光触媒涂装体以及光触媒涂液的制作方法_2

文档序号:9774718阅读:来源:国知局
,在将所述光触媒层整体为100质 量%时,所述光触媒性氧化钛粒子为1质量%以上、20质量%以下,所述二氧化硅粒子为51 质量%以上、98质量%以下,换算成氧化锆(Zr O2)的所述水溶性锆化合物的干燥物的量为 1质量%以上、48质量%以下。
[0065] 在本发明中,如果在基体材料表面上存在光触媒性氧化钛粒子,则光触媒层在完 全的膜状以外还包含例如局部地呈膜状的状态。另外,也可以在基体材料表面上以岛状分 开存在。根据本发明的优选形态,能够应用涂液而得到该光触媒层。
[0066] 在本发明中使用的光触媒性氧化钛粒子为,虽然只要是具有光触媒活性的氧化钛 粒子则未特别进行限定,但是作为该优选例可举出锐钛矿型氧化钛、金红石型氧化钛、板钛 矿型氧化钛,更优选锐钛矿型氧化钛粒子。
[0067] 根据本发明的优选形态,在光触媒层中的光触媒性氧化钛粒子量为优选1质量% 以上、20质量%以下,更优选1质量%以上、15质量%以下,还优选1质量%以上、10质量%以 下,最优选1质量%以上、5质量%以下。通过使光触媒量处于该范围内,从而在除去NOx时, 尤其在除去空气中的NOx时,能够在提高NOx除去量的同时抑制NO 2等中间生成物的生成,同 时即使在基体材料中含有有机物,也能够发挥优良的光触媒耐蚀性。
[0068]根据本发明的优选形态,在用扫描电子显微镜测定进入20万倍视场的任意100个 粒子长度时,所算出的所述光触媒性氧化钛粒子的个数平均粒径为大于l〇nm、100nm以下, 更优选IOnm以上、60nm以下。通过如上所述地控制光触媒性氧化钛粒子的大小,从而更加稳 定地发挥光触媒气体分解活性。而且,该平均粒径是作为用扫描电子显微镜测定进入20万 倍视场的任意100个粒子长度的个数平均值而算出。虽然粒子的形状最好是真球形,但是也 可以是大致圆形或椭圆形,在此情况下,用((长径+短径)/2)来大致算出粒子长度。在下面 的本说明书中的个数平均粒径也相同。
[0069] 而且在本发明中光触媒层还含有二氧化硅粒子,并且也可以含有其他无机氧化物 粒子。作为该其他无机氧化物粒子的例子,可举出:氧化锌、氧化锡、氧化钨、氧化铝、氧化 锆、二氧化铈、氧化钇、贝络钠、氧化镁、氧化钙、铁素体、无定形二氧化钛、氧化铪等单一氧 化物的粒子;及钛酸锶、钛酸钡、硅酸钙等复合氧化物的粒子等。
[0070] 由于存在二氧化硅粒子,因此在除去NOx时,尤其在除去空气中的NOx时,能够在提 高NOx除去量的同时抑制NO2等中间生成物的生成,同时能够提高光触媒层的亲水维持性。
[0071] 在光触媒层中的二氧化硅粒子的含量为优选51质量%以上、98质量%以下,更优 选56质量%以上、95质量%以下,最优选61质量%以上、95质量%以下。通过使二氧化娃粒 子的含量处于该范围内,从而在除去NOx时,尤其在除去空气中的NOx时,能够在提高NOx除去 量的同时抑制NO 2等中间生成物的生成,同时在适用于有机基体材料中时能够较大地抑制 有机基体材料发生劣化。
[0072]根据本发明的优选形态,在用扫描电子显微镜测定进入20万倍视场的任意100个 粒子长度时,所算出的二氧化硅粒子的个数平均粒径为优选大于5nm、50nm以下,更优选 IOnm以上、40nm以下,还优选IOnm以上、30nm以下。通过如上所述地控制二氧化娃粒子的大 小,从而在除去NOx时,尤其在除去空气中的NOx时,能够在提高NOx除去量的同时抑制NO 2等 中间生成物的生成,同时能够提高光触媒层的耐磨性。
[0073] 在本发明中,光触媒层中的粒子成分量为85质量%以上、99质量%以下,优选90质 量%以上、95质量%以下。
