均勻分散性光催化涂覆液及其制造方法、以及使用它而得到的光催化活性復(fù)合材料技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種均勻穩(wěn)定性光催化涂覆液，其中，具有光催化活性的氧化鈦粒子的分散穩(wěn)定性優(yōu)異，而且不對環(huán)境產(chǎn)生負荷且操作性優(yōu)異，并且，可涂布于基材的表面而在該基材的表面上形成光催化活性（防污性和／或抗菌性）、透明性以及耐久性優(yōu)異的光催化涂覆液涂膜，并提供該涂覆液的制造方法以及使用其制造的光催化活性復(fù)合材料。本發(fā)明專利技術(shù)提供：在水系溶劑中含有平均一次粒徑５～５０ｎｍ且平均分散粒徑１０～１００ｎｍ的氧化鈦分散粒子、高分子分散劑、烷氧基硅烷水解縮聚物、有機胺類、進一步根據(jù)需要而含有銀粒子的組合物；ｐＨ值在ｐＨ５～９范圍內(nèi)的均勻分散性光催化涂覆液及其制造方法；以及將其涂布于基材的表面而制造的具有表面防污和抗菌性的光催化活性復(fù)合材料。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及含有具有光催化活性的氧化鈦且根據(jù)需要而含有銀粒子的均勻分散性光催化涂覆液及其制造方法，以及使用它而得到的具有表面防污性和/或抗菌性的光催化活性復(fù)合材料，更詳細地，涉及平均分散粒徑10～100nm的氧化鈦分散粒子在水洗溶劑中以pH5～9的范圍分散的、對環(huán)境不產(chǎn)生負荷且操作性優(yōu)異的均勻分散性光催化涂覆液及其制造方法，以及使用它而得到的光催化活性復(fù)合材料。
技術(shù)介紹
在此之前，也有人提出了一種將平均一次粒徑50nm以下的氧化鈦粒子分散于二氧化硅或硅酮系的粘合劑溶液中的、近于中性的水系光催化涂覆液，而且，也已經(jīng)有上市產(chǎn)品。例如，在日本特許2756474號公報中，提出了使基材的表面成為光催化性親水性的方法；具備親水性光催化性表面的基材及其制造方法；以及，光催化性親水性涂覆組合物。另外，在日本特開2002-249705號公報中提出了:將使TiO2粒子、丙烯酸樹脂及分散劑分散于醇/二醇衍生物混合溶液中的光催化劑分散調(diào)色漿，與有機·無機混合粘合劑混合而得到光催化性涂料組合物，所述有機·無機混合粘合劑是將作為固體成分的膠體狀二氧化硅:10～60質(zhì)量％、有機烷氧基硅烷的部分水解縮合物:10～60質(zhì)量％、不飽和乙烯性單體的聚合物或共聚物:20～70質(zhì)量％以所述比例添加于溶劑中而成。但是，即使使用平均一次粒徑50nm以下的氧化鈦粒子，分散于溶劑中的氧化鈦分散粒子的平均分散粒徑實際上遠遠超過100nm也是經(jīng)常發(fā)生的。其證據(jù)是，分散于溶劑中的氧化鈦分散粒子在比較短的時間內(nèi)就凝聚沉降。并且，即使可以用機械攪拌來消除沉降的粒子實現(xiàn)再分散，在微觀水平來看，凝聚物并沒有被破壞，氧化鈦分散粒子依然是一次粒子凝聚成的二次粒子的狀態(tài)，因-->此，如果使用這種狀態(tài)的液體進行涂覆的話，則在涂覆膜中，是以氧化鈦的一次粒子凝聚成的平均分散粒徑比較大的二次粒子的狀態(tài)來固定化，會產(chǎn)生涂覆膜的透明性喪失、或不能充分發(fā)揮光催化活性等不良情況。專利文獻1:日本特許2756474號公報專利文獻2:日本特開2002-249705號公報
