具有抗微生物涂层的光催化基材制造技术

本发明专利技术提供了一种具有抗微生物涂层的光催化基材，特别是一种建材结构和屋面瓦。所述建材结构包括含有抗微生物物质并且具有外表面的结构层；抗微生物聚合物涂层设置在所述外表面上；其中所述的结构层中的抗微生物物质包含光催化物质，以及其中所述的抗微生物聚合物涂层包含聚合物材料以及抗微生物物质，并且所述的聚合物材料为聚丙烯酸酯，其中所述结构层由水泥、混凝土、粘土、陶瓷或天然石材制成。本发明专利技术的结构层中的抗微生物物质和结构层上的抗微生物涂层的组合意外地提供了针对微生物或气载污染物引起的变色的长期抗性。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】具有抗微生物涂层的光催化基材本专利申请是申请号为200780008744.6、申请日为2007年I月25日、专利技术名称为“具有抗微生物涂层的光催化基材”的专利申请的分案申请。
技术介绍
本公开涉及抗微生物(b1cidal)建材制品。最近几年，由于藻类侵袭，屋顶基材和其它建筑材料的变色就变得越来越成问题。变色归因于通过气载微粒传播的蓝绿藻(粘球藻(Gloeocapsa spp.))的存在。此外，源自其它气载污染物(例如烟灰、花粉、树汁和油脂)的变色也会导致变色。为了防止变色，人们已将光催化物质加入屋顶基材和木瓦中。一个实例包括光催化二氧化钛，它在紫外光(日光)存在的情况下使引起变色的有机材料发生光氧化。目前，非光催化的抗藻类屋面瓦产品在市场上很普及。一些产品声称提供长达7年的微生物防护，例如以商品名DUR-A-SHIELD抗菌表面防护品(DUR-A-SHIELDAntimicrobial Surface Protect1n，其为含有抗菌剂的丙稀酸醋聚合物)销售的那些产品，它们可得自 Dur-A-Shield Internat1nal, Inc.(Palm Coast, FL)。这些产品依赖于抗菌剂，而抗菌剂会随着时间流逝而失效。防止屋顶变色的常用方法是定期清洗。可使用高功率水洗机来进行清洗。有时在某些受微生物侵扰尤为严重的区域还会使用漂白剂。对于藻类控制而言，对屋顶进行专业清洗是一种相对昂贵的短期方法。采用漂白处理会导致附属结构失去光泽并会伤害周围的植物。
技术实现思路
概括而言，本公开涉及抗微生物建筑基材。更具体地讲，本公开涉及这样的抗微生物建筑基材，其包括位于建筑基材内的抗微生物物质和设置在建筑基材表面上的抗微生物聚合物层。本公开的一个方面描述抗微生物建筑基材。该建筑基材包括含有抗微生物物质并且具有外表面的结构层。抗微生物聚合物涂层设置在该外表面上。在许多实施例中，结构层中的抗微生物物质包含光催化物质。在许多实施例中，抗微生物聚合物涂层包含抗微生物物质和诸如聚丙烯酸酯之类的聚合物粘结剂。在一些实施例中，聚合物涂层中的抗微生物物质包括(例如)光催化物质、有机抗菌剂或过渡金属。在一个实施例中，抗微生物聚合物涂层包含抗微生物聚合物，此抗微生物聚合物含有季铵侧链基团。本公开的另一方面公开抗微生物屋面瓦。这种抗微生物屋面瓦包括含有光催化粒子的混凝土或粘土结构层。此结构层具有外表面，并且外表面上设置有聚合物涂层。此聚合物涂层的厚度在I到100微米范围内。此聚合物涂层含有聚合物材料和抗微生物物质。在许多实施例中，聚合物材料为聚丙烯酸酯。在一些实施例中，聚合物涂层中的抗微生物物质包括(例如)光催化物质、有机抗菌剂或过渡金属。在下面的详细描述中，本专利申请的以上及其它方面将显而易见。然而，在任何情况下以上
技术实现思路
都不应被理解为是对本专利技术要求保护的主题的限制，该主题仅受限于所附的在专利申请过程中可以修正的权利要求书。【具体实施方式】 概括而言，本公开涉及抗微生物建材制品。更具体地讲，本公开涉及抗微生物建筑基材，其包括位于建筑基材内的抗微生物物质和设置在建筑基材表面上的抗微生物聚合物层O该建筑基材是可以为任何建筑层的结构层。例如，结构层可以为建筑内表面或外表面。建筑基材是某种人造物的表面。结构层可以是水平的或呈一定角度的(例如)地板、走道或屋顶，或者是直立的(例如)建筑物的墙壁或建筑物的侧板。就本专利申请的目的而言，术语“直立的”包括所有非零度的倾斜。形成结构层的物质可以在内部或在外部。结构层可以为多孔的或致密的。结构层的具体实例包括(例如)混凝土、粘土、陶瓷、天然石材和其它非金属。