改进的除污染涂料组合物制造技术

本发明专利技术是含光催化的二氧化钛颗粒，遮光剂、硅酮化合物、除－ＨＮＯ↓［３］颗粒、苯乙烯树脂空心微球和溶剂的涂料组合物。与常规涂料相比，在除污染的涂料组合物中硅酮化合物和苯乙烯树脂空心微球的结合物导致改进的遮光性和耐久性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求2006年10月18日提交的美国专利申请序列号11/582763的优先权，其内容在此通过参考全文引入。专利
本专利技术涉及可用于在基底表面上形成除污染和/或防垢涂层的改进的涂料组合物。专利技术背景使材料表面污物清洁的常规方法包括处理表面，以提供除去在表面上沉积的污点或污物的能力。在其它方法中，固定在表面上的光催化剂的优良氧化降解活性被用于降解在表面上沉积的有机物或污点或污物以及与该表面接触的任何气体污染。特别地，非均相光催化剂有效地用于氧化并进而从流体，其中包括水和空气中除去不想要的化合物。因此，UV发光(UV-illuminated)催化剂，例如二氧化钛吸收紫外光，产生迁移到催化剂表面上的电子和空穴。在该表面处，电子还原所吸收的氧气，而空穴氧化有机化合物或所吸收的水分子。然而，仅仅采用这种单一的光催化涂料组合物，不可能长寿命，即超过5年以上提供满意的除污染性能。因此，本专利技术的目的是提供一种涂料组合物，与环境，例如户内或户外环境无关，该涂料组合物可半永久地和在单一的涂层内显示出优良的表面除污染性能，尤其对油脂污物，其中包括霉菌(mildew)、霉菌(mold)、藻类或污点具有优良的污物清洁活性。对于各种原因来说，包括成本和所需特性，总希望开发出新的更好的除污涂料组合物。专利技术概述本专利技术是一种涂料组合物，它包括光催化的二氧化钛颗粒，遮光-->剂、硅酮化合物、除-HNO3颗粒、苯乙烯树脂空心微球和溶剂。与不含硅酮化合物和苯乙烯树脂空心微球的结合物的涂料相比，该涂料组合物显示出预料不到的改进的遮光性和耐久性。专利技术详述本专利技术的涂料组合物包括光催化的二氧化钛颗粒。在本专利技术中，此处所使用的术语“光催化的二氧化钛颗粒”是指当暴露于任何波长的光下时，可引起价带内的电子激发(光激发)产生导带电子并在价带内留下空穴的二氧化钛颗粒。光催化二氧化钛颗粒可以是任何类型的二氧化钛。优选地，光催化的二氧化钛颗粒是锐钛矿、金红石或其混合物。最优选，光催化二氧化钛颗粒主要是锐钛矿，这通过X-射线衍射图案来测定。所谓主要是锐钛矿是指纳米颗粒至少80％为锐钛矿，和最优选大于95％是锐钛矿。二氧化钛的锐钛矿形式因其较高的光活性是特别优选的。可优选通过添加周期表中的其它元素来改性光催化二氧化钛颗粒，以提高在较长波长下以及在光谱的可见光部分内的光活性。结晶锐钛矿二氧化钛颗粒优选平均粒度为2-100纳米，更优选5-50纳米，和最优选5-40纳米。可通过透射式电子显微术(TEM)以及X-射线颜色(XRD)来测量直径。优选地，光催化颗粒具有大于30m2/g，更优选大于50m2/g，和最优选大于约100m2/g的高表面积，这通过BET法来测量。合适的光催化二氧化钛颗粒可购自Millennium InorganicChemicals Ltd.(PC系列产品)、Degussa Corporation(例如，)、Sachtleben Chemie GmbH(例如，Hombikat UV 100)、Tayca Corporation(例如，AMT-600)，或Ishihara Corporation(ST系列产品)。也可通过本领域已知的任何方法制备光催化二氧化钛颗粒。制备光催化二氧化钛颗粒的方法是本领域众所周知的，参见例如，美国专利No.4012338，在此通过参考将其引入。光催化二氧化钛颗粒的存在量优选为组合物总重量的0.5-20％，更优选1-15％，和最优选1-12％。-->可将光催化二氧化钛颗粒以通过在分散剂内分散制备的溶胶形式，以含水或含溶剂的糊剂形式，或者以粉末形式引入到组合物中。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。本专利技术的涂料组合物还包括遮光剂。适合于本专利技术的遮光剂包括能提供涂层遮盖力的任何有机或无机化合物，其中包括颜料、着色剂和/或填料。更优选，遮光剂是二氧化钛。颜料级二氧化钛优选粒度范围为0.2-0.5微米，因此与光催化二氧化钛颗粒的粒度相比显著要大。