复合材料及涂装组合物制造技术

本发明专利技术提供一种复合材料，在与大量的水(雨水)接触时，发挥充分的自清洗性能，另一方面，即使在水(雨水)量少时，也不会产生由堆积在表面上的沙尘等所形成的线状污渍。本发明专利技术的复合材料具备基体材料与形成在所述基体材料的表面上的表面层，其特征为，所述表面层包含：含有选自Si、Al、Ti、Sn及W中的至少一种金属与氧的化合物(A)；及选自氧化物、无机盐与有机盐中的至少一种化合物(B)，氧化物、无机盐与有机盐含有选自Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ga、Zr、Y、In及Hf中的至少一种金属，相对于所述化合物(A)的质量与所述化合物(B)的换算成氧化物的质量的质量之和，所述化合物(B)在换算成其氧化物时被配合成30质量％以上、小于99质量％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合材料及涂装组合物
本专利技术涉及一种具有改善的自清洗性能的复合材料及用于制造该复合材料的涂装组合物。
技术介绍
亲水性的表面具有容易与水亲和的性质。因而，即使在表面上附着有沙尘等污溃，溅到水时水也会进入到污溃与表面之间，污溃与水一起被冲洗，表面被洁净化。这样的性质是作为自清洗性质而周知的。而且，提出了各种使表面具有自清洗性质的外壁材料、内壁材料等建材。 关于具有这样的自清洗性质的构件的污溃，指出了如下内容。即，在将大量的水(雨水)带到构件表面时，其表面的污溃因自清洗作用而充分地被除去，但是在水(雨水)量少时，堆积于表面的沙尘等污溃不会被充分冲洗，水滴流下之后干燥，其结果，残留线状的痕迹，而被指出这点会造成外观不良。 W003/028996(专利文献I)指出类似于这点的外观不良，另外将解决这点作为目的。而且，在W003/028996公报(专利文献I)中公开有由光触媒、有机锆与硅酮树脂材料所构成的亲水性的被膜。包含于所公开的被膜的二氧化锆的添加量为10质量份以下，提高与水的接触角的维持效果。根据该公报，被膜形成的构件表面具有防污性，而且在水量较少时，可防止沿着雨水流出现线状污溃。 但是，例如，在日本国特开2009-213954号公报(专利文献2)、日本国特开2009-270040号公报(专利文献3)中公开有含有光触媒与二氧化锆的被膜。 在日本国特开2009-213954号公报(专利文献2)中公开有由氧化锆或氧化铪与氧化钛所构成的薄膜，在实施例中记载了膜中所包含的二氧化锆量为Zr:Ti为100:1与1:1的两个例子。根据该公报，由于该薄膜具有疏水性，因此在附着有水时会形成水滴。而且根据该公报，记载了该薄膜具备使水滴容易滑落而除去的性质。 在日本国特开2009-270040号公报(专利文献3)中公开有如下内容，在光触媒体涂装液中作为用于提高与基体材料的贴紧性的粘结剂而使用二氧化锆。在该公报所记载的实施例中，T12 =ZrO2最大的例子是50:50，只对作为涂装液的各性能与涂敷涂装液而所得到的膜的光触媒分解性能进行评价。 另外，在W02000/53689号公报(专利文献4)中，公开有包含二氧化硅、氧化铝及二氧化锆而构成的具有防雾性及防污性的亲水性被膜。在该公报所记载的实施例中，相对于二氧化硅及氧化铝的二氧化锆量的最大值是实施例A2所记载的[S12]: [Al2O3]: [ZrO2]=0.75 (43wt % ):0.5 (29wt % ):0.5 (29wt % )。 虽然由于专利文献I所记载的表面与水的接触角为5?30°且亲水性较高，因此可得到自清洗性，但是防止水滴流下的效果较弱，实用上并不能充分防止出现线状痕迹。另夕卜，由于专利文献2所记载的表面具有疏水性，因此不能期待自清洗性。而且，由于容易出现水滴滑落，因此还是出现因水滴流下而产生的线状痕迹。认为专利文献3所记载的被膜与专利文献2所记载的被膜的构成类似，具有同样的问题。专利文献4所记载的被膜的表面呈现出高度的亲水性。即，关于具有自清洗性质的构件，依然追求不会产生这样的线状痕迹的构件。 专利文献1:W003/028996号公报专利文献2:日本国特开2009-213954号公报专利文献3:日本国特开2009-270040号公报专利文献4:W02000/53689号公报
技术实现思路
