环保节能玻璃的新发展 1 光催化膜自洁玻璃 随着世界环境问题日益严重，使用ti2光束剂进行环境处理变得越来越重要。进入21世纪以来在环保领域,平板玻璃的镀膜技术除了应用在建筑玻璃的低辐射和阳光控制膜上外,主要用于表面涂覆了一层透明的二氧化钛(TiO2)光催化剂薄膜的新玻璃光催化膜(亲水、憎水、憎油、防污染、杀菌)自洁玻璃的开发应用。 光催化膜自洁玻璃又称为自净玻璃,这种不用擦洗的自洁玻璃属生态环保型“绿色玻璃”。它是一种在平板玻璃表面涂覆了一层透明的二氧化钛(TiO2)光催化剂薄膜的新玻璃。当这种被称之为“光触媒”的二氧化钛(TiO2)光催化剂膜遇到太阳光或荧光灯、紫外线照射后,在外界光的激发状态下附着在表面的有机物、污染物变为氧化碳和水且自动消除。目前它已被广泛用于盖板玻璃、汽车玻璃、高档玻璃镜以及高级建筑物的玻璃幕墙装饰玻璃。 1.1 氧化钛光催化型“自洁玻”产品 近年来,国际国内采用二氧化钛(Ti O2)光催化建材产品的开发日益增多,尤其是表面含有二氧化钛光催化的“自洁玻”产品更为引人注目。该“自洁玻”产品(含“防污玻璃”、“亲水玻璃”、“憎水玻璃”、“憎油玻璃”、“杀菌玻璃”等新玻璃品种)的不断涌现和问世已引起世界广泛关注。有关产品信息简介如下: 1.1.1 tiio光催化膜 二氧化钛(TiO2)光催化膜在21世纪得到广泛的开发应用,尤其是在平板玻璃的表面处理方面。日本、法国、美国、英国及我国科技人员及玻璃生产商们均采用TiO2光催化膜镀制成“自洁玻璃”已得到验证。 这种Ti O2光催化膜的制备方法有:金属钛的加热阳极氧化、电子束沉积、离子溅射、化学气相沉积、金属有机化学气相沉积,等离子体增强的化子气相沉积、热溶胶以及溶胶凝胶法等近10种方法,但制作“自洁玻璃”工艺中应用最多的是溶胶—凝胶法。 1.1.2 胶凝剂和光催化剂 亲水玻璃是利用光催化剂制成带有亲水功能的玻璃。它是将含有光催化剂二氧化钛(TiO2)的膜层镀制在平板玻璃基片的表面,使其具有防雾、防水滴作用。与自洁玻璃不同的是,亲水玻璃在功能方面增加了二氧化硅所代表的非金属氧化物,当置于阳光下时,可起到亲水作用,活性氧将光催化剂表面的憎水性分子分解成二氧化碳和水,分离出羟基。另外,光催化剂表面叫作桥氧的氧原子与水置换,仍然生成羟基。羟基吸附空气中的水分,形成了表面有亲水性能的功能。 据报道,日本一家公司已开发出这种仅仅依靠室内光反应就能形成的亲水玻璃镜。该玻璃镜只要遇到荧光灯等比较弱的光,便可使玻璃表面连续具有防雾功能。此项技术已用于汽车的后视镜和住宅、宾馆、饭店、娱乐场所及机场、车站等公用建筑物卫生间用浴镜、整容镜。据专家介绍,这种亲水玻璃的主要工艺密诀是在玻璃表面涂覆的一层二氧化钛(TiO2)和二氧化硅膜,利用光触媒的效果,使玻璃表面容易与水亲合。 据悉,日本市光工业公司开发的亲水玻璃系列可在二氧化钛和二氧化硅的两层膜之间夹有其它的功能膜层,使之与长波发生反应。而仅仅只涂覆了二氧化钛和二氧化硅亲水膜层的玻璃,只能与紫外线等短波发生反应,使其不产生小水滴。而在室内长波长光下却不能充分发挥其效果。 据报道,英国皮尔金顿公司开发成功的这种亲水玻璃会使玻璃表面的水扩展成薄片状,使降落的雨水等在玻璃上不形成水滴,黏附在玻璃上的尘垢,很容易被雨水冲洗除去。这种亲水性玻璃的表面涂层能同紫外线发生反应,使灰尘、泥土中所含的有机物产生化学反应,使其氧化。