光催化剂涂料及其制造方法和光催化剂体的制造方法技术

提供一种维持光催化活性，并且具有优异的耐水性和耐久性的光催化剂涂料。光催化剂涂料至少含有光催化剂颗粒、粘合剂以及水。粘合剂包括具有环氧乙烷结构的硅烷偶联剂的水溶性水解产物。优选地，具有环氧乙烷结构的硅烷偶联剂的水溶性水解产物的含量相对于所述光催化剂涂料所含有的总固体成分的重量为0.5重量％以上且20重量％以下。

Photocatalyst coating and its manufacturing method and photocatalyst body manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
光催化剂涂料及其制造方法和光催化剂体的制造方法
本专利技术涉及一种光催化剂涂料、光催化剂涂料的制造方法以及光催化剂体的制造方法。
技术介绍
光催化剂颗粒含有光催化活性。光催化活性为例如，空气中有害物质的分解、恶臭原因物质的分解，溶解或分散在水中的污染物质的分解、菌类的分解、菌类的成长抑制、外壁污染的抑制或窗户的污染的抑制。为了将光催化剂颗粒实用化，需要将光催化剂颗粒固定在基材上。例如，专利文献1公开了一种防污性丙烯酸板，其由丙烯酸基材、在其表面上形成的二氧化硅层以及进一步形成在其上的光催化剂层。在丙烯酸基材的表面和二氧化硅层之间设置由硅烷偶联剂构成的结合层。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2011/059101号
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题但是，专利文献1所公开的丙烯酸板中，基材和二氧化硅层仅通过硅烷偶联剂结合，并且基材和光催化剂颗粒牢固地结合而使耐水性和耐久性提高这方面不足。本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种维持光催化活性，并且具有优异的耐水性和耐久性的光催化剂涂料、光催化剂涂料的制造方法以及光催化剂体的制造方法。用于解决技术问题的技术方案本专利技术的光催化剂涂料至少含有光催化剂颗粒、粘合剂以及水。所述粘合剂包括具有环氧乙烷结构的硅烷偶联剂的水溶性水解产物。本专利技术的光催化剂涂料的制造方法包括：将包括所述水解产物的所述粘合剂、光催化剂颗粒和水混合而获得光催化剂涂料的工序。>本专利技术的光催化剂体的制造方法，其是具备基材和所述基材上配置有光催化剂层的光催化剂体的制造方法。本专利技术的光催化剂体的制造方法包括通过将所述光催化剂涂料涂布在所述基材上而加热，经由含有所述水解产物的所述粘合剂将所述光催化剂颗粒和所述基材结合的工序。有益效果本专利技术的光催化剂涂料和通过本专利技术的制造方法制造的涂料保持光催化活性，并且具有优异的耐水性和耐久性。此外，通过本专利技术的制造方法制造的光催化剂体保持光催化活性，并且具有优异的耐水性和耐久性。具体实施方式以下，详细地说明本专利技术的实施方式，但是，本专利技术不限于以下的这些实施方式。本专利技术在本专利技术的目的范围内进行适当改变而能够实施。关于重复说明的部分，可以适当地省略说明，但是本专利技术的范围不受限制。以下，可以在化合物名称之后添加“类”，一般地指代化合物及其衍生物。[第一实施方式：光催化剂涂料]本专利技术的第一实施方式是关于光催化剂涂料(以下，有时记载为“涂料”)。第一实施方式的涂料至少含有光催化剂颗粒、粘合剂和水。优选地，涂料进一步含有间隔物颗粒。此外，涂料也可以根据需要，进一步含有添加剂。第一实施方式的涂料是含有水的水性涂料。通过使用水作为涂料的溶剂，可以降低环境负荷，且提高作业环境。(粘合剂)粘合剂将涂布有涂料的基材和光催化剂颗粒结合。粘合剂包括具有环氧乙烷结构的硅烷偶联剂的水溶性水解产物。以下，有时将“具有环氧乙烷结构的硅烷偶联剂”记载为“硅烷偶联剂X”。此外，有时将“具有环氧乙烷结构的硅烷偶联剂的水溶性水解产物”记载为“水解产物Y”。硅烷偶联剂X至少具有硅原子、与硅原子键合的烷氧基以及与硅原子键合的具有环氧乙烷结构的基团。水解产物Y是硅烷偶联剂X的水解产物。通过水解硅烷偶联剂X获得水解产物Y。当硅烷偶联剂X被水解时，与硅原子键合的烷氧基被水解而形成与硅原子键合的羟基。由此，获得至少含有硅原子、与硅原子键合的羟基(即，硅烷醇基，Si-OH)和具有与硅原子键合的环氧乙烷结构的基团的水解产物Y。通过在粘合剂中含有水解产物Y，可以获得以下所示的第一～第四优点。首先，说明第一优点。当将涂料涂布到基材上而加热时，水解产物Y的一部分硅烷醇基和基材表面上的羟基脱水缩合，在水解产物Y和基材之间形成化学键合。此外，水解产物Y的一部分硅烷醇基和光催化剂颗粒表面上的羟基脱水缩合，在水解产物Y和光催化剂颗粒之间形成化学键合。通过引起这些脱水缩合，当将涂料涂布到基材上而加热时，经由含有水解产物Y的粘合剂，光催化剂颗粒和基材可以牢固地结合。通过牢固地结合，可以提高使用涂料而形成的光催化剂层的耐水性以及耐久性。下来，说明第二优点。当将涂料涂布到基材上而加热时，通过水解产物Y的一部分硅烷醇基相互脱水缩合，水解产物Y彼此之间键合。此外，通过水解产物Y的环氧乙烷结构开环而相互键合，水解产物Y彼此之间键合。通过这种方式水解产物Y彼此之间键合，当将涂料涂布到基材上而加热时，经由含有水解产物Y的粘合剂，光催化剂颗粒和基材可以更牢固地结合。通过牢固地结合，可以提高使用涂料而形成的光催化剂层的耐水性以及耐久性。下来，说明第三优点。由于具有环氧乙烷结构，水解产物Y相对于水的亲和性提高。由于相对于水的亲和力提高，水解产物Y易于与含水的水性涂料相容。下来，说明第四优点。一般地，当将涂料涂布到基材上而加热时，在引起硅烷偶联剂水解后引起脱水缩合。一般地，硅烷偶联剂的水解需要一定程度的时间。但是，第一实施方式的涂料含有硅烷偶联剂X已水解的水解产物Y。因此，当将涂料涂布到基材上而加热时，仅引起水解产物Y的脱水缩合，并且可以省略水解。因此，可以省略水解所需的时间，并且可以缩短在第三实施方式中后述的光催化剂体的制造所需的时间。水解产物Y具有水溶性。由于水解产物Y具有水溶性，因此，可以使水解产物Y稳定地存在于含有水的涂料中。在本说明书中，水解产物Y具有水溶性是指，当在25℃的环境下将5重量份的水解产物Y添加到95重量份的水中时，将水解产物Y溶解在水中。可以目视确认水解产物Y是否溶解在水中。硅烷偶联剂X所具有的环氧乙烷结构由下述化学式(2)表示。作为具有环氧乙烷结构的硅烷偶联剂X的优选示例，可以例举出具有环氧基的硅烷偶联剂X。环氧基由下述化学式(2-1)表示。在化学式(2-1)中，*表示化学键。此外，作为具有环氧乙烷结构的硅烷偶联剂X的其它优选示例，可以例举具有缩合环基的硅烷偶联剂X，该缩合环基是环氧乙烷和碳原子数为3个以上的环烷烃缩合的缩合环基。这种缩合环基由下述化学式(2-2)表示。在化学式(2-2)中，p和q各自独立地表示0以上的整数，*表示化学键。在化学式(2-2)中，p优选表示0以上且5以下的整数，更优选为表示1。q优选表示0以上且5以下的整数，更优选为表示2。[化学式1]硅烷偶联剂X优选为由通式(1X)表示的硅烷偶联剂。以下，有时将“由通式(1X)表示的硅烷偶联剂”记载为“硅烷偶联剂(1X)”。[化学式2]通式(1X)中，R1表示烷氧基。R2代表烷基。R3表示亚烷基。m表示1以上且3以下的整数。E表示由通式(E1)或(E2)表示的基团。[化学式3]通式(E1)中，R4表示亚烷基，*表示与R3键合的化学键。通式(E2)中，*表示与R3键合的化学键。另外，通式(1X)中的E表示由通式(E1)表示的基团的硅烷偶联剂(1X)是具有上述环氧基的硅烷偶联剂X的优选示例。通式(1X)中的E表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光催化剂涂料，其特征在于，所述光催化剂涂料至少含有光催化剂颗粒、粘合剂以及水，/n所述粘合剂包括具有环氧乙烷结构的硅烷偶联剂的水溶性水解产物。/n

