光催化涂料组合物制造技术

公开了一种包含增量剂的去污、自清洁的涂料组合物，所述增量剂含有碳酸钙与一种或多种备选增量剂的混合物。本发明专利技术的涂料表现出改善的耐久性和不透明度而不影响NOx化合物的光催化去除率。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】光催化涂料组合物 本申请是申请日为2008年8月4日、申请号为200880127396.9、专利技术名称为"光催化 涂料组合物"的中国专利申请的分案申请。 专利
本专利技术设及用于在表面上提供光催化涂层的组合物。更具体地，本专利技术设及包含 光催化二氧化铁颗粒和增量剂的去污、自清洁涂料组合物，所述增量剂（extender)含有碳 酸巧与备选增量剂的混合物。 专利技术背景 二氧化铁是在涂料、纸塑料（paperplastic)和墨水中广泛用作颜料的光活性材 料。对于颜料应用，光活性通常并非是期望的并且颜料级二氧化铁通常由抑制该材料光活 性的方法制备。W两种晶相即晶格结构、折射率和密度不同的金红石和锐铁矿制得二氧化 铁。金红石相是更为稳定的相且有利地用于颜料应用，因为金红石颜料与它们的锐铁矿相 应物相比具有较高的折射率，从而产生较大的不透明度和白度。 二氧化铁的锐铁矿形式与金红石形式相比通常更具光活性且用于光催化应用，而 金红石形式用作颜料。二氧化铁的光催化性能由在紫外0JV)和近UV福射的作用下电子从 价带跃迁到导带而产生。产生的反应性的电子-空穴对迁移到二氧化铁颗粒的表面，在那 里所述空穴氧化所吸附的水而产生反应性的径基自由基且所述电子还原所吸附的氧而产 生超氧自由基，所述两者均能够降解空气中的N化和挥发性有机化合物（V0C)。鉴于运些性 能，已在涂料等中使用光催化二氧化铁W从空气中除去污染物。运样的涂料还可W具有自 清洁的优势，因为也在表面上对污物（油脂、霉、霉菌、藻类等）进行氧化。Goodwin等的国际申请公布No.W02005/083014、W02006/030250 和W02005/083013 描述了包含光催化Ti化的自清洁和去污涂料组合物。 在N化物质被光催化反应产生的反应性物质氧化时，形成硝酸和亚硝酸。涂料组 合物中存在的碱性填料或增量剂将所述酸性物质中和为亚硝酸盐和硝酸盐，通过降雨将其 从涂层除去。最常用的增量剂为碳酸巧。 可使用不同类型的有机粘合剂或树脂体系制备包含光催化二氧化铁的涂料组合 物。不存在其它材料时，有机粘合剂在UV光存在下分解为二氧化碳、水和含氮物质，如果存 在，则导致涂料的降解。在将涂料暴露于来自直射日光的强烈UV福射时运种问题受到加 剧，外用漆就是如此。运样的涂料通常是用在相对低的催化剂浓度下抵抗光催化氧化的无 机粘合剂或有机聚合物配制的。在W前，用基于有机娃的（silicone-based)聚合物例如娃 氧烧聚合物制备包含光催化二氧化铁的涂料，运是由于运些材料在由光催化反应产生的活 性物质存在下的较大的稳定性。使用仅包含基于有机娃的聚合物的粘合剂是不利的，运是 因为基于有机娃的聚合物与其它有机聚合物例如基于丙締酸或苯乙締的聚合物相比，明显 更为昂贵。期望制备包含与较低成本有机聚合物混合的减少量的娃基聚合物的、成本有效 的光催化涂料组合物。然而，将有机聚合物与基于有机娃的聚合物混合导致涂料组合物的 耐久性较低。 因此，存在对改善的光催化涂料组合物的需要，该涂料组合物在较低成本下表现 出改善的耐久性和光学性能，并同时维持除去光催化N化氧化反应的酸性副产物的能力。 [000引列出前述讨论仅用于更好地了解本领域所面临问题的本质，无论如何不应将前述 讨论理解为承认为现有技术，也不应将本文中所引用的任何文献解释为承认运些文献构成 本申请的"现有技术"。 专利技术概述 本专利技术的自清洁、去污涂料组合物包含：催化性二氧化铁，含有娃基聚合物的粘合 剂，W及含有碳酸巧与一种或多种备选增量剂的混合物的增量剂组分。本专利技术的涂料组合 物W较低成本表现出改善的耐久性和不透明度，并同时保持除去来自环境的N化且中和来 自N〇x物质的光催化氧化的酸性副产物的能力。 