该玻璃又被欧美国家称之为会自洁的防污玻璃。 1.1.3 玻璃基片、涂膜和光触媒 日本、英国等玻璃公司已研制成功一种憎水、憎油、防污染玻璃,它同样采用溶胶—凝胶、浸渍法、旋转法、溅射法、超声波涂层法等制膜工艺,可在汽车风挡玻璃、玻璃镜子及窗用钠钙玻璃表面直接形成一层憎水、憎油、防污染的薄膜。日本旭硝子公司采用氟系硅烷偶联剂,在玻璃表面涂敷处理,在常温下就可形成一层牢固的硅氧烷薄膜层,达到憎水、憎油、防污染的效果。玻璃表面经过氟系硅烷处理后,可使玻璃表面获得憎水、憎油、防污染、不黏性、耐药品性以及耐摩擦性等特性,使玻璃不仅不沾水,而且类似油、蜡、泥土、灰尘、飞虫残骸、鸟粪、指纹油迹、油墨等妨碍视野的污物也易于清除。另外,冬季玻璃上的冰霜、雪水也极易清除,而且还有防止玻璃风化、烤晒以及防止玻璃损伤的特征。这种玻璃最适合用于汽车交通工具风挡及窗玻璃,更适合用于现代高层建筑物的幕墙玻璃门窗。 据介绍,制作这种玻璃的基片不受限制,例如硅酸盐系钠钙玻璃、铅碱玻璃、钾钙玻璃、钡玻璃及硼硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等均可选用。其工艺流程大致为: 玻璃基片备制→洗涤→干燥→镀膜(溶胶凝胶工艺)→烘干→加温烧结→冷却→检验→包装→出厂。 据报道,这种憎水、憎油、防污染玻璃的制作关键是五大要素, (1)玻璃基片洗涤干燥;(2)涂膜液的备制;(3)拉引速度;(4)水份烘干工艺制度;(5)烧结膜层的温度。举实例如下: (1)平板玻璃基片选择虽不受限制,但要洗涤干燥无任何油污; (2)208 g四乙氧基硅烷,5.46 g氟烷氧基硅,426.5 g乙醇在1 L的烧杯中搅拌20 min,然后加83g水,104 g的0.1 N盐酸水溶液搅拌2 h,再将上述溶液在容器中以25℃下置放24 h,然后取出混入30.6g,四正烷丁氧基钛,9.1 g磷烷氧基,60 g乙醇,搅拌1 h后即可用作镀制玻璃。(3)采用溶胶凝胶工艺将钠钙平板玻璃浸入上述溶液中,以30mm/min速度均匀提升拉起,形成涂膜层。 (4)将具有涂膜层玻璃在120℃环境及装置中保持20 min,使水份及乙醇和N-丁醇得到干燥; (5)将玻璃送入以250℃温度炉内烧结1 h,以此形成牢固、耐久的憎水、憎油、防污膜层,膜层厚度通常为1 000~200 nm。 据报道,日本一家玻璃公司已开始销售这种憎水玻璃。该公司采用新的VCD方法,在玻璃上均匀地镀上一层透明的憎水膜,其膜层厚度仅为0.15μm。该玻璃主要用于高档玻璃镜、各种仪表玻璃盖板、液晶显示盖板玻璃、手表玻璃罩、微波炉及烤箱配套用视窗玻璃。其最大优特点是防油、防污染及憎水,同时还起到防止玻璃在使用中被划伤的保护作用,且玻璃表面不会产生任何瘤状缺陷。 据报道,日本开发研制的光触媒玻璃,经试销两年后,于今年正式在日本全国出售。据称,正在建设中的中部国际机场(位于爱知县)的终点站楼,已订购光触媒玻璃2万m2。 这种光触媒玻璃是在一般玻璃的表面涂覆二氧化钛光触媒,经光照射,其玻璃表面黏附的油类等有机物污染能被分解,并且可随雨水降落排除,能较长时间使玻璃保持干净状态。有关人士介绍说:“以前使用的窗玻璃每年要清扫6次,而改用光触媒玻璃,每年只需清扫1次,具有很好的保洁效果。” 