Self-cleaning performance of a self-cleaning pre-coated steel sheet in an industrial environment

A type of self-cleaning pre-coated steel sheet with excellent self-cleaning performance was developed using hydrophilic surface treatment technology. To understand the self-cleaning properties of this pre-coated steel sheet in an industrial environment, the Jiangjin natural environmental test station was chosen as the outdoor exposure test to be conducted, and the self-cleaning performance of the steel sheet was studied by measuring the water contact angle, stain resistance factor, color difference, and gloss of the steel sheet during the outdoor exposure test. The water contact angle of the self-cleaning steel sheet quickly decreased from 84° to 29° during the outdoor exposure test, and the steel sheet showed excellent hydrophilic properties, which were beneficial to the spread of rain drops and detrimental to the accumulation of the surface pollutants. After an outdoor exposure of 12 months,the self-cleaning steel sheet had a higher stain resistance and cleaner surface than the comparison sample sheet, demonstrating its excellent self-cleaning properties. Moreover, the color difference and gloss rate of the self-cleaning steel ＇sheet were similar to those of the pre-coated steel sheet without hydrophilic surface treatment. Therefore, the hydrophilic surface treatment technology used in this study did not affect the anti-aging property of the self-cleaning steel sheet.

适用于玻璃幕墙的TA-CNTs/SiO_(2)黑色透明超亲水涂层及性能

将单宁酸改性碳纳米管(TA-CNTs)、树枝状纳米SiO_(2)溶胶、正硅酸乙酯(TEOS)水解液制成分散液,通过喷涂工艺将其喷涂到载玻片上,经室温固化后得到具有自清洁、防雾效果的TA-CNTs/SiO_(2)黑色透明涂层载玻片。采用FTIR、TEM、TG对改性前后的碳纳米管进行了表征,通过SEM、AFM、XPS对涂层形貌和元素组成进行了表征和测试,采用接触角测量仪和紫外-可见分光光度计探究了TA-CNTs和TEOS水解液质量对涂层接触角(CA)的影响以及单位面积涂层中TA-CNTs质量对涂层透光率的影响,并对涂层进行了防雾、自清洁和耐磨性评价。结果表明,当TEOS水解液为6.00 g、TA-CNTs为0.16 g时,制备的涂层具有超亲水性(CA=2.5°)、优异的自清洁和防雾效果,其承受120次摩擦实验后仍保持超亲水性,表现出一定的耐磨性。TA-CNTs的加入使涂层表面更为粗糙,有利于减少光反射,从而降低光污染。此外,当单位面积涂层中TA-CNTs质量为2.0×10^(–3) g/cm^(2)时,涂层的透光率降至60%,此时涂层在保持一定透明度的同时具有隐私性。

自清洁材料的研究进展

针对自清洁材料的构筑方法进行系统整理和归纳,围绕自清洁表面亲疏水性不同(分为超疏水、超亲水、超疏水/超亲水可转变)、表面构筑机制不同进行分类阐述和总结,并对自清洁材料目前面对的困境提出发展设想。

胶溶法制备具有自清洁与抗菌性能的TiO_2薄膜

采用胶溶法合成了纳米晶锐钛矿溶胶,在玻璃基底上用提拉法制备出TiO2纳米薄膜。使用XRD、TEM、SEM和AFM和接触角等方法对TiO2溶胶和薄膜的结构进行了表征。结果表明,胶溶法合成的TiO2溶胶为锐钛矿型且结晶度较高,TiO2晶粒为针状,平均粒径约为8 nm;TiO2薄膜表面光滑,颗粒平均粒径约为86 nm。3层薄膜的厚度约为150 nm,涂膜层数对膜表面结构形貌影响有限。常温制备出的薄膜经紫外光照80 min,对亚甲基蓝的降解率达到93.6%,其活性随着热处理温度升高而提高。薄膜具备超亲水性,自清洁和抗菌性能。

自清洁型氟碳涂料的研究

为了解决固化涂料在户外应用一段时间后,表面容易形成雨痕或不易清洗的油污等问题,通过在涂料中加入有光催化效果的纳米TiO2,制得一种具有亲水和微粉化效果的有自清洁作用的涂料。将加有光催化剂的漆膜在20W紫外灯下照射一定时间后,用接触角测定仪测得其接触角由78.9°变为39.6°。证明漆膜在经过紫外照射后变得亲水,有自清洁作用;并且在经过2000h紫外老化和15个月的室外曝晒试验后,通过红外谱图分析及漆膜表面色差分析可知,漆膜有微粉化效果且具有良好的自清洁作用。

自清洁玻璃的研究进展

分别论述了超亲水和超疏水自清洁玻璃的主要制备方法及各种方法的优缺点,详细阐述了自清洁玻璃的最近研究进展,并对其今后的研究方向进行了展望。

玻璃表面二氧化钛涂层的光催化与亲水性关系(英文)

