氧化钛溶胶，其特征在于，含带负电的无定形氧化钛粒子和具有可见光应答性的氧化钛粒子合计为５０～９９质量份，含选自缩合磷酸、缩合磷酸盐、以及含有羧基的螯合物中的一种以上阴离子性化合物合计为１－５０质量份和含溶剂，并且ｐＨ值在５－１０范围。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
氧化钛溶胶、氧化钛涂膜及其形成方法
本专利技术是关于作为由可见光照射而发挥机能的光催化剂应用的可见光应答性二氧化钛的胶体溶胶，主要是可以用于防止玷污、脱臭、亲水、防雾、抗菌等各种用途的涂布剂或作为其原料利用的氧化钛溶胶溶液。
技术介绍
以前，与有机系涂料相比，耐热耐磨等性能好的陶瓷涂料有碱金属硅酸盐系、磷酸盐系、硅溶胶系、金属氧化物系等种类。这些涂料有耐热耐磨性能好的无机系涂料的特性，不过近几年已经转向陶瓷保护膜(皮膜)还具有新性能的金属氧化物系为中心。在各种陶瓷中，氧化钛也可以发挥优良的光催化效果，紫外线照射后发挥出高的氧化能力。因此，一般都知道，光催化性能良好的氧化钛形成于金属、玻璃、陶瓷等被涂布物表面后，对防止污物的附着、恶臭成分的分解、水质的净化、防锈、抗菌、防止藻类的繁殖、难分解废弃物的分解等都有很好效果。因此，到目前为止，素材表面形成氧化钛保护膜为目的的各种氧化钛涂料及其制造方法已有很多提案。对于氧化钛保护膜的形成方法，最普遍的是采用钛的醇盐加水分解后进行涂层的溶胶-凝胶方法，与此类似的技术已报道，例如特开平4-83537号公报所述的在钛醇盐中添加酰胺，乙二醇的方法、特开平7-100378号公报所述的钛醇盐中加入醇胺类的方法。此外，另一的氧化钛溶胶的制造方法如在特开平6-293519号公报所述，通过水热处理让氧化钛微粒子形成结晶，然后加入pH为3以下的如硝酸等的酸溶液让其分散，涂布。但是，以上所述溶胶-凝胶方法、用酸解胶、分散等方法，因胶体溶液是酸性，在金属和纸等表面涂布时不仅产生腐蚀和素材劣化等问题，近年来开发出的可见光应答型TiO2系光催化剂还存在可见-->光光催化剂氧化，对可见光的反应性容易劣化的问题。本专利技术的专利技术者目前为止已开发、公开的有关技术例子有日本特许3080162号和特许公开公报2001-81357号。
技术实现思路
本专利技术解决以往已有的可见光应答型光催化剂氧化钛溶胶固有的问题，以形成稳定的有可见光光催化性能、能得到无色透明的保护膜的氧化钛胶体溶胶为目的。本专利技术的专利技术者们在研究近几年开发的可见光TiO2光催化涂料和涂布剂时，得出了必须用和以往的TiO2光催化剂不同性质的溶胶为原料的结论。即，为了避免量子大小效果引起的蓝移，与过去的锐钛矿型TiO2光催化剂相比，这些可见光应答型光催化剂粒子径大，为了对可见光表现出活性，必须有不易被氧化的溶胶液组成的结论在本专利技术中得到了确认。专利技术者们从可见光光催化剂的粉体入手，反复进行了在各种溶液中的分散试验，结果发现，以往为了配制TiO2的分散溶胶而通常使用的分散于硝酸水溶液中的方法，因其强酸性和氧化力，可见光光催化剂本身变质，使得本身的淡黄色外观成为白色，对可见光的应答性丧失。专利技术者基于以上观点，为了得到可见光应答型光催化剂的水分散溶胶，得出了需要良好的分散性和防氧化效果及pH需在中性附近的结论，并对组成进行了各种各样的试验。专利技术者们首先根据用氯化钛、硫酸钛等无机钛盐和钛醇盐在酸性下与水反应的加水分解方法，调制了对结晶性钛粒子有着优良的胶粘剂效果(粒子结合效果)的无定形二氧化钛胶体溶液。另外，专利技术者们着重研究了氧化钛胶体粒子即使在中性范围也使之具有稳定的电荷和分散性能的方法。结论是，在酸性无定形氧化钛胶体溶液中加入缩合磷酸、羟基羧酸等螯合剂后，加入吗啉、烷醇胺等有机碱成分，使pH达到5以上，由此无定形氧化钛胶体粒子带负电荷，得到稳定分散的溶胶，进而-->使可见光型光催化粒子分散其中，弱酸性～碱性的pH范围内可见光应答型光催化剂没有变质，而得到稳定分散的光催化分散溶胶，把这种溶胶涂在被处理物上，使之具备良好的可见光光催化性能，如果形成薄膜，基本上是无色透明且均一的保护膜，从而解决了存在的问题。