本【专利技术者】们这次发现了能够通过将具有特定成分的表面层设置在基体材料上而实现如下构件，在与大量的水(雨水)接触时，发挥充分的自清洗性能，另一方面，即使在水(雨水)量少时，也不会产生由堆积在表面上的沙尘等所形成的线状污溃。详细而言，本【专利技术者】们得到了如下认知，通过在与大量的水(雨水)接触时，使水在构件表面上充分扩展，同时冲洗污溃，另一方面，在水(雨水)量少时，不会使水滴滑落，而是存留在构件表面上，从而可实现不会产生认为因水滴滑落时拖带堆积在表面上的沙尘等而产生的线状污溃的构件。本专利技术基于所涉及的认知。因而，本专利技术的目的在于提供一种复合材料，在与大量的水(雨水)接触时，发挥充分的自清洗性能，另一方面，即使在水(雨水)量少时，也不会产生由堆积在表面上的沙尘等所形成的线状污溃。 而且，本专利技术所涉及的复合材料如下，其具备基体材料与形成在所述基体材料的表面上的表面层，其特征为，所述表面层包含:含有选自S1、Al、T1、Sn及W中的至少一种金属与氧的化合物(A)；及选自氧化物、无机盐与有机盐中的至少一种化合物(B)，氧化物、无机盐与有机盐含有选自Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Ga、Zr、Y、In及Hf中的至少一种金属，相对于所述化合物(A)的质量与所述化合物(B)的换算成氧化物的质量的质量之和，所述化合物(B)在换算成其氧化物时被配合成30质量％以上、小于99质量％。 【附图说明】 图1是表示用于试验本专利技术所涉及的复合材料的水滴保持性能的构件的设置条件的图。 【具体实施方式】 定义在本说明书中，在溅到构件上的水(雨水)量少时，堆积在表面上的沙尘等污溃不会被充分冲洗，残留线状痕迹，有时将成为外观不良原因的污溃称为“线状污溃”。 复合材料本专利技术所涉及的复合材料基本上具备基体材料与形成在该基体材料表面上的表面层。而且该复合材料如下，在与大量的水(雨水)接触时，发挥充分的自清洗性能，另一方面，即使在水(雨水)量少时，也不会产生线状污溃。认为线状污溃是如下产生的，在附着于构件表面上的水滴滑落时，该水滴拖带堆积在表面上的沙尘等，之后并没有供给充分冲洗残留在表面上的沙尘的足够的水(雨水)。而且，在本专利技术中，在如后述组成的表面层的表面上，当水附着时，不会立即在表面上扩展，以水滴的形态而且抵抗重力等外力而不滑落，存留在表面上(以下，在本说明书中有时将此称为“水滴保持性能”)。但是，在水进一步被供给而多个水滴会合时，水滴的形态被破坏，在表面层的表面上水润湿扩展，而且因重力等外力而向下方流落。此时，水将污溃从表面冲洗，表面变得洁净(以下，本说明书中有时将此称为“水膜形成性能”)。 而且，本专利技术所涉及的复合材料的特征为，设置于基体材料的所述表面层包含:含有选自S1、Al、T1、Sn及W中的至少一种金属与氧的化合物(A)；及选自氧化物、无机盐与有机盐中的至少一种化合物(B)，氧化物、无机盐与有机盐含有选自Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Ga、Zr、Y、In及Hf中的至少一种金属，相对于所述化合物(A)的质量与所述化合物(B)的换算成氧化物的质量的质量之和，所述化合物(B)在换算成其氧化物时被配合成30质量％以上、小于99质量％。 根据本专利技术，提供以下说明的三个优选形态的复合材料。 本专利技术的第一形态表面层在本专利技术的第一形态中，复合材料的表面层包含:作为所述化合物(A)的材料(1-1)；及作为所述化合物(B)的材料(1-2)。 材料(1-1)在本专利技术的第一形态中，材料(1-1)是选自二氧化硅、碱性硅酸盐、氧化铝及无定形氧化钛中的至少一种化合物。在本专利技术的第一形态中，作为碱性硅酸盐而可单独或多个组合使用硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂。 在本专利技术的第一形态中，材料(1-1)是亲水性的化合物。