自潔玻璃

根據(jù)權(quán)威部門的研究，中國建筑物玻璃面最大的污染源是粉塵污染，所以建筑玻璃防污首要的是防止灰塵粘附，右邊的圖表也證實(shí)了自潔玻璃將來的方向在超親水防靜電上 。

1、餐桌、家具玻璃。

2、浴室門窗、浴室淋浴間。

3、廚房門窗玻璃。

4、高樓帷幕墻。

5、汽車、游艇玻璃。

6、商業(yè)空間櫥窗。

二個(gè)基本物理特征的現(xiàn)象表現(xiàn)相反，分別是：

a、 疏水性（也叫“憎水性，英文：Hydrophobe）：是指一種物質(zhì)（的分子）對水有強(qiáng)烈的排斥作用。水在疏水性物體的表面時(shí)則會(huì)形成一個(gè)很大的接觸角而成水滴狀。我們常見的荷葉就有這種效果。

b、親水性（英文：Hydrophile）：是指親水性指分子能夠透過氫鍵和水分子形成短暫鍵結(jié)，使得水特別容易和親水性的表面結(jié)合。我們常見的毛細(xì)管現(xiàn)象就是這種原理。

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：

第一類：主要成分是硅酮（或硅有機(jī)樹脂）或者其它油性的材料構(gòu)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(jiān)固的 納米薄膜，而只是填平了我們?nèi)庋劭床灰姷陌纪共黄讲牧媳砻妫沟貌牧媳砻婀饣鶆?，其?yōu)點(diǎn)是對水（但是不能對油）也有很強(qiáng)的排斥作用，缺點(diǎn)是附著性不佳，在不長的時(shí)間里（6-12個(gè)月），其排斥水的特性就會(huì)大幅度降低。

第二類：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(chǎn)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(huì)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(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是必須有紫外線照射，而且附著性同樣不佳。

第三類：主要成分是無機(jī)納米硅材料，其特點(diǎn)是表面為超親水涂層且防灰塵好，不依賴陽光照射，在完全無光環(huán)境下一樣起作用，是二氧化鈦型產(chǎn)品的升級版。

日本化學(xué)家發(fā)明一種可以自我清潔而且不結(jié)霧的玻璃。這種玻璃的表面具有“雙重可濕性”，可以同時(shí)沾上水和油兩種液體，所以，當(dāng)玻璃上有水汽的時(shí)候便會(huì)在整個(gè)玻璃表面上擴(kuò)散開來，而不會(huì)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(qiáng)的自凈能力。有人做過這樣的實(shí)驗(yàn)，在向玻璃噴水汽時(shí)，普通玻璃已經(jīng)結(jié)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。

普通玻璃表面易產(chǎn)生靜電，會(huì)吸收空氣中的浮塵、汽車尾氣，時(shí)間一長，極容易臟污，另外，當(dāng)下雨時(shí)，通玻璃與水的接觸角為30-40度，所以在玻璃表面很容易形成水珠，并且水珠不易滑落，在水珠干燥過程中，又極容易吸咐空氣中的灰塵，干燥后形成水痕，天長日久，形成污垢。

自潔玻璃又稱自凈玻璃，屬于生態(tài)環(huán)保型“綠色玻璃”，在平板玻璃表面涂覆一層透明的二氧化鈦，光催化劑薄膜，就可制成自潔玻璃。當(dāng)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(shí)，在外界光的激發(fā)下會(huì)使附著在表面的有機(jī)物、污染物變?yōu)槎趸己退⒆詣?dòng)消除 。

2010中國國際稀土資源及其新材料應(yīng)用展覽會(huì)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復(fù)合稀土在玻璃行業(yè)的不斷運(yùn)用，使玻璃產(chǎn)品性能更好、質(zhì)量更佳。最近發(fā)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(jī)物分解率，親水性優(yōu)異，具有玻璃膜層牢固，耐久性長，易后續(xù)加工等特點(diǎn)，產(chǎn)品自清潔等性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。

稀土作為玻璃行業(yè)的重要拋光和調(diào)節(jié)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(yōu)點(diǎn)，而且能改變拋光質(zhì)量和操作環(huán)境。而稀土納米及其他復(fù)合新材料的發(fā)明，將促進(jìn)玻璃行業(yè)快速發(fā)展及產(chǎn)品的升級換代 。