技術(shù)實現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的問題因此，本專利技術(shù)人等在解決該問題的同時，為了開發(fā)如下的均勻分散性光催化涂覆液，即，使氧化鈦粒子在水系溶劑中分散在大致中性區(qū)域，不對環(huán)境產(chǎn)生負荷且操作性優(yōu)異，而且在溶液狀態(tài)下不僅氧化鈦粒子的分散穩(wěn)定性優(yōu)異，并且在制成光催化涂覆涂膜時，可以均勻地分散于該涂膜中來發(fā)揮優(yōu)異的光催化活性，而進行了潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過采用平均一次粒徑5～50nm的氧化鈦粒子與規(guī)定的高分子分散劑來制備分散有平均分散粒徑10～100nm的氧化鈦粒子的氧化鈦分散水溶液，并且在混合該氧化鈦分散水溶液與規(guī)定的烷氧基硅烷水解縮聚物溶液時添加規(guī)定的有機胺類，就可以制備出想要的均勻分散性光催化涂覆液，從而完成了本專利技術(shù)。另外，發(fā)現(xiàn)如上所述制備的均勻分散性光催化涂覆液，通過在其組合物中含有銀粒子，不單發(fā)揮優(yōu)異的防污作用，在室內(nèi)光水平下也能發(fā)揮更優(yōu)異的抗菌作用，從而完成了本專利技術(shù)。進一步發(fā)現(xiàn)，將這種具有防污作用和/或抗菌作用的均勻分散性光催化涂覆液涂布于基材的表面而形成的光催化涂覆涂膜，在其基體膜中，氧化鈦粒子以近于孤立分散的狀態(tài)被固定化，具備優(yōu)異的光催化活性(防污性和/或抗菌性)、透明性以及耐久性，從而完成了本專利技術(shù)。因而，本專利技術(shù)的目的是提供一種均勻分散性光催化涂覆液，該均勻分散性光催化涂覆液的分散穩(wěn)定性優(yōu)異，同時不對環(huán)境產(chǎn)生負荷且操作性優(yōu)異，并且，可以涂布在基材的表面而在該基材的表面形成光催化活性(防污性和/或抗菌性)、透明性以及耐久性優(yōu)異的光催化涂覆涂膜。另外，本專利技術(shù)的另一目的是提供可以形成不僅分散穩(wěn)定性、操作性、光催化活性、透明性以及耐久性優(yōu)異，而且尤其是防污性和抗菌性都優(yōu)異的光催化-->涂覆涂膜的均勻分散性光催化涂覆液。此外，本專利技術(shù)的另一目的是提供可以形成如上所述的分散穩(wěn)定性、操作性、光催化活性(防污性和/或抗菌性)、透明性以及耐久性優(yōu)異的光催化涂覆涂膜或者尤其是防污性和抗菌性都優(yōu)異的光催化涂覆涂膜的均勻分散性光催化涂覆液的制造方法。此外，本專利技術(shù)的另一目的是提供用于制造這種均勻分散性光催化涂覆液的方法，進一步，提供將這種均勻分散性光催化涂覆液涂布于基材的表面而形成的具有光催化活性(防污性和/或抗菌性)、透明性以及耐久性優(yōu)異的光催化涂覆涂膜的光催化活性復(fù)合材料。解決問題的方案即，本專利技術(shù)提供一種均勻分散性光催化涂覆液，其特征在于，其為在水系溶劑中含有平均一次粒徑5～50nm且平均分散粒徑10～100nm的氧化鈦分散粒子、高分子分散劑、烷氧基硅烷水解縮聚物和有機胺類的組合物，其pH值在pH5～9的范圍內(nèi)。另外，本專利技術(shù)提供一種均勻分散性光催化涂覆液的制造方法，其特征在于，制備含有平均一次粒徑5～50nm且平均分散粒徑10～100nm的氧化鈦分散粒子和高分子分散劑的氧化鈦分散水溶液，另外，制備由使烷氧基硅烷類進行水解·縮聚而得到的烷氧基硅烷水解縮聚物的水·醇混合溶液構(gòu)成的烷氧基硅烷水解縮聚物溶液，在混合這些氧化鈦分散水溶液與烷氧基硅烷水解縮聚物溶液之時，添加有機胺類。此外，本專利技術(shù)提供一種光催化活性復(fù)合材料，其特征在于，具有基材、在該基材的表面上涂布上述均勻分散性光催化涂覆液而形成的光催化涂覆涂膜，上述光催化涂覆涂膜的基體的平均干燥膜厚為100nm以下，該基體中，氧化鈦分散粒子以近于孤立分散的狀態(tài)被固定化。更進一步，本專利技術(shù)提供:在組合物中含有用于發(fā)揮更優(yōu)異的抗菌作用的銀粒子的均勻分散性光催化涂覆液；以及，在組合物中含有這樣的銀粒子的均勻分散性光催化涂覆液的制造方法；進一步，使用在組合物中含有這樣的銀粒子的均勻分散性光催化涂覆液而得的光催化活性復(fù)合材料。