光触媒玻璃在欧美等国首先向家庭住宅出售,使住宅玻璃保洁省力省时。当前日本光触媒玻璃主要用于办公大楼,可将玻璃清扫的次数降下来,可节省经费,容易收到立竿见影的效果,将来准备进一步在住宅玻璃方面应用。 1.1.4 抗菌涂膜材料的开发 据介绍,抗菌玻璃也是一种用光催化剂作表面镀膜层的“自洁玻璃”家族成员之一。抗菌材料及抗菌玻璃制品是一个开辟应用于环境工程领域的新兴行业。以日本、欧美为代表的工业发达国家在家用电器、电信通讯、化学建材、日用品、食品包装等产品中开始使用抗菌防霉材料。 目前,我国的研究机构已经发明了抗菌溶胶—凝胶镀液、抗菌制品以及制备抗菌制品的方法与设备,并申请国际专利保护。使用溶胶—凝胶镀膜方法生产抗菌玻璃的工艺技术同时也已申请国内专利保护。 在国外,日本玻璃厂商采用此项技术已生产出新颖的抗菌玻璃,并将这种抗菌玻璃推广应用于医院、制药、食品等需要杀菌的环境工程领域建筑玻璃门窗及玻璃器具。 由于抗菌玻璃是在平板玻璃的表面镀制一层抗菌功能膜,因此,凡是能够或应该使用玻璃的地方,都可以使用抗菌玻璃。抗菌玻璃是平板玻璃及其制品的升级替代品,但就其突出的抗菌、抑菌功能来讲,更适于应用在医疗、卫生、医药、食品、家电、车船、特种建筑等行业需控制细菌孪生的场所。 1.2 玻璃自清洁生产工艺介绍 1.2.1 化学气相沉积法 据有关资料介绍,关于薄膜制备工艺,适用的领域和应用条件不同,制备方法也不同,主要有三种:物理气相沉积镀膜法、化学气相沉积法及电镀和化学沉积法。 物理气相镀膜法(PVD)包括真空蒸发镀膜、溅射镀膜以及离子镀膜等。它们的共同的特点是要求沉积镀膜的空间具有一定的真空性。该方法有许多显著优点,一般溅射范围广、膜与基板附着性好、镀膜密度高、膜厚可控性和重复性好。但是缺点也很明显:设备复杂、投资较大、成膜速度较低、基板温度易升高、易受杂质气体影响(磁控溅射例外)。 化学气相沉积法(CVD)包括有机金属化学气相沉积镀膜(MOCVD),等离子体化学气相镀膜(PCVD)、低压化学气相沉积镀膜(LPCVD)等。化学气相沉积镀膜通常在常压或低压真空下进行,其主要优点是:镀膜均匀、辐射损伤低、附着性好。比较适合形状复杂的表面或具有深孔的工件。最大缺点是反应温度太高,一般在1 000℃左右,使许多基体材料耐不住CVD的高温,因此限制了它的使用范围。 电镀和化学沉积法是利用电化学反应或化学反应方法在基板表面沉积薄膜的一种方法,包括溶胶—凝胶法、阳极氧化法、电镀等。它的工作条件在常压下即可,所需设备少,可用于多种基体成膜,原材料容易解决,所以在各个领域都有广泛应用。 1.2.2 幕墙自清洁化设计技术 最近,中国科学院过程分析所的纳米粉体大规模制备与应用创新课题组研制了一种玻璃幕墙,专用纳米自洁清洁涂层。在国内第一次将无机纳米粒子引入有机-无机杂化膜来提高基材各项性能的实验室,经过多年的研究和探索,成功研制出多种纳米复合涂层。由于该涂层制备过程中使用了多种纳米材料和纳米技术,从而大大提高了涂层的耐洗刷、自洁、抗菌、防霉等环境净化性能。 针对目前玻璃幕墙在使用过程中存在的不足以及市场需求,该技术主要通过在特种涂层体系中引入特殊纳米粒子及其它功能单元来赋予涂层耐污自洁功能。 纳米涂层体系在不影响玻璃透过率的情况下,隔绝了玻璃与外界的接触,使得灰尘等污垢难以通过库仑力与玻璃结合。涂层体系本身与玻璃表面形成共价键牢固结合,耐久性优异。