在本专利技术的第一形态中，后述的材料(1-2)是与该材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料，其具备基体材料与形成在所述基体材料的表面上的表面层，其特征为，所述表面层包含：含有选自Si、Al、Ti、Sn及W中的至少一种金属与氧的化合物A；及选自氧化物、无机盐与有机盐中的至少一种化合物B，氧化物、无机盐与有机盐含有选自Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ga、Zr、Y、In及Hf中的至少一种金属，相对于所述化合物A的质量与所述化合物B的换算成氧化物的质量的质量之和，所述化合物B在换算成其氧化物时被配合成30质量％以上、小于99质量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.29 JP 2011-290422;2011.12.29 JP 2011-290421.一种复合材料，其具备基体材料与形成在所述基体材料的表面上的表面层，其特征为， 所述表面层包含:含有选自S1、Al、T1、Sn及W中的至少一种金属与氧的化合物A ;及选自氧化物、无机盐与有机盐中的至少一种化合物B，氧化物、无机盐与有机盐含有选自 Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Ga、Zr、Y、In 及 Hf 中的至少一种金属， 相对于所述化合物A的质量与所述化合物B的换算成氧化物的质量的质量之和，所述化合物B在换算成其氧化物时被配合成30质量％以上、小于99质量％。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征为， 所述表面层包含:作为所述化合物A的材料1-1 ;及作为所述化合物B的材料1-2， 所述材料1-ι是选自二氧化硅、碱性硅酸盐、氧化铝及无定形二氧化钛中的至少一种化合物， 所述材料1-2是选自氧化物、无机盐及有机盐中的至少一种化合物，氧化物、无机盐及有机盐含有选自Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Ga、Zr、Y、In及Hf中的至少一种金属， 相对于所述材料1-1的质量与所述材料1-2的换算成氧化物的质量的质量之和，所述材料1-2在换算成其氧化物时被配合成30质量％以上、70质量％以下。3.根据权利要 求2所述的复合材料，其特征为，相对于所述材料1-1的质量与所述材料1-2的换算成氧化物的质量之和，所述材料1-2在换算成其氧化物时被配合成30质量％以上、50质量％以下。4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征为，在所述表面层中，所述材料1-2在换算成其氧化物时被配合成30质量％以上、70质量％以下。5.根据权利要求4所述的复合材料，其特征为，在所述表面层中，所述材料1-2在换算成其氧化物时被配合成30质量％以上、小于50质量％。6.根据权利要求2至5中的任意一项所述的复合材料，其特征为，在用扫描电子显微镜测定进入20万倍视场的任意100个粒子的长度而计算时，所述材料1-1是具有1nm以上、10nm以下的个数平均粒径的粒子。7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的复合材料，其特征为，所述表面层不含有光触媒材料。8.根据权利要求1所述的复合材料，其特征为， 所述表面层包含:作为所述化合物A的一种的材料I1-1 ;作为所述化合物B的材料Π-2 ;及作为所述化合物A的一种的材料11-3， 所述材料I1-1是光触媒材料， 所述材料I1-2是选自氧化物、无机盐及有机盐中的至少一种化合物，氧化物、无机盐及有机盐含有选自Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Ga、Zr、Y、In及Hf中的至少一种金属， 所述材料Π-3是选自二氧化硅、碱性硅酸盐及无定形二氧化钛中的至少一种化合物， 而且，包含作为所述化合物A的一种的材料而且作为任意成分的氧化铝， 相对于所述材料I1-1的质量、所述材料I1-2的换算成氧化物的量、所述材料I1-3的换算成氧化物的量与所述氧化铝的质量之和， 所述材料I1-1被配合成大于O质量％、小于20质量％， 所述材料I1-2在换算成其氧化物时被配合成大于35质量％、60质量％以下，所述材料I1-3在换算成其氧化物时被配合成大于10质量％、小于65质量％， 而且氧化铝被配合成O质量％以上、10质量％以下。