在一个实施方案中，所述涂料组合物还包含颜料，该颜料可W是颜料性二氧化铁 或者二氧化铁与一种或多种颜料的混合物。 本专利技术组合物的粘合剂除娃基聚合物外典型地还包含有机聚合物。本专利技术还涵盖 包含粘合剂组分的组合物，所述粘合剂组分含有娃基聚合物W及有机聚合物混合物或共聚 物的混合物。在本专利技术的某些实施方案中，有机聚合物是苯乙締聚合物或共聚物或者丙締 酸系聚合物或共聚物。优选的有机聚合物或共聚物是苯乙締-丙締酸系共聚物。 本专利技术的组合物中的一种或多种备选增量剂可W是除了碳酸巧外的任何增量剂， 该备选增量剂改善在将所述组合物施用到基材时制得的涂层的耐久性，所述备选增量剂包 括但不限于：高岭±、二氧化娃、滑石、石英和重晶石。"闪烧"高岭±特别适用于本专利技术组合 物。在一些实施方案中，组合物中的增量剂组分包含碳酸巧与一种或多种备选增量剂W碳 酸巧与备选增量剂的体积比为约50:50-约90:10或约65:35-约75:25的混合物。 本专利技术的组合物可W使用任何形式的光催化二氧化铁，包括金红石和锐铁矿形式 或者它们的混合物。典型地，光催化二氧化铁为锐铁矿形式。优选地，光催化二氧化铁基本 上不存在金红石形式。在一个实施方案中，光催化二氧化铁包含占干组合物的约2体积％ 和约10体积％之间的PVC。 在一个实施方案中，本专利技术的涂料组合物包括：含有聚硅氧烷聚合物与苯乙 締-丙締酸系共聚物的混合物的粘合剂组分，和含有碳酸巧与闪烧高岭±的混合物的增量 剂组分。在本专利技术的组合物的一个实施方案中，粘合剂组分含有聚硅氧烷聚合物与苯乙 締-丙締酸系共聚物W聚硅氧烷聚合物与苯乙締-丙締酸系共聚物的体积比为约50:50至 约70:30的混合物。在其它实施方案中，所述组合物的增量剂组分含有碳酸巧与闪烧高岭 ±^碳酸巧与高岭上的体积比为约60:40至约80:20或约60:40至约70:30的混合物。 通过参考下列详细说明和附图，将更好地理解本专利技术的运些和其它方面。 附图简述 图1显示了描述作为不同增量剂的函数的由涂料组合物制得的涂层的耐久性的图。 图2是显示作为粘合剂硅氧烷含量的函数的涂层耐久性的图。 图3是显示作为增量剂碳酸巧含量的函数的涂层耐久性的图。 图4是显示作为增量剂碳酸巧含量的函数的N化去除率的图。 专利技术详述 在优选的实施方案中，本专利技术提供了涂料组合物，该涂料组合物包含：光催化二氧 化铁，娃基粘合剂与有机粘合剂的混合物w及含有碳酸巧与一种或多种备选增量剂的混合 物的增量剂组分。本专利技术的涂料组合物在被施用到基材时产生的涂层W较低成本表现出优 异的耐久性和改善的不透明度，并同时保持除去来自环境的N化且中和来自NOy物质的光催 化氧化的酸性副产物的能力。 可用各种粘合剂或树脂体系制备光催化涂料组合物。典型地，运些涂料组合物包 含在光催化氧化还原条件下表现出良好稳定性的娃基粘合剂，例如聚硅氧烷聚合物。仅由 碳、氨、氧和氮构成的有机粘合剂，在UV光存在下被光催化二氧化铁快速氧化为水、二氧化 碳和含氮物质，从而导致涂料的降解。 虽然包含硅氧烷型聚合物的涂料组合物显示出优异的耐久性，但是硅氧烷型聚合 物的成本显著高于其它有机聚合物例如丙締酸系或苯乙締聚合物的成本。因此，期望制备 运样的涂料组合物，在该涂料组合物中减少硅氧烷型聚合物的数量W有利于第二有机聚合 物从而降低该涂料组合物的原料成本。然而，用仅由碳、氨和氧构成的有机聚合物稀释娃氧 烧型聚合物不利地影响所制得的涂层的耐久性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于形成自清洁、去污涂层的组合物，该组合物包含：(i)光催化二氧化钛；(iii)含有聚硅氧烷聚合物的粘合剂组分；和(iv)含有碳酸钙与一种或多种备选增量剂的混合物的增量剂组分；其中所述组合物能够在基材上提供与不包含所述一种或多种备选增量剂的在其它方面相同的涂层相比具有优越耐久性的涂层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·斯特拉登，G·古德温，
申请(专利权)人：水晶美国股份公司，
类型：发明
国别省市：美国;US