同时,涂层特有的疏水性能使得含有机物、无机盐以及夹带污垢的雨水不会在玻璃上留下水纹,具有荷叶效应。涂层对静电具有缓冲和导除能力,杜绝了灰尘的静电吸附,这样大大提高了玻璃幕墙的防污自清洁性能。 玻璃幕墙在实际使用过程中容易被污染。将纳米技术用于对玻璃涂层进行升级改造,制备出具有自清洁功能的涂层是解决幕墙玻璃易污染问题的可行途径。无论是何种纳米技术生产的纳米材料,只有各种耐久性能优异,便于规模化加工的纳米材料才能应用到真正的生产中去。玻璃幕墙专用纳米自清洁涂层实际的大规模生产以及应用已经指日可待。 1.2.3 在线自清洁杀菌玻璃生产技术 浮法在线自清洁杀菌玻璃表面微相处理法镀膜技术应当说是一个新概念。这种技术是在浮法玻璃生产线上,使用表面微相处理技术进行玻璃表面镀膜,直接生产自清洁杀菌玻璃。表面微相处理法已获专利。 利用介相理论微相体概念而创立的玻璃镀膜方面的电子应用技术,属于固相体表面的一种镀膜方法。表面微相处理法不同于已有的气相沉积法、溅射法和溶胶—凝胶法等镀膜方法,是基于固体表面反应物的形式而言的。这种反应物的形态既不是固相也不是液相,而是一种介相体,它的分子族准直径可以在10μm以下。具有这种直径的微粒是浮在气流载体中的,介于水滴的干雾和弥雾之间的一种形态,形象地说类似大自然界中弥散现象的云或森林中的雾,可使膜层上的反应物较易均匀地形成层流态,在较宽松的条件下,可使反应物很好地与固相体表面接触而键合,形成镀膜层。 表面微相处理法也称介相处理法,就是固相粉状化学物质经过原料处理变为液相物质,经微相处理器将液相物质变为微相,经液相分布器将其均匀分布在玻璃带上表面上,进行化学反应产生锐钛矿型TiO2晶体,并与玻璃带表面的硅离子进行键合后得到自清洁杀菌玻璃。 在线自清洁杀菌玻璃表面微相处理法生产技术,依据的技术基础是“自洁玻璃”“杀菌窗玻璃制造方法”和“表面微相处理法”等专利技术和专有技术。专利技术已受国家知识产权保护环保玻璃。 表面微相处理法自清洁杀菌玻璃生产技术,是在普通钠硅平板玻璃各种生产工艺的生产线上,通过特殊材料、特殊设备和特定条件下实现的。此方法不改变平板玻璃厂的原有生产工艺、过程、方法、设备和设施条件,可直接在生产线上不停产地进行技术嫁接。此方法是在线实现玻璃品种创新的高新技术应用方法。有关表面微相处理法生产工艺过程大致如下: 将备制的特殊原料(主粉体)经称量后加入到原料处理器内。向原料处理器加入水和特定助剂后,制成液相体预处理原料。将液相体预处理原料输送到储液槽中,再输送到储液器中,在自动控制下,将液相体输送到微相处理器中。微相处理器将液相体变为微相体,再输送到微相体分布器内,分布器将微相体分布在玻璃带表面上。在特定的条件下,使微相体进行“纳相化”,使纳相体的单个颗粒与玻璃体中的硅离子进行键合。在玻璃带上形成在光触媒下具有自清洁杀菌功能的涂镀层,即固相键合体。已经形成功能层的自清洁杀菌玻璃固相体,再经过玻璃生产过程的冷端继续加工(即退火、切割、检测、包装等),成为自清洁杀菌玻璃。 表面微相处理法是生产自清洁杀菌镀膜玻璃的一种应用范围更广泛的生产方法。它不仅适宜自清洁杀菌玻璃的生产,也适宜表面镀膜的其它功能玻璃的生产。