
[0004] 针对对于太阳能利用率低的问题，Ti〇2薄膜在紫外光线的照射下才可W产生洁净 效果，但是在太阳光中紫外线仅是很小的一部分光线即小于总太阳能的5%，大部分的可见 光都不能进行光催化效果。在现有技术中贵金属银、销担载W及过渡金属渗杂（如饥、鹤、 铭、铁等)进行解决，但是该种方法虽然可W提高太阳能的利用效率，可是也使得Ti化膜紫 外线光反应活性降低，氧化能力变弱，产生光热稳定性变差的问题，提高锻膜成本。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于，可W满足大面积的方法玻璃锻膜生产需求，同时通过提高Ti3+ 在Ti化膜中的存在比例，增加量子产率，提高总反应速度，促进光催化效率，使得玻璃具有 更佳的易洁静使用效果。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007] -种在线易洁锻膜玻璃，所述的在线易洁锻膜玻璃是在玻璃基板表面依次锻上渗 碳二氧化娃膜和二氧化铁膜。
[000引作为优选，渗碳二氧化娃膜是由渗碳二氧化娃膜原料在玻璃基板表面锻膜而成， 渗碳二氧化娃膜原料按质量分数为：甲硅烷15-19%，乙締21-26%，二氧化碳48-55%，氮气 8-10%，其中甲硅烷的体积浓度为30%，W氮气为载气进行制取；
[0009]二氧化铁膜是由二氧化铁膜原料在渗碳二氧化娃膜的表面锻膜而成，二氧化铁膜 原料按质量分数为:铁酸异丙醋8-13%，W氮气87-92%作为载气进行制取。
[0010]作为优选，把渗碳二氧化娃膜原料混合揽拌后，W氮气为载气，W215-38化/每分 钟进行锻膜;铁酸异丙醋加热至190-205°C成为气态，W氮气为载气，二氧化铁膜原料的混 合气W400-58化/每分钟在渗碳二氧化娃膜表面进行锻膜，玻璃基片的拉引速度为488-800m/h。
[0011]作为优选，在浮法玻璃生产线上，烙融的玻璃液进入锡槽成型后，锡液溫度控制在 580-620°C，锡槽横向溫差控制在± 3.8°C，锻膜器与玻璃基板的喷洒距离为1.5mm，经过第 一锻膜器与第二锻膜器后，依次在锡槽中完成渗碳二氧化娃膜与二氧化铁膜锻制。
[0012] 作为优选，所述的渗碳二氧化娃膜中的二氧化碳与二氧化铁膜的铁酸异丙醋在控 制其加入混合气时速度比值为1:8-9，所述的玻璃产品的渗碳二氧化娃膜厚度为15-25nm， 二氧化铁膜厚度为40-55nm。
[0013] 作为优选，所述的锻膜是采用在线锻膜装置实现，该装置的主体是具有=个纵向 孔道的石墨板构成，=个孔道中位于两侧的是排气孔，中间的是进气孔，进气孔和排气孔内 均设置有固定在石墨板内壁上的导流片;在线锻膜装置包括进气底板和进气顶板，进气顶 板位于进气孔上方，进气底板的下端面与玻璃基板的上表面距离为3-5mm。
[0014] 作为优选，排气孔内的导流片均匀交错设置，进气孔内的导流片最上面的为第一 片导流片，最接近进气底板的为底部导流片，第一片导流片和底部导流片均为平板，第一片 导流片和底部导流片之间的导流片采用高度14-15mm长度23-24mm的角钢，第一片导流片和 底部导流片之间的导流片均匀交错设置。角钢为L形，因此气体在进入进气孔内时，经角钢 导流板易形成端流，使气体流动更加缓慢，有利于锻层的均匀分布。
[0015] 作为优选，排气孔和进气孔的直径为26-28mm，进气顶板与第一片导流片的距离为 3-5mm。进一步的，一个角钢导流片的顶部到相邻的上一个角钢导流片之间的距离为3-5mm。
[0016] 在线锻膜装置通过对锻膜器导流片的优化设计，可W均匀混合膜层原料，通过在 线锻膜装置的导流可W精细控制膜层原料的流速，达到产出渗碳二氧化娃膜层（SiC-2Si〇2)与二氧化铁膜层，两膜层物质与厚度在膜层结构结合时符合设计要求，并得到均匀 牢固的膜层。
[0017] 本发明采用在玻璃表面上锻制渗碳的氧化娃膜与二氧化铁膜，利用碳加速Ti3+的 生产，加速解决易洁净玻璃光催化效果低问题。
[0018] 二氧化铁的自洁净过程具体方程如下：
[0019]
I电子空穴，e-是光生电子，