将二氧化硅溶胶与自制的二氧化钛溶胶按照一定的质量比混合，搅拌均匀后喷涂到洁净的玻璃表面上，在500℃下热处理30min得到了透明二氧化钛涂层。采用XRD和AFM分析了二氧化钛涂层的晶相结构和表面形貌，将涂层暴露在太阳光或者紫外灯下研究它们的光催化与亲水性关系。研究结果表明：添加质量分数为20％～30％的SiO2到TiO2溶胶中制备的二氧化钛涂层能有效地降低玻璃表面水滴的接触角，同时，SiO2添加质量分数为20％-30％时显示优良的光催化性能。由分析结果可知，二氧化钛涂层的光催化性能与亲水性呈现相关性，它们共同作用产生自清洁效果。

超支化聚氨酯/TiO_2自清洁光固化涂层的制备及性能研究

采用溶胶-共混法制备超支化聚氨酯(UV-HPU)/TiO2自清洁光固化杂化涂层,在低温下(<110℃)对涂层进行热处理。采用接触角方法研究不同TiO2溶胶添加量及热处理温度,对涂层光催化自清洁特性和基本性能的影响。结果表明:TiO2在涂料中的质量分数约为10%,热处理温度为110℃的涂层在紫外光照射后接触角可以达到3.5°,具有超亲水特性,同时杂化涂层的硬度和附着力也得到明显提升。

多孔TiO_2薄膜自洁净玻璃的亲水性和光催化活性

亲水性多孔 Ti O2 薄膜自洁净玻璃以含聚乙二醇的钛醇盐溶胶前驱体中通过浸渍提拉法制备 ;随着前驱物中聚乙二醇加入量的增加 ,多孔 Ti O2 薄膜表面的羟基含量也增加 ,薄膜表面的亲水性增强 ,水与薄膜表面的接触角下降为 0°.该亲水性多孔 Ti O2 薄膜自洁净玻璃具有明显的自洁净和易清洗功能 .紫外 -可见光透过光谱分析表明 ,随着 Ti O2 薄膜中孔径的增大 ,光的散射增强 ,透光率减小 .该 Ti O2 镀膜玻璃对于紫外线具有吸收作用 .甲基橙水溶液的光催化降解实验表明 ,在 Ti O2 薄膜中引入适当大小的微孔可显著增强薄膜的光催化活性 ,但当孔径接近 40 0 nm时 ,薄膜的光催化活性减弱 .

光催化薄膜的亲水性及其应用

玻璃表面的雾化及建筑物表面的污染严重影响人们日常生活及工业。传统方法通常借助外力解决表面雾化及污染问题,如人工清洗,不仅维护成本高,而且施工难度大。光催化亲水薄膜作为一种具有特殊润湿性的表面,可高效持久地实现基底表面的防雾和自清洁功能。近年来,光催化薄膜防雾和自清洁性能的研究不断涌现,但相关的针对性综述却很少。本文详细阐述了光催化薄膜的亲水原理及亲水性评价方法,重点介绍了亲水性的改善方法,并对缺乏研究的亲水性与光催化分解有机污染物活性关系进行了简要概述,总结了国内外光催化薄膜亲水性的应用现状,分析了其存在问题及发展方向,旨在为光催化薄膜亲水性的研究及其应用起到一定的指导作用。

TiO_2薄膜超亲水性研究进展

简述了TiO2薄膜材料的超亲水性机理,概括了制备TiO2薄膜的基本方法有:静电自组装技术、微等离子体氧化法、液相沉积法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、磁控溅射法等;并简要介绍了TiO2薄膜超亲水性材料在自清洁建材、防雾涂层、杀菌消毒等方面的应用现状与发展前景,并展望了今后的研究工作。

在线常压化学气相沉积方法制备TiO_2自洁薄膜玻璃(英文)

利用常压化学气相沉积技术,在浮法玻璃线上制备了TiO2自洁薄膜玻璃。研究了水和氧气对薄膜沉积速率的影响,结果表明水和氧气的加入增加了薄膜的沉积速率。分别用原子力显微镜和X-射线衍射分析仪研究了薄膜的表面形貌和晶型结构,薄膜表面的平均粗糙度为84 nm,其晶型由锐钛矿和金红石组成。同时还研究了自洁玻璃的光催化活性和亲水性,随着紫外光照时间的增加,薄膜的光催化活性增加且对水的接触角由光照前的54°降到光照后的6°。

TiO_2自洁玻璃制备及其应用

T iO2薄膜具有良好的光催化特性,在紫外光照射下表现出高的光催化活性、超亲水亲油性,可用于外墙装饰玻璃的自清洁、汽车后视镜的防雾、室内墙面的杀菌等方面。根据近年来国内外T iO2薄膜的研究现状,对制备T iO2薄膜的各种化学和物理方法进行了综述,对其优缺点进行了比较,并阐述了自洁玻璃的应用领域。