这种方法不仅适宜在线生产自清洁杀菌玻璃,也适宜离线玻璃深加工生产线生产自清洁杀菌玻璃;不仅适宜在线对浮法玻璃生产线进行技术嫁接,也适宜对其它平板玻璃工艺生产线(如引上、平拉、压延)进行技术嫁接,对原玻璃生产线的工艺、设备、设施和生产均不造成损害;不仅可在玻璃生产线的热端进行表面涂镀,而且也适宜在玻璃生产的冷端(对不同功能玻璃要求不同的温度区和反应时间)进行涂镀;不仅适宜玻璃表面的涂镀,而且也适宜对其他固相体表面的涂镀。 日前,世界首家工业化生产的抗菌玻璃在我国秦皇岛已经批量生产,并通过国家部级科技成果鉴定。同步上市的还有只用可见光就可以激发的自洁净玻璃,这在国内外市场上也是首次推出。国内外市场唯一工业化生产的抗菌玻璃,是在普通浮法玻璃表面,采用凝胶溶胶二氧化钛镀膜技术和抗菌离子修饰技术深加工而成,抗菌指标高于国家标准。该产品已准备出口韩国、日本、意大利等国,并受到中国抗菌协会的大力推荐。与此同步上市的还有国内外市场首次推出的只用可见光就可以激发的超强自洁净玻璃,采用了金属离子的掺杂技术,降低了光催化的激发能量,这种玻璃比过去靠紫外线辐射量大小产生效果的自洁玻璃又大大前进了一步。 1.2.4 自洁玻璃的生产 通过溶胶—凝胶工艺生产的自洁净玻璃的工艺流程大致为:玻璃原片备制→清洗→干燥→入镀膜池→镀制→烘干→进入热处理炉烧结→出炉降温冷却→产品检验→包装→出厂。 采用溶胶—凝胶镀膜法制作生产“自洁玻璃”有以下几大优点: (1)可通过简单的设备可涂层较大的复杂形状的玻璃基板;(2)能够获得高度均匀的多组分氧化物涂层;(3)热处理所需温度较低;(4)可获得纳米级粒子尺寸的涂层;(5)容易引入微量元素,掺杂改性;(6)可改变膜的表面结构和性能;(7)可制备别的方法不能制备的材料,如有机-无机复合涂层。 据资料介绍,采用溶胶凝胶法工艺制作“自洁玻璃”,可以通过控制溶胶组成、提拉速度和热处理工艺制度,在钠钙平板玻璃基片上制备出具有光催化活性的二氧化钛(TiO2)薄膜,可实现玻璃的自洁和易清洗功能。经测定,二氧化钛(TiO2)薄膜稳定,符合商业应用的要求。因这种表面涂覆了TiO2光催化剂的“自洁玻璃”完全可以有效地对付脏物,目前这种“自洁玻璃”已用于盖板玻璃、灯具玻璃(特别是室外玻璃灯具)、住宅厨房玻璃、卫生间玻璃等,今后还将向汽车玻璃、幕墙玻璃方面发展推广应用。 1.3 引领环保领域生产的自清洁玻璃 日本是最早开发应用自洁玻璃的国家之一,除日本外,英国、美国的玻璃加工制造商也在加快研制、开发、推广应用的步伐。英国皮尔金顿玻璃公司已走在前列,并将推广应用,并正看好这类自洁玻璃产品的市场与开发的前景。目前英国皮尔金顿公司、美国PPG公司都已推出自洁玻璃的上市产品。 (1)英国皮尔金顿公司:英国皮尔金顿玻璃公司在开发应用TiO2光催化自洁净玻璃方面已走在欧、美玻璃商的前列,并在2002年底之前把该产品推广到欧洲及其他国家和美国玻璃市场,进行公开批量销售,品牌是Pilkington ActivTM。 (2)法国圣戈班集团:圣戈班自洁玻璃主要有两种产品,一种是SGG AQUACLEAN产品,一种是SGG BIOCLEAN产品。前者获得2002年西门子发明奖,后者是对该系列产品的又一重要补充,是一种生态产品,清洗剂用量的减少有利于环保。据悉,圣戈班是采用气相沉积法在线(热端)生产的SGG BIOCLEAN产品应用领域广泛。在个人或集体住宅领域,可用作玻璃窗或落地窗、观景窗、阳台、凉廊、阳台护栏、天窗等;在非住宅领域,可用作玻璃面墙,外窗,玻璃天棚,门廊,城市公用设施,暖房等。