日常生活中我們經常會接觸到各種類型的玻璃材料，除了傳統的平板玻璃以外，還有超白玻璃、高硼硅玻璃等具有特殊性質的玻璃材料，以及中空玻璃、夾膠玻璃一類的常用材料。為了讓大家進一步認識自潔玻璃的種類與原理，我們搜集資料編排了這篇文章，希望能有所幫助。

一、易潔玻璃涂料的大致分類

        “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涂抹一層特殊的涂料后,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.

        市面上用于玻璃和陶瓷表面的“易潔涂料”,或者“自潔涂料大致可以分成三類:

        1.主要成分是硅酮(或硅農業生產體系樹脂)或者其它油性的材料構成,涂在材料表面給人一種油滑的感覺,但是它并沒有和材料表面的二氧化硅分子作用生成堅固的 納米薄膜,而只是填平了我們肉眼看不見的凹凸不平材料表面,使得材料表面光滑均勻,其優點是對水(但是不能對油)也有很強的排斥作用,缺點是附著性不佳, 在不長的時間里(6-12個月),其排斥水的特性就會大幅度降低.

        2.主要成分是二氧化鈦(TiO2).在玻璃上鍍/涂一層二氧化鈦薄膜后,由于二氧化鈦在(紫外線)光能的作用下能夠產生良好的光催化特性而具有超親 水性.利用這種超親水特性(和金海豹涂料所具有的疏水特性相反),它使得很小的水滴會聚成大的水滴,在重力的作用下脫落,從而使得沾染在其上的污漬能夠容 易的被水沖走,使玻璃具有易清潔的特性,因此特別適合用于戶外建筑玻璃. 其優點是價格便宜,缺點是必須有紫外線照射,而且附著性同樣不佳.

        3.主要成分是是氟硅烷或者材料聚合物.這種涂料經過涂敷后和材料表面起化學作用,與表面分子(比如玻璃或陶瓷表面的二氧化硅)結成共價鍵,使得涂料 的附著性和抗腐蝕性非常強,具體的對比參數可以在此獲得.另外,材料聚合物的表面能 非常低(小于10J/M2),不光對水,也對油有很強的排斥作用(這是涂料本身決定的,前面介紹的前兩類涂料則沒有這個特點).因此,其優點是不光 防水還可防油,附著性非常好,缺點是價格通常比前二類要高.第三類產品的典型代表就是金海豹系列產品.

二、納米自潔玻璃的自潔原理

        原理: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并殺死表面微菌,達到自潔的目的,已有研究表明空氣中農業生產體系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于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,后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,而水滴總大于(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,這種情況類似于二維毛細管現象.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

        污垢可以分為農業生產體系污垢和無機污垢,空氣中漂浮有一定量的農業生產體系物,這些農業生產體系物會在物體的表面慢慢形成農業生產體系污垢,這種污漬雨水難以沖去,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,能把表面吸附的農業生產體系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.

        為什么叫自潔玻璃:泛指在玻璃表面上涂抹一層特殊的涂料后,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,故稱自潔玻璃.

相關概念

玻璃

        玻璃是非晶無機非金屬材料，一般是用多種無機礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純堿等)為主要原料，另外加入少量輔助原料制成的。它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化學組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸鹽復鹽，是一種無規則結構的非晶態固體。廣泛應用于建筑物，用來隔風透光，屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現出顏色的有色玻璃，和通過物理或者化學的方法制得的鋼化玻璃等。

表面

        表面是指固體表層一個或數個原子層的區域。由于表面粒子（分子或原子）沒有鄰居粒子，使其物理性和化學性與固體內部明顯不同。例如：由于偏析造成化學成分與體內不同，原子排列情形不同，能吸附外來原子或分子形成有序或無序的吸附層等。

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