[0020] 电子空穴与光生电子在水和空气中会发生下列反应，继而产生具有强氧化作用的 自由基来降解污溃达到易洁净的目的，具体反应如下：
[0021] ^氧负离子自由基，
[0022] ^氨氧自由基，
[0023] 当二氧化铁膜直接锻制在玻璃基板表面，Ti〇2膜会出现Ti、0,并有少量的C、化、Ca 存在，运种情况下，存在有1'14+、1'13+、1'12+。1'1 3+的产生是由于薄膜中的碳在氧化过程中从 Ti〇2分子结构中夺取氧，造成Ti4+被还原成Ti3+和Ti2^Ti 3+处于距离Ti〇2的导电带0.3eV处， Ti3+可W捕捉Ti化导电带中的eT(即光生电子），阻止eT和h+(电子空穴)复合，从而提高Ti化 膜的光催化效率，而现有技术中Ti 3+在Ti〇2膜中占32.38% ,Ti4+占61.75% ,Ti2+占5.87%。
[0024] -种在线易洁锻膜玻璃的制备方法，该方法是在玻璃基板表面依次锻上渗碳二氧 化娃膜和二氧化铁膜，把渗碳二氧化娃膜原料混合揽拌后，W氮气为载气，W215-38化/每 分钟进行锻膜;铁酸异丙醋加热至190-205°C成为气态，W氮气为载气，二氧化铁膜原料的 混合气W400-58化/每分钟在渗碳二氧化娃膜表面进行锻膜，玻璃基片的拉引速度为488-800m/h。
[0025] 本发明的在线易洁锻膜玻璃可W提高对于太阳光在玻璃光催化效果上的应用，例 如对于可见光区等其他太阳光能的利用，同时保证避免Ti化膜老化W至于其氧化能力变 弱，光热稳定性变差，同时，具有可W进行大面积生产，保证总反应速度，提高太阳能利用 率。本发明的主要优点体现在W下几个方面：
[00%] 1、本发明通过对于渗碳二氧化娃膜的C〇2与二氧化铁膜的铁酸异丙醋在控制其加 入混合气速度比值、两个膜原料合理调配与锻膜速度等因素进行有效控制，进而保证成品 的易洁净玻璃中的Ti3+最大化存在，避免e-和h+(电子空穴)复合，进而提高光催化效果。
[0027] 2、本发明的玻璃产品具有更广的太阳能光波长利用范围，包括紫外光区与可见光 区，其可利用的波长范围380~460nm。
[0028] 3、本发明的玻璃产品在紫外线波段与可见光波段都具有良好的光催化效率，本发 明的玻璃在太阳光照射30min后，光降解速率为> 43%。
[0029] 4、本发明的玻璃产品具有图2的光吸收效果曲线图。
[0030] 5、本发明可W大面积生产易洁净玻璃，利用在线CVD生产技术，节约锻膜成本，降 低成品造价。本发明的成品率在96% W上、日生产量约14000重箱，很好的满足市场的需要 为日益严峻的雾靈污染情况提供了 一个缓解减轻的途径，同时也是今后建筑玻璃发展的方 向。
【附图说明】
[0031] 图1是本发明的结构示意图，图中，二氧化铁膜1，渗碳二氧化娃膜2,玻璃基板3;
[0032] 图2是本发明在线易洁锻膜玻璃的对波长的吸收率曲线。
[0033] 图3是本发明采用的在线锻膜装置。
【具体实施方式】
[0034] 下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发 明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落 入本发明保护范围。
[0035] 在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等 均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常 规方法。
[0036] 实施例1
[0037] -种在线易洁锻膜玻璃，其是在玻璃基板3表面依次锻上渗碳二氧化娃膜2和二氧 化铁膜1，其结构见图1。
[0038] 渗碳二氧化娃膜原料按质量分数为：甲硅烷17%，乙締22 %，二氧化碳53%，氮气 8 %，其中甲硅烷的体积浓度为30 %，W氮气为载气;二氧化铁膜原料按质量分数为:铁酸异 丙醋8.6%，W氮气91.4%作为载气进行制取；
[0039] 渗碳二氧化娃膜中的二氧化碳与二氧化铁膜的铁酸异丙醋在控制其加入混合气 时速度比值为1:8,所述的玻璃产品的渗碳二氧化娃厚度为15nm，二氧化铁膜厚度