该产品可用于环境污染相对较重的地方,如机场、陆地交通繁忙的区域、市区和工业区。该产品种类繁多,原片以大片供货,尺寸为6 m×3.21 m,厚度为4~10 mm;另外还有各种加工产品,如夹层玻璃、钢化玻璃、中空玻璃、隔热增强中空玻璃等。 (3)美国PPG公司:PPG是一家老牌的美国化工企业,主要生产涂料、玻璃、玻璃纤维制品等产品,他们采用气相沉积法,在线生产自清洁玻璃,品牌是Sun CleanTM。 (4)日本的TOTO公司:日本东京大学研究生院对自洁玻璃等光催化建材产品研制开发走在世界各国前列,成绩显著;日本东陶公司(TOTO)已和数十家单位合作,开发出二氧化钛(TiO2)光催化剂的自洁玻璃和陶瓷等产品,已申报数百份专利等。 (5)日本旭硝子公司:日本旭硝子公司在世界玻璃行业五大公司中排名第一,他们采用锡,铅和钛的氧化物混合,通过化学气相沉积方法或喷涂热解方法生产自清洁玻璃。 以上几家企业均为国际玻璃行业的知名企业。由于TiO2具有很强的光催化氧化能力,同时还具有超亲水性,人们利用TiO2的这两种特性开发出了自洁净玻璃,自清洁玻璃产品的出现将预示着巨大的潜在环保市场。目前法国圣戈班公司、美国PPG公司相继将自洁净玻璃投放市场。 近日,日本还发明了一种新型玻璃自洁防雾涂料,它是通过吸收太阳光中的紫外光能产生对表面油污的分解及超亲水效应,从而实现自清洁功能。它还可使眼镜、挡风玻璃和太阳镜具有自洁雾气功能。这种新研发的涂料,是以阻止水在玻璃表面形成气体的方式来避免雾气的形成。据介绍,由于疏水产品一般亲油,大气尘埃中含有相当的类有机物,夏天在玻璃化温度低的涂层上较易粘灰,且不易去除。而玻璃自洁涂料中含有一种具有光催化活性的纳米材料,它能使涂料膜表面吸附的污染物发生氧化还原分解从而除去并杀死表面细菌,达到自洁的目的,同时在光照下,还能形成薄的透明水膜层,点读抗雾的目的。 1.4 主要生产设备和工艺中心 自洁玻璃,目前在我国已有吉林、北京、上海、湖北、安徽、河南、河北、广东等省市的科研院所、大专院校和部分大型玻璃企业进行了立项、研发及试生产。例如中科纳米技术工程中心有限公司、长春新世纪公司、中国耀华股份有限公司、浙江合和玻璃股份有限公司、上海复旦大学、中国建材科学研究院、清华大学、武汉理工大学、湖北三峡新型建材股份有限公司、秦皇岛玻璃工业研究设计院、中国建材国际工程有限公司等对自洁玻璃的研制和试生产已走在全国同行的前例。其中实例如下: (1)长春新世纪公司:长春新世纪公司在平板玻璃的两面镀制一层纳米薄膜,与普通玻璃价格比是1.5∶1,这项纳米技术,不仅可使用在玻璃上,还可应用于瓷砖、器皿、板材等各类民用设备上,代表工程有长春长江路步行街采光顶5 700 m2。 (2)中科纳米技术工程中心有限公司:采用了常温常压喷涂的方法,工艺简单,也就降低了该技术的应用门槛,使得纳米自清洁玻璃成本降得极低,在保证了极佳的纳米自清洁性能和光催化性能的同时,同样保证了市场接受能力和生产厂家足够的利润空间。中科的代表工程是国家大剧院穹顶6500 m2玻璃。 (3)中国耀华股份有限公司:耀华玻璃采用化学气相沉积技术在浮法玻璃生产过程中直接在玻璃表面镀上一层二氧化钛纳米膜层,使玻璃具有利用太阳光照射和雨水的自然冲刷而达到自清洁功能的功能性玻璃。