TiO_2光致超亲水性能的研究进展

TiO2具有许多优良特性,包括化学稳定性,高的光催化活性等。近来,TiO2光致超亲水性能又成为研究热点。文中概述了TiO2光催化剂超亲水性能的光催化机理,从附着杂质、光源及光照强度、半导体掺杂、二元复合半导体等方面探讨了影响因素,并简要介绍了其在工业领域中的应用状况。

TiO_2薄膜的亲水性及光催化自清洁效果

以溶胶-凝胶法为基础,在普通玻璃表面制备了具有纳米尺寸气孔、纳米及微米尺寸复合气孔结构的TiO2薄膜或TiO2/SiO2复合薄膜,并考察了它们的亲水性能及表面经空气中灰尘污染后,其超亲水性能在紫外光照射下的恢复能力。所有纯TiO2薄膜于制备后测试的表面水接触角均达到0°。SiO2的掺杂量较小(10%)时,SiO2的掺入增大了薄膜的水接触角,但随着SiO2掺杂量的增大,接触角减小,可达到超亲水效果。表面污染的薄膜经紫外光照射后,其超亲水性的光致恢复能力基本不受前驱体溶胶的陈化时间、SiO2掺杂浓度、表面形态的影响,但与薄膜的光催化活性有关。4层以上的薄膜或带有SiO2中间隔离层的薄膜由于可以抑制玻璃基底中Na+扩散至薄膜表面,光催化降解灰尘污染物的能力较高,紫外光照射后均能恢复其超亲水性能。

化学浴沉积制备防污自洁型PVDF/PMMA共混膜研究

使用NaOH溶液亲水改性聚偏氟乙烯(PVDF)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混膜,在共混膜表面化学浴沉积烷基氯硅烷,构筑微纳米结构,制备出具有超疏水能力的PVDF/PMMA共混膜,对共混膜的微观结构和性能进行了表征。结果表明,亲水改性提升了PVDF/PMMA共混膜表面烷基氯硅烷的化学浴沉积效果;亲水改性的最佳工艺条件为:NaOH的浓度为40%、反应时间为60 min、反应温度为70℃;化学沉积后的.PVDF/13MMA共混膜接触角高达154.6°;集灰实验表明,倾斜角度约为1°时水滴能将膜表面的灰尘带走,膜的防污自洁性能优良。

纳米SnO_2/SiO_2/TiO_2溶胶凝胶超亲水自清洁玻璃涂膜性能的研究

本文制备的纳米SnO2/SiO2/TiO2溶胶凝胶,能够常温5～30℃成膜,可见条件下具有超亲水、防雾、自清洁的性能。其中水接触角为3.7°,最大透光率波长在555～565 nm处,增投率达3.89%。一年测试结果,涂膜玻璃比普通玻璃透光率提高8.32%（12次平均）。

超亲水性纳米TiO_2薄膜在汽车挡风玻璃自清洁上的应用研究

论文采用溶胶—凝胶法制备掺杂改性的纳米超亲水性TiO_2薄膜,采用XRD衍射仪对薄膜的晶型及粒径进行表征,重点考察了薄膜的亲水性及光催化性能。结果表明,制得的超亲水性纳米TiO_2薄膜,具有良好的透光性能、与玻璃间的结合力良好、耐磨、耐腐蚀性较好,亲水性及光催化活性较高,具有防雾、防尘、防霜的效果。薄膜表面平整、光滑,具有自清洁作用,能够使用于汽车挡风玻璃。

二氧化钛自洁陶瓷表面固化剂及其性能特征

二氧化钛(TiO_2)陶瓷因其具有去污自洁、易于清洗、防水雾等功能受到广泛的关注。笔者介绍了二氧化钛光催化薄膜在陶瓷表面固化机理,并分析了二氧化钛陶瓷光催化性、亲水性及自洁性相互之间的关系。最后,剖析了二氧化钛陶瓷的抗菌性。

工业环境中自清洁型彩涂钢板的自清洁性能研究

采用表面亲水化处理技术开发了一种具有自清洁功能的自清洁型彩涂钢板。为真实反映该彩涂钢板在工业环境中的自清洁性能,将其放置在江津自然环境试验站进行户外曝晒,并通过测量不同曝晒时间下试样表面水接触角、色差及光泽研究了其在工业环境中的自清洁性能。结果显示,该彩涂钢板表面水接触角在户外曝晒过程中迅速从84°降低至36°,并继续缓慢降低至29°,表现出优异的亲水性,有利于雨水在其表面铺展和冲刷掉表面污染物。户外曝晒12个月后,该彩涂钢板的耐沾污指数高达89.1,且几乎无污染物积聚,表现出优异的自清洁性能。在户外曝晒过程中,该彩涂钢板的表面色差及光泽均与未亲水化处理的彩涂钢板相似,表明研究采用的亲水化处理技术不会影响自清洁彩涂钢板的户外耐老化性能。