结构层的另外的实例包括屋顶(例如金属屋顶、屋顶颗粒)、合成屋顶材料(例如复合瓦和聚合物瓦)和沥青瓦。结构层也可以是墙壁。结构层中的抗微生物物质和结构层上的抗微生物涂层的组合意外地提供了针对微生物或气载污染物引起的变色的长期抗性。在存在紫外光(例如日光中的紫外光)的情况下，结构层和涂层中的光催化二氧化钛将使这些有机物质发生光氧化。例如，它将氧化诸如挥发性有机化合物、烟灰、油脂和微生物之类的物质，所有这些物质都能导致不雅观的变色。术语“聚合物”或“聚合的”将被理解为包括:聚合物、共聚物(即，由两种或多种不同单体形成的聚合物)、低聚物、及它们的组合；以及聚合物、低聚物或共聚物。除非另外指明，否则嵌段共聚物和无规共聚物均包括在内。除非另外指明，否则应当将说明书和权利要求书中用来表述特征尺寸、数量和物理特性的所有数字在所有情况下都理解为由词语“约”来修饰。因此，除非有相反的指示，否则上述说明书和所附的权利要求书中所列出的数值参数均为近似值，并且可能会随着本领域内的技术人员采用本文所公开的教导内容而试图获得的所需特性的不同而有所不同。重量百分比、重量％、按重量计的百分比、按重量计的％等均为同义词，指物质的重量除以组合物的重量再乘以100所得的物质浓度。术语“邻近”指一个元件接近另一个元件，包括元件彼此接触，还包括元件被设置在元件之间的一个或多个层隔开。术语“抗微生物”指任何成分抑制微生物的生长或杀灭微生物(例如，细菌、真菌、霉菌、藻类)的能力。术语“侧链”指共价连接到聚合物上的部分。用端点叙述的数值范围包括该范围内所包含的所有数值(如，I至5包括1、1.5、2,2.75,3,3.80、4和5)及该范围内的任何范围。在本说明书以及所附权利要求书中，某一名词前所用的“一种”、“该”、“所述”或未指明数量的情况包括所指对象多于一个的情况，除非所述内容明确表示为其它含义。如本说明书以及所附权利要求书中所使用，术语“或”使用时的意思通常包括“和/或”，除非所述内容清楚地表示不是这样。以下对抗微生物建材结构进行描述。在许多实施例中，建材结构包括含有抗微生物物质和外表面的结构层。抗微生物聚合物涂层设置在该外表面上。在一些实施例中，抗微生物建材表面是抗微生物屋面瓦，该抗微生物屋面瓦由含有光催化粒子的混凝土或粘土材料制成，并且在屋面瓦上设置有抗微生物聚合物涂层。在许多实施例中，聚合物涂层的厚度在0.5至100微米范围内，或在I至100微米范围内，或在10至100微米范围内，或在20至50微米范围内，并且聚合物涂层包含聚合物材料和抗微生物物质。抗微生物聚合物涂层可通过将抗微生物物质与聚合物粘合剂物质混合而制成，或者可以用含季铵侧链基团的抗微生物聚合物制成，或者根据需要使用以上方法的组合制成。聚合物粘合剂物质可以是任何可用的聚合物粘合剂物质。当基材是水泥、混凝土、粘土或陶瓷时，聚合物材料可以是任何可用于防止基材风化的聚合物材料。在许多实施例中，聚合物粘合剂为聚丙烯酸酯。在一个实施例中，聚合物粘合剂为聚(甲基)丙烯酸甲酯。抗微生物聚合物包括(例如)含有季铵侧链基团的聚合物。W002/10244公开了抗微生物聚合物的一个实施例。此专利公开公布了含有抗微生物季铵侧链基团的抗微生物聚氨酯聚合物。任何可用的抗微生物物质均可用于结构基材内或聚合物粘合剂物质中。部分列举的可用抗微生物剂包括:无机抗菌剂(例如，光催化物质或过渡金属物质)和/或有机抗菌剂(例如，季铵化合物)。适合用于结构基材内或用于聚合物粘合剂物质中的抗微生物物质或抗菌剂包括任何可有效减当前第1页1&本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构，包括：含有抗微生物物质的结构层，所述结构层具有外表面；以及位于所述外表面上的抗微生物聚合物涂层；其中所述的结构层中的抗微生物物质包含光催化物质，以及其中所述的抗微生物聚合物涂层包含聚合物材料以及抗微生物物质，并且所述的聚合物材料为聚丙烯酸酯，其中所述结构层由水泥、混凝土、粘土、陶瓷或天然石材制成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马克·T·安德森，拉克尔·A·T·古尔德，杰弗里·L·雅各布斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US