光触媒涂装体以及光触媒涂液的制作方法_4

文档序号:9774718阅读:来源:国知局
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、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。
[0123] 在本发明的第二形态中,在光触媒层中,换算成ZrO2的水溶性锆化合物的干燥物 的量占光触媒层的1质量%以上、15质量%以下,更优选1质量%以上、10质量%以下。另外, 根据优选形态,相对于光触媒性氧化钛粒子优选包含〇. 1~5质量份的水溶性锆化合物,更 优选0.2~3质量份,还优选0.5~2质量份。
[0124] 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。
[0125] 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。
[0126] 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,但是在添加时的该添加量为如下, 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。
[0127] 光触媒涂液
[0128] 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,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、15质量%以下,还包含0质量%以上、47质量%以下的所述光触 媒性氧化钛粒子与所述二氧化硅粒子以外的粒子成分,所述粒子成分的总量为85质量%以 上、99质量%以下。
[0129] 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 发明涉及的涂液中同样地作为优选成分而被添加。
[0130] 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。
[0131] 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、板钛矿型氧化钛等,更优选锐钛矿型氧化钛粒 子。
[0132] 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。
[0133] 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。
[0134] 而且本发明涉及的光触媒涂液还含有二氧化硅粒子。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。
[0135] 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61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。
[0136] 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。
[0137] 在本发明的第二形态中,光触媒涂液除了光触媒性氧化钛粒子与二氧化硅粒子以 外还可以含有其他的无机氧化物粒子。根据优选形态,光触媒层中的粒子成分量为优选85 质量%以上、99质量%以下,更优选90质量%以上、95质量%以下。光触媒性氧化钛粒子与 二氧化硅粒子以外的粒子成分的添加量为优选O质量%以上、47质量%以下。作为光触媒性 氧化钛粒子与二氧化硅粒子以外的粒子成分可举出无机氧化物粒子,例如可举出: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。
[0138] 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,所算出的光触媒性氧化钛粒子与二氧化硅粒子以外的粒子成分的个数平均粒 径为优选大于lnm、IOOnm以下,更优选3nm以上、IOOnm以下。通过如上所述地控制这些粒子 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 NO2等中间生成物的生成,同时提高光触媒层的耐磨性。
[0139] 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,在将涂液中的全部 固体部分为100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、15 质量%以下,更优选1质量%以上、10质量%以下。另外,根据优选形态,相对于光触媒性氧 化钛粒子优选包含0.1~5质量份的水溶性锆化合物,更优选0.2~3质量份,还优选0.5~2 质量份。
[0140] 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。
[0141] 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。
[0142] 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,但是优选水或有机溶媒例如乙醇。
[0143] 另外,虽然不特别限定本发明的光触媒涂液的固体部分浓度,但是在1~20质量% 时容易涂敷,因此优选,更优选1~10质量%。因而,选择成为上述固体部分浓度的量的溶媒 量。而且,能够如下地对光触媒涂液组成物中的构成成分进行分析,通过半透膜过滤将涂液 分离成粒子成分与滤液,通过红外光谱分析、凝胶渗透色谱法、X射线荧光光谱分析等分别 进行分析,通过波谱分析进行评价。
[0144] 还可以在本发明涉及的光触媒涂液中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,在光触媒涂液的固体部分中 所占的该添加量为〇质量%以上、15质量%以下,优选0质量%以上、10质量%以下,更优选0 质量%以上、5质量%以下。涂敷在基体材料上并干燥之后,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。
[0145] 为了实现更高的抗菌、抗病毒、防霉性能,本发明涉及的光触媒涂液还可以含有从 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,该添加量为微量、另外实 现该作用所需的量为微量。具体而言,对于光触媒,添加量为优选〇. 〇〇 1~10质量%,更优选 0.05~5质量%左右。
[0146] 另外,本发明涉及的光触媒涂液作为任意成分可含有界面活性剂,该添加量在光 触媒涂液的干燥物质量中的比例为0质量份以上、小于10质量份,优选0质量份以上、8质量 份以下,更优选〇质量份以上、6质量份以下。通过添加界面活性剂,从而能够实现均化即涂 装表面的平滑化、均匀化。而且,虽然界面活性剂是用于改善光触媒涂液的浸渍性所有效的 成分,但是如果不把浸渍性视为问题,则存在优选实际上不包含或者不包含一切界面活性 剂的情况。
[0147] 虽然能够考虑光触媒或无机氧化物粒子的分散稳定性、涂敷在中间层上时的浸渍 性来适当地选择界面活性剂,但是优选非离子性界面活性剂,更优选醚型非离子性界面活 性剂、酯型非离子性界面活性剂、聚亚烷基二醇非离子性界面活性剂、氟系非离子性界面活 性剂、硅系非离子性界面活性剂。
[0148] 光触媒涂装体的制造方法
[0149] 能够通过将本发明涉及的光触媒涂液根据需要而涂敷在被加热的基体材料上来 制造本发明涉及的光触媒涂装体。涂装方法能够利用毛刷涂敷、滚涂、喷涂、辊涂、浇注式涂 敷、浸渍涂敷、浇涂、网版印刷等一般广泛使用的方法。在将涂液涂敷在基体材料上之后,进 行常温干燥即可,或者也可以根据需要进行加热干燥。但是,由于如果烧结开始为止进行加 热,则粒子间的空隙减少而有可能无法得到充分的光触媒活性,因此优选不对空隙形成产 生影响或者影响较小的温度与时间。例如,干燥温度为5°C以上、500°C以下,在基体材料的 至少一部分中包含树脂时,考虑树脂的耐热温度等,干燥温度例如优选l〇°C以上、200
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