在例如美国专利No.6342099中公开了通过表面处理降低其光活性的二氧化钛颜料。合适的可商购的二氧化钛颜料包括595(Millennium Inorganic Chemicals Ltd的产品)，或在胶乳或乳液油漆应用中被推荐的任何颜料级二氧化钛。颜料级二氧化钛可以是未处理的二氧化钛。然而，优选是用至少一种无机氧化物涂料，例如氧化铝、二氧化硅、氧化锆和类似物处理过的涂布的二氧化钛。在二氧化钛上沉积金属氧化物的方法是本领域的技术人员众所周知的。优选地，通过湿法处理或者通过气相沉积，添加金属氧化物。在美国专利Nos.3767455、4052223和6695906中教导了合适的湿法处理技术，其教导在此通过参考引入。在美国专利Nos.5562764和6852306中教导了合适的气相沉积技术，其教导在此引入作为参考。通过添加二氧化硅化合物形成在颜料级二氧化钛表面上的二氧化硅涂层。合适的二氧化硅化合物包括水溶性碱金属硅酸盐。优选的碱金属硅酸盐包括硅酸钠、硅酸钾和类似物。最优选，二氧化硅化合物是硅酸钠。通过添加氧化锆化合物，形成二氧化锆涂层。适合于在本专利技术中使用的氧化锆化合物包括氧化锆的酸性盐，例如氯氧化锆、硫酸氧锆和类似物。最优选，氧化锆化合物是氯氧化锆或硫酸氧锆。类似地，可由范围典型地为0.5-10％的盐，例如硫酸铝或铝酸钠来沉淀氧化铝的水合形式或氢氧化铝。另外，可用多元醇，例如三羟甲基乙醇和三羟甲基丙烷、烷醇胺，-->例如三乙醇胺、磷酸盐及其混合物处理涂布的二氧化钛颜料。优选地，由水溶性磷酸盐化合物，例如焦磷酸四钾、多聚磷酸钠、焦磷酸四钠(Tetron)、三聚磷酸钠、三聚磷酸钾、六偏磷酸钠(Calgon)、磷酸和类似物形成磷酸盐化合物。最优选水溶性磷酸盐化合物是六偏磷酸钠。在一个实例中，可首先用磷酸盐化合物的沉积物处理二氧化钛，在基础TiO2上形成邻接层，接着通过沉积与磷酸盐沉积物邻接的致密的二氧化硅化合物，任选地第二次沉积与致密的二氧化硅化合物邻接的磷酸盐化合物，和最后沉积氧化铝化合物。或者，可用氧化锆化合物替代二氧化硅化合物涂布二氧化钛。磷酸盐的重量百分数可随在二氧化钛基础材料上沉积的层而变化。若磷酸盐以在二氧化钛上的第一层形式沉积，则基于二氧化钛基础材料的重量，磷酸盐的沉积量为约0.05％-约1.0％，更优选约0.05％-约0.75％，和最优选约0.05％-约0.5％。基于二氧化钛基础材料的总重量，所沉积的二氧化硅的重量百分数优选用量为约0.5％-约15wt％的二氧化硅。优选地，基于二氧化钛基础材料的总重量，二氧化锆的沉积量为约0.1％-约5.0wt％二氧化锆。涂料组合物中遮光剂的用量优选为涂料组合物总重量的0.05-25％，和更优选0.1-15wt％(以干物质表示)。本专利技术的涂料组合物还包括硅酮化合物。该硅酮化合物是基于二氧化硅或其混合物的任何材料，它能提供方便涂布的硅酮基膜。优选地，硅酮化合物包括至少一种聚硅氧烷衍生物。优选的聚硅氧烷的化学式为：其中n为约10-2000，和R1与R2是C1-10烷基或芳基，例举的R1与R2基是烷基(例如，甲基、乙基、丙基、丁基、2-乙基丁基、辛基)、环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂料组合物，它包括：（ａ）光催化的二氧化钛颗粒，（ｂ）遮光剂，（ｃ）硅酮化合物，（ｄ）除－ＨＮＯ↓［３］颗粒，（ｅ）苯乙烯树脂空心微球和（ｆ）溶剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-10-18 11/582,7631.一种涂料组合物，它包括：(a)光催化的二氧化钛颗粒，(b)遮光剂，(c)硅酮化合物，(d)除-HNO3颗粒，(e)苯乙烯树脂空心微球和(f)溶剂。2.权利要求1的涂料组合物，其中光催化的二氧化钛颗粒是锐钛矿、金红石或其混合物。3.权利要求1的涂料组合物，其中光催化的二氧化钛颗粒主要是锐钛矿。4.权利要求3的涂料组合物，其中光催化的二氧化钛颗粒的平均粒度为2-100纳米。5.权利要求1的涂料组合物，其中光催化的二氧化钛颗粒的存在量在全部组合物重量的0.5-20％范围内。6.权利要求1的涂料组合物，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：J斯特拉登，
申请(专利权)人：美礼联无机化工公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]