9.根据权利要求8所述的复合材料，其特征为，所述光触媒材料是选自锐钛矿型氧化钛、金红石型氧化钛、板钛矿型氧化钛、氧化锌、氧化锡、结晶性氧化钨及非晶质氧化钨中的至少一种光触媒材料。10.根据权利要求8或9所述的复合材料，其特征为，在用扫描电子显微镜测定进入20万倍视场的任意100个粒子的长度而计算时，所述材料I1-1是具有1nm以上、10nm以下的个数平均粒径的粒子。11.根据权利要求1所述的复 合材料，其特征为， 所述表面层包含:作为所述化合物A的材料II1-1 ;及作为所述化合物B的材料111-2， 所述材料ii1-ι是光触媒材料， 所述材料II1-2是选自氧化物及无机盐中的至少一种化合物，氧化物及无机盐含有选自 Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Ga、Zr、Y、In 及 Hf 中的至少一种金属， 相对于所述材料II1-1的质量与所述材料II1-2的换算成氧化物的质量的质量之和，所述材料II1-2在换算成其氧化物时被配合成大于50质量％、小于99质量％。12.根据权利要求11所述的复合材料，其特征为，所述光触媒材料是选自锐钛矿型氧化钛、金红石型氧化钛、板钛矿型氧化钛、氧化锌、氧化锡、结晶性氧化钨及非晶质氧化钨中的至少一种光触媒材料。13.根据权利要求11或12所述的复合材料，其特征为，所述表面层还包含作为所述化合物A的一种的材料111-3，该材料II1-3是选自二氧化硅、碱性硅酸盐、氧化铝及无定形二氧化钛中的至少一种。14.根据权利要求13所述的复合材料，其特征为，相对于所述材料II1-1的质量、所述材料II1-2的换算成氧化物的质量与所述材料II1-3的质量之和，所述材料II1-2在换算成其氧化物时被配合成大于50质量％、小于99质量％。15.根据权利要求11或12所述的复合材料，其特征为，相对于所述材料II1-1的质量与所述材料ΠΙ-2的换算成氧化物的质量之和，所述材料II1-2在换算成其氧化物时被配合成56质量％以上、90质量％以下。16.根据权利要求13所述的复合材料，其特征为，相对于所述材料II1-1的质量、所述材料II1-2的换算成氧化物的量与所述材料II1-3的质量的质量之和，所述材料II1-2在换算成其氧化物时被配合成56质量％以上、90质量％以下。17.根据权利要求11至14中的任意一项所述的复合材料，其特征为，在所述表面层中，所述材料II1-2在换算成其氧化物时被配合成大于50质量％、小于99质量％。18.根据权利要求11至16中的任意一项所述的复合材料，其特征为，在所述表面层中，所述材料II1-2在换算成其氧化物时被配合成56质量％以上、90质量％以下。19.根据权利要求11至18中的任意一项所述的复合材料，其特征为，在用扫描电子显微镜测定进入20万倍视场的任意100个粒子的长度而计算时，所述材料II1-1是具有1nm以上、10nm以下的个数平均粒径的粒子。20.根据权利要求1至19中的任意一项所述的复合材料，其特征为，所述化合物B是选自氧化物及无机盐中的至少一种化合物，氧化物及无机盐含有Zr或Hf。21.根据权利要求1至19中的任意一项所述的复合材料，其特征为，所述化合物B是非晶质的氧化物或者平均结晶直径小于1nm的氧化物粒子或者无机盐，非晶质的氧化物、平均结晶直径小于1nm的氧化物粒子及无机盐含有选自Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Ga、Zr、Y、In及Hf中的至少一种金属。22.根据权利要求21所述的复合材料，其特征为，所述化合物B是非晶质的氧化物或者平均结晶直径小于1nm的氧化物粒子或者无机盐，非晶质的氧化物、平均结晶直径小于1nm的氧化物粒子及无机盐含有Zr或Hf。23.根据权利要求1至22中的任意一项所述的复合材料，其特征为，所述基体材料是壁材或者窗材。24.一种涂装组合物，其包含:含有选自S1、Al、T1、Sn及W...

【专利技术属性】
技术研发人员：田村万理，高见浩辅，北崎聪，藤井宽之，早川信，
申请(专利权)人：TOTO株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP