用于NOx清除的半透明涂层用组合物制造技术

本发明专利技术涉及用作在建筑材料表面上的半透明涂层的ＮＯ↓［ｘ］清除组合物，其至少包括：ａ）具有至少脱ＮＯ↓［ｘ］活性的光催化的二氧化钛颗粒；ｂ）具有脱－ＨＮＯ↓［３］活性的颗粒，和ｃ）所述颗粒分散在其内的硅基材料，其中所述光催化颗粒的晶体尺寸范围为１－５０ｎｍ，和颗粒ａ）与ｂ）以小于所述组合物总重量的２０％重量的用量存在。

Composition for translucent coating for NOx removal

The invention relates to a translucent coating on the surface of building materials on the NO: X scavenging composition comprising at least: a) titanium dioxide particles having at least the photocatalytic removal of NO: X activity; B and HNO) is down 3 active particles, and C) silicon materials the particles dispersed therein, wherein the crystal size range of the photocatalytic particles is 1 50nm, and a) and b) particles exist in less than the total weight of the composition of the weight of the amount of 20%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有光催化自清洁性能的组合物，它可用作在建筑材料表面上的半透明涂层。在建筑和涂料领域中，环境污染产生严重的污染建筑和户外建筑物用外部材料的问题。在晴朗的天气，飘浮在空气内的灰尘和颗粒沉积在建筑物的屋顶和外壁上。一旦暴露于下雨时，沉积物与雨水一起流动并沿着建筑物的外壁向下流动。结果，污染物沿着雨水的轨迹粘附。当表面干燥时，污物以条文图案形式出现。为了至少部分解决这一问题，已提出在建筑材料表面上沉积涂层。或者，所述涂层对大气污染物进一步显示出光催化自清洁性能。因此，在EP 0901991、WO 97/07069、WO 97/10186和WO 98/41480中公开了氧化钛光催化涂层。更具体地说，二氧化钛(TiO2)(它是一种半导体)将UV辐射(例如紫外光)转化成电子和空穴，所述电子和空穴最终可引发有害的有机化合物分解成无害的物质。典型的大气污染物例如是氮氧化物、臭氧和吸附在材料的涂布表面上的有机污染物。在建造(built-up)区域，例如在其中有机污染物的浓度可能相对高的城市街道中，特别是在其中材料可获得的表面积也相对高的强日光中，这尤其是有利的。然而，与如此形成的氧化物物种，例如在水和氧气存在下，由NO2和NO与TiO2/紫外光反应形成的HNO3有关的一个问题是，它们吸附在材料的涂布表面上，它们可引起玷污和/或腐蚀的问题。因此，仍需要与现有的涂料相比，具有显著改进的去污染性能、不玷污能力和突出的耐用性的涂料。令人惊奇的是，专利技术人已发现通过用作涂层的特定组合物，能有效地实现这一目的。因此，本专利技术的目的是提供一种组合物，当作为涂层施涂到材料表面上时，显示出改进的NOx和任选地VOCx(即挥发性有机物，例如二甲苯和苯)清除性能。本专利技术另一目的是提供一种组合物，它可赋予这种性能且没有牺牲涂层的半透明性。本专利技术再一目的是提供一种组合物，当将其作为涂层施涂到材料表面上时，可尤其通过雨水或者通过用水洗涤，容易地从中脱除污染物。具体地说，当将其施涂到基底表面上成膜时，该组合物能使粘附到表面上的污染物或其衍生物容易地通过水洗掉。根据一个方面，本专利技术涉及在建筑材料表面上用作半透明涂层的清除NOx的组合物，该组合物至少包括a)具有至少脱NOx活性的光催化的二氧化钛颗粒；b)具有脱-HNO3活性的颗粒，和c)所述颗粒分散在其内的硅基材料，其中所述光催化颗粒的晶体尺寸范围为1-50nm，和颗粒a)与b)以小于所述组合物总重量的20％重量的用量存在。根据另一方面，本专利技术涉及在材料的表面赋予对大气污染物自清洁性能的方法，所述方法至少包括下述步骤-施涂本专利技术的组合物到材料表面上，和-干燥或固化所述组合物，提供半透明的涂层体系。光催化的二氧化钛颗粒本专利技术的组合物至少包括具有脱-NO3活性的分散的光催化二氧化钛颗粒，其中NOx是指NO和/或NO2。根据一个具体的实施方案，所述光催化的颗粒还显示出脱-VOC活性。在本专利技术中，此处所使用的术语“脱-NOx”和/或“脱-VOC”活性是指能将NOx和/或VOC物种转化成它们各自的氧化物种，例如对于NOx来说，转化成HNO3。具体地说，在本专利技术中，此处所使用的术语“光催化颗粒”是指基于下述材料的颗粒，其中当所述材料暴露于具有比晶体的导带与价带之间的能隙能量高(即较短波长)的光(激发光)下时，可引起价带内的电子激发(光激发)，产生传导电子和原子价空穴。包含在本专利技术组合物内的光催化二氧化钛颗粒基本上包括氧化钛的锐钛矿和金红石形式及其混合物，但锐钛矿类氧化钛因其高的光催化活性，是特别优选的。对于涂层的二氧化钛颗粒来说，颗粒的性质优选主要是锐钛矿晶体形式。“主要”是指在涂料组合物内的二氧化钛颗粒中锐钛矿的含量大于50％质量。涂料组合物颗粒优选显示出大于80％的含量。通过X-射线衍射测量结晶度和晶相的性质。掺入到涂料内的结晶二氧化钛颗粒显示出范围为1-150纳米的平均粒度，优选范围为2-30纳米，仍更优选5-20纳米。通过透射电子显微术(TEM)以及XRD，测量直径。优选的光催化剂颗粒具有高表面积/g，例如高于30m2/g，优选高于50m2/g，和最优选大于约100m2/g，这通过BET方法来测量。相反，常规TiO2颜料，即具有光催化性能的常规TiO2颜料的表面积/g为约1-30m2/g。光催化剂颗粒小得多的颗粒和结晶度之差得到高得多的表面积。对于本专利技术来说，尤其方便的是以名称S5-300B由MillenniumInorganic Chemicals Ltd.销售的光催化剂TiO2。以所述组合物总重量的0.1-15，优选1-12，和最优选2-10重量(以干物质形式表达)的用量添加具有光催化活性的颗粒。特别地，本专利技术的组合物至少包括5％重量的光催化颗粒。根据一个具体的实施方案，光催化颗粒也可显示出脱-VOC的清除性能。光催化二氧化钛颗粒可用作通过在水中分散制备的溶胶，用作含水或含溶剂的糊剂，或者用作粉末。制备溶胶所使用的分散剂的优选实例包括水，醇例如甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇和异丁醇，和酮，例如甲乙酮和甲基异丁基酮。脱-HNO3颗粒本专利技术的组合物包括清除由NOx颗粒光催化形成的氧化物种HNO3的分散颗粒。第二类颗粒被称为“HNO3清除颗粒”或者脱-HNO3颗粒。脱-HNO3颗粒的例举实例包括碱性化合物，尤其任何不可溶的碳酸盐，和例如碳酸钙、碳酸锌、碳酸镁及其混合物。特别地，这种化合物的优选实例包括碳酸钙。对其用量没有特别限制，所述用量应当足以实现HNO3转化成其碱性盐，第二，与包括它的涂料相容。所述组合物总重量的0.05-15，尤其0.1-2重量(以干物质形式表达)的用量可能是尤其方便的。脱-HNO3颗粒/光催化颗粒之比的范围可以是0.05-2，尤其0.1-1，和更特别地0.2-0.8。所述颗粒，即脱-HNO3颗粒和光催化颗粒以组合物总重量的小于20％重量(以干物质形式表达)，尤其小于15％重量，和更尤其小于12重量5的用量包括在本专利技术的组合物内。硅基组分本专利技术的组合物含有其中至少前面公开的颗粒捕获在其内的硅基组分。具体地说，在本专利技术中，此处所使用的术语“硅基材料”是指基于氧化硅或其混合物的任何材料，它能提供对于涂布来说方便的硅基膜。硅基膜有利地提供聚硅氧烷聚合物膜。根据一个实施方案，硅基材料至少包括一种聚硅氧烷衍生物，和尤其具有下式的聚硅氧烷衍生物 其中-n的数值提供固体的重量百分数范围为40-70％的聚硅氧烷含水分散液，和-R1和R2是1-20个碳原子的烷基，或者芳基，例如苯基。典型地，n的数值范围为约50-2000。例举的R1和R2基是烷基(例如，甲基、乙基、丙基、丁基、2-乙基丁基、辛基)，(例如，环己基、环戊基)，链烯基(例如，乙烯基、己烯基、烯丙基)，芳基(例如，苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、联苯基)，芳烷基(例如，苄基、苯乙基)，其中键合到碳上的一些或所有氢被(例如卤素原子或氰基)取代的任何前述基团，或者用例如氨基、醚基(-O-)、羰基(-CO-)、羧基(-COOH)或磺酰基(-SO2-)(例如，氯代甲基、三氟丙基、2-氰乙基、3-氰丙基)取代或者含有它们的基团。对于本专利技术来说，尤其方便的是由WACKER-Chemie GmbH公司以商品名WACKER BS 45本文档来自技高网...

【技术保护点】
在建筑材料表面上用作半透明涂层的清除ＮＯ↓［ｘ］的组合物，它至少包括：ａ）具有至少脱－ＮＯ↓［ｘ］活性的光催化的二氧化钛颗粒；ｂ）具有脱－ＨＮＯ↓［３］活性的颗粒，和ｃ）其中分散了所述颗粒的硅基材料，其中所述 光催化颗粒的晶体尺寸范围为１－５０ｎｍ，和颗粒ａ）与ｂ）以小于所述组合物总重量的２０％重量的用量存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：G古德温，J斯特拉通，R麦克茵泰利，
申请(专利权)人：美礼联化工英国控股有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]