另外，各种条件下制作的二氧化钛溶胶中，含有带负电的氧化钛胶体粒子、带羧基的螯合剂、氨水等碱性成分的中性溶胶，表现出了良好的稳定性和分散性。另外，经过对这种组成的氧化钛溶胶的制造方法的研究结果表明，含有氧化钛胶体粒子和带羧基的螯合剂的溶胶中加入碱性成分使之成为中性～碱性，进而对该溶液进行透析或离子交换树脂等去离子处理后，可以得到杂质更少的氧化钛溶胶，从而完成了本专利技术。本专利技术的第一项专利技术的特征在于，含有带负电的无定形氧化钛粒子成分和有可见光应答性的氧化钛粒子及粒子成分合计50～99质量份，含有选自缩合磷酸、缩合磷酸盐和含有羧基的螯合物中的一种以上阴离子性化合物1-50质量份，而且pH为5～10的范围。本专利技术的氧化钛溶胶中，优选含有选自烷醇胺、四烷基铵、噁嗪、哌啶和胆碱中的至少一种有机碱性成分，更优选还含有防氧化剂成分。本专利技术的氧化钛溶胶中含有的具有可见光应答性的氧化钛粒子，如可举出：(a)用X射线光电子分光法对氧化钛的结合能458eV～460eV之间的钛的半峰宽进行4次测定，第一和第二次测得的半峰宽的结果平均值作为A值，第三次和第四次测得的半峰宽的结果平均值作为B值，将A和B值代入下列公式： X＝B/A (I)所求的指数X为0.97以下，同时在测定紫外可见扩散反射光谱时，以波长220nm～800nm的光谱吸光度的积分值作为C值，波长400nm～800nm的光谱吸光度的积分值作为D，把C和D代入下列公式：--> Y＝D/C (II)得到指数Y为0.14以上的氧化钛(特开2001-72419号公报)；(b)电子自旋共振谱的g值在1.930～2.030之间有三个以上峰，这些峰中最大的峰的g值在1.990～2.020之间的氧化钛(特开2001-190953号公报)；(c)可见光照射后测定电子自旋共振谱表明，所求的自旋浓度X为1.50×1016自旋/g以上，可见光照射后测定的电子自旋共振谱求得的自旋浓度X和可见光照射前测定的电子自旋共振谱求得的自旋浓度Y的比值(X/Y)为大于1.00的氧化钛(特开2001-316116号公报)。(d)用X射线光电子分光法进行8次测定分析，对钛的电子状态而言，求得第一和第二次的分析结果累积谱图和第七、第八次的分析结果的累积谱图，找出各自的累积谱图中结合能在458eV～460eV的峰，第一和第二次分析的累积谱图中的峰的半峰宽为A1，第七和第八次的累积谱图中的峰的半峰宽为B1时，根据下式(III)： X1＝B1/A1 (III)算出X1指数在0.9以下且紫外可见扩散反射光谱中波长为250nm～550nm的吸光度积分值设为C1，波长400nm～550nm的吸光度积分值设为D1，下式(IV) Y1＝D1/C1 (IV)算出的Y1值为0.075以上的氧化钛(特开2001-322816号公报)(e)用X射线光电子分光法进行8次测定分析，对钛的电子状态而言，求得第一和第二次的分析的累积谱图和第七、第八次的分析的累积谱图，第一和第二次的累积谱图中至少有一个峰的位置结合能在459eV～460eV之间、第七和第八次的累积谱图中至少有一个峰的位置结合能在458eV～459eV之间，过渡金属的含量以元素换算相对于氧化钛中的钛为0.005～3.0mol％的氧化钛(特开2001-2974本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.氧化钛溶胶，其特征在于，含带负电的无定形氧化钛粒子和具有可见光应答性的氧化钛粒子合计为50～99质量份，含选自缩合磷酸、缩合磷酸盐、以及含有羧基的螯合物中的一种以上阴离子性化合物合计为1-50质量份和含溶剂，并且pH值在5-10范围。2.权利要求1中记载的氧化钛溶胶，其特征在于，还含有选自烷醇胺、四烷基铵、噁嗪、哌啶和胆碱中的至少一种碱性有机化合物。3....
【专利技术属性】
技术研发人员：森和彦，大哲郎，太田圭一，
申请(专利权)人：住友化学工业株式会社，日本帕卡濑精株式会社，
类型：发明
国别省市：
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