经国家建筑材料测试中心检测,产品性能达到英国皮尔金顿公司同类产品水平。目前耀华生产的自洁净玻璃最大规格可达到3 300 mm×4 500 mm,产品已投放到东北、华北、华东等市场。自洁净玻璃性能优越,可以广泛应用于高层建筑物的幕墙、窗玻璃和汽车玻璃,产品市场前景广阔。 (4)湖北当阳玻集团:湖北当阳玻集团的技术中心与武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,联合研究开发的“二氧化钛(TiO2)基薄膜自洁玻璃”项目,已列入《年国家技术创新项目计划》。这一“自洁玻璃”产品的推出将有助于二氧化钛光催化的绿色环保产品在我国的推广应用及健康的发展。 据介绍,武汉理工大学已向外界宣布,一种无须人工清洗的自洁玻璃现已研制成功。武汉理工大学的专家们成功研制出一种能够分解油污的“膜层材料”,镀制玻璃后,这种膜层材料有极强的“亲水性”,水在玻璃表面扩散迅速,不易形成水珠,并可将大量尘土等无机物冲走。武汉理工大学已将这种膜层材料制成“玻璃镀膜”,镀制在普通平板玻璃的表面卓有成效。上海复旦大学现已研制出一种可自我清洁的玻璃——“纳米二氧化钛光催化玻璃”。这种自洁玻璃的表面涂有一层亲水性良好又具有分解有机物质功能的二氧化钛薄膜。因这种“自洁玻璃”的表面有一层二氧化钛(TiO2)光催化薄膜,既使长期暴露在空气中,也不容易积聚灰尘,如果沾上油污,也可分解干净。经测试,这种“自洁玻璃”使用寿命预计可长达10年以上。 目前,在国际上利用Ti O2光催化功能制作生产的建材等各类环保产品将会达到42~84亿美元的销售产值。其中,TiO2基薄膜自洁净玻璃产品将占据其中数亿美元的可观产值,国际市场发展前景一路看好。 据介绍,虽然这种高性能自洁、防污玻璃的价格比以往的玻璃贵15%~20%,但因其具有自洁、防污功能,不需要专门清洗及保养作业。为此,预测在欧美的住宅及公用大厦的幕墙玻璃都将会选用这种玻璃。估计每年将会有上亿美元的大市场由自洁玻璃制造商去抢占。 2 薄膜光伏薄膜生产技术的发展概况 建筑镀膜玻璃根据工艺原理通常可分为两大类:一类是真空工艺,另一类是化学工艺。真空工艺主要可分为磁控溅射沉积、热蒸汽沉积、等离子辅助CVD发(PCVD)等;化学工艺又可分为化学还原镀膜、溶胶-凝胶镀膜、化学蒸发沉积(CV D)、液体喷淋沉积和粉末喷淋沉积等; 目前市场常见的建筑用镀膜玻璃主要有以下几种:热发射镀膜玻璃、Low-E镀膜玻璃、大面积艺术镜用玻璃、纳米自清洁玻璃、低发射镀膜玻璃、高发射镀膜玻璃、单向透视玻璃、ITO导电膜玻璃、热致变色镀膜玻璃、薄膜太阳能光伏电池玻璃等。其中Low-E玻璃因为其良好的低辐射隔热节能效果和成熟的制造技术,成为目前市场上发展最快、应用最广、市场前景最好的镀膜产品。非晶硅薄膜光伏电池玻璃的出现可以实现大面积光伏组件太阳能发电,同时可大大降低光伏电池的成本,若和建筑幕墙、门窗玻璃、采光顶等有效结合,既减少了土地占用面积、安装成本,又可以在幕墙玻璃功能的基础上,大面积使用和推广,对推动建筑光伏生态一体化绿色建筑有着深远的意义。目前光伏薄膜以Q-SI基为主的主要有3种:隔碲薄膜、铜铟硒薄膜、铜铟镓硒薄膜。 随着人们对节能环保意识的增强,国家节能环保政策的不断推出,对建筑用玻璃的节能要求越来越高。深圳南玻、上海新比利、上海耀皮先后从国外引进Low-E镀膜生产线,展示出我国Low-E镀膜生产的规模。