[0074] 根据本发明的优选形态,所述光触媒层的膜厚为优选3μπι以下,更优选0.2μπι以上、 3μηι以下,最优选0.5μηι以上、3μηι以下。通过使膜厚小于3μηι,从而能够确保光触媒层的透明 性,同时在除去NOx时,尤其在除去空气中的N Ox时,能够在提高NOx除去量的同时抑制NO2等 中间生成物的生成。通过使膜厚成为〇. 5μπι以上,从而在基体材料为有机基体材料时,由于 紫外线难以到达基体材料,因此能够提高基体材料的耐大气腐蚀性。
[0075] 还根据本发明的优选形态,为了实现较高的抗菌、抗病毒、防霉性能,能够使光触 媒层中存在从由钒、铁、钴、镍、钯、锌、钌、铑、铜、氧化亚铜、氧化铜、银、氧化银、白金、金构 成的群中选择的至少一种金属及/或由该金属构成的金属化合物。优选该存在不对上述的 光触媒性氧化钛粒子与无机氧化物粒子的粒子之间的间隙形成产生影响,因而,该添加量 可以是微量、另外实现该作用所需的量为微量。具体而言,对于光触媒,添加量为优选0.001 ~10质量%,更优选0.05~5质量%左右。
[0076] 在本发明的第一形态中,在光触媒层中,换算成ZrO2的水溶性锆化合物的干燥物 的量在光触媒层中含有1质量%以上、48质量%以下,更优选含有4质量%以上、34质量%以 下。
[0077] 在本发明中,作为水溶性锆化合物的例子可举出:碳酸锆铵、碳酸锆钾及磷酸锆钠 等碱性水溶性锆化合物;及氯氧化锆、羟基氯化锆、硝酸锆、硫酸锆与醋酸锆等酸性水溶性 锆化合物。能够混合一种或两种以上的这些化合物来使用。
[0078] 在本发明中,作为任意成分还可以含有0质量%以上、10质量%以下的粘结剂。作 为粘结剂能够适当地利用从例如由硅酮乳胶、变性硅酮乳胶、氟化乙烯树脂乳胶、硅酮树 月旨、变性硅酮树脂、烷基硅酸盐的加水分解·缩合物、碱性硅酸盐及金属醇盐的加水分解· 缩合物构成的群中选择的至少一种。
[0079] 也可以在本发明的光触媒层中作为任意成分而添加紫外线遮挡剂或有机防霉剂 等。虽然优选完全不添加紫外线遮挡剂或有机防霉剂等,但是在添加时其添加量为如下,在 将光触媒层整体为100质量%时,0质量%以上、15质量%以下,优选0质量%以上、10质量% 以下,更优选〇质量%以上、5质量%以下。优选该存在不对上述的光触媒性氧化钛粒子与无 机氧化物粒子的粒子之间的间隙形成产生影响。
[0080] 光触媒涂液
[0081] 根据本发明的其他形态,提供有利于形成上述的本发明涉及的光触媒涂装体的光 触媒涂液,该光触媒涂液至少包含光触媒性氧化钛粒子、二氧化硅粒子、水溶性锆化合物、 水,其特征为,在所述光触媒涂液的全部固体部分中的所述光触媒性氧化钛粒子为1质量% 以上、20质量%以下,所述二氧化硅粒子为51质量%以上、98质量%以下,换算成ZrO 2的所 述水溶性锆化合物的量为1质量%以上、48质量%以下。
[0082] 本发明涉及的光触媒涂液所包含的光触媒性氧化钛粒子、二氧化硅粒子、水溶性 锆化合物的干燥物、其他的任意成分处于构成液体组成物的状态,除此之外实质上可以与 构成上述的涂装体的成分相同。另外,关于这些成分,作为优选形态而举出的成分可以在本 发明涉及的光触媒涂液中同样地作为优选成分而被添加。
[0083] 另外,光触媒涂液的组成为,在干燥后实现上述的组成即可。因而,下面的说明包 含一部分已说明的内容,为了其明确性在下面重复进行说明。
[0084] 本发明涉及的涂液包含光触媒性氧化钛粒子。在本发明中使用的光触媒性氧化钛 粒子为,虽然只要是具有光触媒活性的粒子则未特别进行限定,但是作为该优选例可举出: 锐钛矿型氧化钛、金红石型氧化钛、板钛矿型氧化钛等氧化钛粒子;及像氧化锌、氧化锡、钛 酸锶、氧化钨那样的金属氧化物的粒子,更优选氧化钛粒子,最优选锐钛矿型氧化钛粒子。