自潔玻璃納米材料

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(chǎn)生自由電子和空穴，使膜表面吸咐的污染物發(fā)生氧化還原分解而除去并殺死表面微菌，達(dá)到自潔的目的，已有研究表明空氣中有機(jī)物和氮化物等有害污染分子的除去，一般的室內(nèi)光線就可以啟動(dòng)的自潔功能；而膜的超親水性要?dú)w結(jié)于表面雙親區(qū)域的形成，當(dāng)光照射在膜表面，表面膜中的橋氧鍵吸收能量發(fā)生斷裂形成氧的空缺和低價(jià)金屬離子，后者離解空缺周圍的化學(xué)吸咐水而形成親水區(qū)域，其它的表面區(qū)域則保持疏水狀態(tài)，而水滴總大于（幾個(gè)數(shù)量級）這些親水區(qū)或疏水區(qū)，因此，水滴在經(jīng)過一定時(shí)間光照后的膜表面會(huì)完全鋪展開來，這種情況類似于二維毛細(xì)管現(xiàn)象。所以，從微觀來說，膜表面存在親水區(qū)和疏水區(qū)，而宏觀上表現(xiàn)出超親水性。超親水自潔膜的具體功能原理分述如下：

自潔玻璃光催化活性

污垢可以分為有機(jī)污垢和無機(jī)污垢，空氣中漂浮有一定量的有機(jī)物，這些有機(jī)物會(huì)在物體的表面慢慢形成有機(jī)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(dǎo)體材料，吸收一定波長的太陽稱產(chǎn)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(qiáng)的氧化能力，能把表面吸附的有機(jī)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(zhì)有關(guān)，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(fā)生離解形成羥基。這些羥基具有良好的親水性，當(dāng)水接觸膜面就會(huì)完全潤濕鋪展，形成薄的透明水膜層，達(dá)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(zhì)，使膜更容易具有親水性。

1、國內(nèi)市場需求預(yù)測?

玻璃是當(dāng)代民用、公用建筑、工業(yè)及交通，科研、醫(yī)藥等各個(gè)領(lǐng)域中不可缺少的重要材料之一。專家指出，?盡快能夠推出批量的自潔、憎水、憎油、親水、防污染的高性能的自潔玻璃是當(dāng)今世界各國玻璃商們竟相爭研夢昧已求的事情。自潔玻璃因性能優(yōu)越，可以廣泛應(yīng)用于高層建筑物的幕墻、窗玻璃和汽車玻璃等領(lǐng)域，產(chǎn)品市場極為看好?，F(xiàn)已成為國際市場綠色環(huán)保玻璃熱銷的焦點(diǎn)。?

我國的“納米二氧化鈦光催化玻璃”和“TiO2薄膜自潔凈玻璃”不久將批量上市，這將大大推動(dòng)我國二氧化鈦光催化膜自潔玻璃產(chǎn)品的開發(fā)、研制推廣應(yīng)用的步伐，并成為了自潔玻璃銷售市場的亮點(diǎn)。?

另外，隨著2008?年奧運(yùn)會(huì)成功在北京舉辦及2010?年上海世博會(huì)的召開，這期間，北京、上海等相關(guān)周邊城市各類建筑物賓館的興建，“自潔玻璃”等的綠色環(huán)保建材的需求量將會(huì)每年以10%的增幅上升，國內(nèi)自潔玻璃市場將會(huì)一路看好，?前景十分廣闊。?

2.國際市場需求預(yù)測?

在國際上，英國皮爾金頓玻璃集團(tuán)公司、日本旭硝子公司、日本東陶機(jī)器株式會(huì)社等將先后研制成功的“自潔玻璃”?(親水玻璃、憎水玻璃、憎油玻璃、防污染玻璃及殺菌玻璃)?，并正批量推向市場。?據(jù)悉，?這種二氧化鈦光催化自潔玻璃，?尤其是功能各異的親水、憎水、憎油、防污染的各類“自潔玻璃”，正從公共建筑走向住宅建筑。從外層門窗走入家庭的廚房、衛(wèi)生間，其應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。其需求及發(fā)展空間潛力巨大。?

另外，英國皮爾金頓玻璃公司在平板玻璃表面鍍制二氧化鈦及其它含量的膜層，開發(fā)出半永久性、不需專門沖洗的“自潔”、“防污”玻璃已開始上市出售。現(xiàn)已在澳大利亞及北美等地區(qū)推廣使用，并已開始在歐洲及其它各國和美國玻璃市場上公開批量銷售。據(jù)介紹，雖然這種高性能自潔、防污玻璃的價(jià)格比該公司其它普通玻璃約貴15%～20%，但因其具有自潔、防污不需要專門清洗及保養(yǎng)作業(yè)。為此，該公司預(yù)測，在歐美的住宅及公共建筑的幕墻玻璃都將會(huì)選用這種玻璃。他們對其市場充滿了信心，并估計(jì)每年該公司將會(huì)有上億美元的大市場去搶占 。

所以其表面很長時(shí)間都不會(huì)臟，是第二代的自潔玻璃。

光催化自潔玻璃在太陽光的作用下其表面能吸收紫外線呈一種超親水狀態(tài)。