随着市场和生产企业的不断发展,Low-E生产已成为玻璃深加工企业的核心和目标。目前,国内大约有离线左右,在建或计划上的离线年国内LowE镀膜的产能在5 000万m2左右。利用CVD法或PCVD发在线生产Low-E镀膜玻璃的企业目前有3家,年生产能力很大。 离线Low-E镀膜使用的设备主要可分为4类: 一是全套引进国外先进Low-E生产线;二是引进国外关键部件仿照国外设备组装的生产线;三是在原进口热发射生产线的基础上进行改造生产Low-E玻璃;四是在消化吸收国内外先进Low-E生产线加工和生产技术的基础上,自主创新制造Low-E生产线。 薄膜非晶硅相对于Low-E产品来说,虽然刚刚起步,但发展迅速。到2008年,国内生产非晶硅太阳能的企业已达14家,例如无锡尚德、深圳拓日新能源、威海蓝星、天津津能等,已形成年装机容量110.8 MW的生产能力,设备主要使用美国应用材料,瑞士、日本及韩国等设备,目前国内新爱镀膜技术有限公司已经在开发该类产品的相关设备。 随着全球经济的蓬勃发展和生活水平的普遍提高,建筑节能实现的关键点之一在于使用节能玻璃,尤其是Low-E镀膜玻璃。现代建筑的趋势是采用大面积玻璃甚至玻璃墙体,中国现有建筑面积超过400亿m2,大多数节能表现不理想,有130亿m2需要立即改进并尽快得以实施。到2020年计划新建建筑物总计300亿m2,巨大的工程需要更多的节能玻璃,若采用节能镀膜技术尤其是Low-E中空玻璃,将会给Low-E相关企业创造巨大的商机。 薄膜光伏电池组件技术属于第三代太阳能电池技术,发展时间较短,但速度很快。2004年德国政府光伏财政补贴引爆了光伏产业,光伏产业强势需求造就了多晶硅原料企业的超高利润。2007年美国FirstSolar的亮丽表现则开创了薄膜产业的新纪元。1.3美元/W的低成本,欧洲、北美的巨额订单,不受原料限制的大规模生产成就了FirstSolar的高利润、高收入、高可靠的盈利预期,也促使业界发现属于薄膜时代的来临。在过去的2008年和现在的2009年,全球光伏产业最为火热的环节是薄膜领域,不断有新的项目发布或者投产,但长远来说,它可以和Low-E玻璃结合使用在现代绿色建筑中,创造绿色生态一体化建筑。总的看来,Low-E镀膜玻璃和薄膜光伏玻璃将成为市场的主流和发展趋势,将成为实现节能、环保和绿色能源的建筑光伏一体化绿色建筑的新亮点。(未完待续)

　　2、成为VIP后，下载本文档将扣除1次下载权益。下载后，不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。

　　3、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。

　　4、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档

　　含偶氮苯基团的a3b3六杂臂星型聚合物的合成及热致液晶转变行为.docx

　　2024年天津市专业技术人员继续教育公需课考试题+答案（四套全）.pdf

　　《高血压患者高质量血压管理中国专家建议（2023年版） 》解读.pptx

　　原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者