[0085] 根据本发明的优选形态,在光触媒涂液的固体成分中的光触媒性氧化钛粒子所占 量为优选1质量%以上、20质量%以下,更优选1质量%以上、15质量%以下,还优选1质量% 以上、10质量%以下,最优选1质量%以上、5质量%以下。通过使光触媒性氧化钛粒子处于 该范围内,从而提供可制造优良光触媒涂装体的光触媒涂液。尤其,能够制造如下光触媒涂 装体,在除去NOx时,尤其在除去空气中的NOx时,能够在提高NOx除去量的同时抑制NO 2等中 间生成物的生成,同时即使在基体材料中含有有机物,也能够发挥优良的光触媒耐蚀性。 [0086]根据本发明的优选形态,在用扫描电子显微镜测定进入20万倍视场的任意100个 粒子长度时,所算出的所述光触媒性氧化钛粒子的干燥物的个数平均粒径为优选大于 10nm、IOOnm以下,更优选IOnm以上、60nm以下。通过如上所述地控制光触媒性氧化钛粒子的 大小,从而提供可制造优良光触媒涂装体的光触媒涂液。尤其,能够制造更加稳定地发挥光 触媒气体分解活性的光触媒涂装体。
[0087]而且本发明涉及的光触媒涂液还含有二氧化硅粒子,还可以含有其他的无机氧化 物粒子。作为该其他无机氧化物粒子的例子,可举出:氧化铝、氧化锆、二氧化铈、氧化钇、贝 络钠、氧化镁、氧化钙、铁素体、无定形二氧化钛、氧化铪等单一氧化物的粒子;及钛酸钡、硅 酸钙等复合氧化物的粒子等。
[0088] 由于存在二氧化硅粒子,因此提供可制造优良光触媒涂装体的光触媒涂液。尤其, 能够制造如下光触媒涂装体,在除去NOx时,尤其在除去空气中的NOx时,能够在提高NOx除去 量的同时抑制NO 2等中间生成物的生成,同时能够提高光触媒层的亲水维持性。
[0089] 根据本发明的优选形态,在光触媒涂液的固体部分中的二氧化硅粒子的含量为优 选51质量%以上、98质量%以下,更优选56质量%以上、95质量%以下,最优选61质量%以 上、95质量%以下。通过使二氧化硅粒子的含量处于该范围内,从而提供可制造优良光触媒 涂装体的光触媒涂液。尤其,能够制造如下光触媒涂装体,在除去NOx时,尤其在除去空气中 的NOx时,能够在提高NOx除去量的同时抑制NO 2等中间生成物的生成,同时在适用于有机基 体材料中时较大地抑制有机基体材料发生劣化。
[0090] 根据本发明的优选形态,在用扫描电子显微镜测定进入20万倍视场的任意100个 粒子长度时,所算出的光触媒涂液包含的二氧化硅粒子的个数平均粒径为优选大于5nm、 50nm以下,更优选IOnm以上、40nm以下,还优选IOnm以上、30nm以下。通过如上所述地控制二 氧化硅粒子的大小,从而提供可制造优良光触媒涂装体的光触媒涂液。尤其,能够制造如下 光触媒涂装体,在除去NOx时,尤其在除去空气中的NOx时,能够在提高NOx除去量的同时抑制 NO2等中间生成物的生成,同时提高光触媒层的耐磨性。
[0091 ]本发明涉及的光触媒涂液为,至少含有水溶性锆化合物,而且,在将光触媒涂液中 的全部固体部分为1 〇〇质量%时,换算成ZrO2的水溶性锆化合物的干燥物的量为1质量%以 上、48质量%以下,优选4质量%以上、34质量%以下。
[0092]在本发明中,作为水溶性锆化合物的例子可举出:碳酸锆铵、碳酸锆钾及磷酸锆钠 等碱性水溶性锆化合物;及氯氧化锆、羟基氯化锆、硝酸锆、硫酸锆与醋酸锆等酸性水溶性 锆化合物。能够混合一种或两种以上的这些化合物来使用。
[0093]而且,本发明涉及的光触媒涂液的粘结剂成分的合计量为0质量%以上、10质量% 以下。作为粘结剂能够适当地利用从例如由硅酮乳胶、变性硅酮乳胶、氟化乙烯树脂乳胶、 硅酮树脂、变性硅酮树脂、烷基硅酸盐的加水分解·缩合物、碱性硅酸盐、金属醇盐的加水 分解?缩合物构成的群中选择的至少一种。
[0094]将在光触媒层中所记载的各成分以上述质量比分散或溶解在溶媒中,以此来制造 本发明涉及的光触媒涂液。在本发明中,如果溶媒可分散或溶解上述成分,则不特别进行限 定
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