在本專利技術(shù)中，均勻分散性光催化涂覆液只要是將含有平均一次粒徑-->5～50nm且平均分散粒徑10～100nm的氧化鈦分散粒子與高分子分散劑以及進一步根據(jù)需要的銀粒子的氧化鈦分散水溶液、與由使烷氧基硅烷類進行水解·縮聚而得到的烷氧基硅烷水解縮聚物的水·醇混合溶液構(gòu)成的烷氧基硅烷水解縮聚物溶液、以及有機胺類進行混合而得到的涂覆液即可。并且，在制造本專利技術(shù)的均勻分散性光催化涂覆液時所使用的氧化鈦分散水溶液，是以氧化鈦粉體與高分子分散劑為原料進行制備。這里，作為氧化鈦粉體，優(yōu)選使用例如日本Aerosil制造的P25，另外，作為高分子分散劑，優(yōu)選使用利用立體排斥的類型的高分子分散劑(例如，日本畢克化學(xué)公司出售的商品名Disperbyk-180，Disperbyk-190等)。并且，該高分子分散劑的使用量對于氧化鈦粉體的重量，為10重量％以上100重量％以下就行，優(yōu)選在30重量％以上60重量％以下的范圍。并且，該氧化鈦分散水溶液是通過使用分散機，優(yōu)選使用珠磨分散機進行分散穩(wěn)定化來制備的。另外，制造本專利技術(shù)的均勻分散性光催化涂覆液時使用的烷氧基硅烷水解縮聚物溶液，是將烷氧基硅烷類進行水解·縮聚而得到的。作為此時使用的烷氧基硅烷類，并無特別限制，優(yōu)選為下述通式(1)所示的烷氧基硅烷類，RxSi(OR)4-x......(1)(其中，式中，R是從烷基、甲基、乙基以及丙基等中選出的取代基，可以相同也可以互不相同)，更優(yōu)選的是，在該通式(1)所示的烷氧基硅烷類中，取代基R是碳原子數(shù)1～4的低級烷基，具體本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種均勻分散性光催化涂覆液，其特征在于，是在水系溶劑中含有平均一次粒徑５～５０ｎｍ且平均分散粒徑１０～１００ｎｍ的氧化鈦分散粒子、高分子分散劑、烷氧基硅烷水解縮聚物和有機胺類的組合物，其ｐＨ值在ｐＨ５～９的范圍內(nèi)。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】JP 2006-2-20 042912/20061.一種均勻分散性光催化涂覆液，其特征在于，是在水系溶劑中含有平均一次粒徑5～50nm且平均分散粒徑10～100nm的氧化鈦分散粒子、高分子分散劑、烷氧基硅烷水解縮聚物和有機胺類的組合物，其pH值在pH5～9的范圍內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻分散性光催化涂覆液，其特征在于，組合物中含有銀粒子。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻分散性光催化涂覆液，其特征在于，將氧化鈦分散水溶液、烷氧基硅烷水解縮聚物溶液和有機胺類進行混合而得到，所述氧化鈦分散水溶液含有平均一次粒徑5～50nm且平均分散粒徑10～100nm的氧化鈦分散粒子和高分子分散劑，所述烷氧基硅烷水解縮聚物溶液是使烷氧基硅烷類進行水解·縮聚而得到的烷氧基硅烷水解縮聚物的水·醇混合溶液。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的均勻分散性光催化涂覆液，其特征在于，氧化鈦分散水溶液中含有銀粒子。5.一種均勻分散性光催化涂覆液的制造方法，其特征在于，制備含有平均一次粒徑為5～50nm且平均分散粒徑為10～100nm的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吉岡謙，玉岡益健，長俊連，大山隆一，奧田徹也，藤井壽，上元好仁，深澤宜行，
申請(專利權(quán))人：多摩化學(xué)工業(yè)株式會社，塔姆網(wǎng)絡(luò)株式會社，神奈川縣政府，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]