【技术特征摘要】
20180831 JP 2018-1630671.一种光催化剂涂料，其特征在于，所述光催化剂涂料至少含有光催化剂颗粒、粘合剂以及水，
所述粘合剂包括具有环氧乙烷结构的硅烷偶联剂的水溶性水解产物。


2.根据权利要求1所述的光催化剂涂料，其特征在于，所述水解产物的含量相对于所述光催化剂涂料所含有的总固体成分的重量为0.5重量％以上且20重量％以下。


3.根据权利要求1所述的光催化剂涂料，其特征在于，所述光催化剂颗粒的含量相对于所述光催化剂涂料所含有的总固体成分的重量为75重量％以上且99重量％以下。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的光催化剂涂料，具有所述环氧乙烷结构的硅烷偶联剂为由通式(1X)表示的硅烷偶联剂，
[化学式1]



所述通式(1X)中，R1表示烷氧基，R2表示烷基，R3表示亚烷基，m表示1以上且3以下的整数，E表示由通式(E1)或(E2)表示的基团，[化学式2]



所述通式(E1)中，R4表示亚烷基，*表示与R3键合的化学键，所述通式(E2)中，*表示与R3键合的化学键。


5.根据权利要求1～3中任一项所述的光催化剂涂料，其特征在于，具有所述环氧乙烷结构的硅烷偶联剂为3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。


6...

【专利技术属性】
技术研发人员：川濑德隆，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP