光催化剂涂装体和光催化剂涂覆液制造技术

本发明专利技术公开了一种具有优异的光催化分解功能和优异的耐候性的光催化剂涂装体。还公开了一种在移除空气中的NOx中，能够提高NOx的移除量的同时，抑制如NO2等中间产物的生成的光催化剂涂装体。所述光催化剂层包含基体和设置于基体上的光催化剂层。所述光催化剂涂装体的特征在于，所述光催化剂层含有1-20（包括的）质量份的光催化剂颗粒、30-98（包括的）质量份的二氧化硅颗粒以及1-50（包括的）质量份的氧化锆颗粒，使光催化剂颗粒、二氧化硅颗粒和氧化锆颗粒的合计为100质量份。所述光催化剂涂装体的特征还在于，所述氧化锆颗粒为选自在由具有平均晶粒直径为10nm以下的结晶氧化锆颗粒和无定形氧化锆颗粒构成的群组中的至少一种。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光催化剂涂装体和一种用于形成光催化剂涂装体的光催化剂涂覆液。
技术介绍
光催化剂，如氧化钛最近被广泛地使用。经光能激发的光催化剂的活性可被用于分解各种有害物质或用于对一些表面上形成有包含光催化剂颗粒的表层进行亲水化，如此表面上附着的污垢可以容易地经水冲洗。已知的一种在基材的表面形成含光催化剂颗粒的层的方法，是一种使用含有对光催化剂具有耐腐蚀性的粘结剂组分形成的涂层的方法，且所述涂层与基材的表面紧密接触。(如 JP H07(1995)-171408A(专利文献 I))。在这些方法中提议了各种各样的粘结剂。其例子包括氟树脂(如JPH07(1995)-171408A (专利文献I ))、有机硅(如JP2005-161204A (专利文献2))、二氧化硅颗粒(如JP2008-264747A (专利文献3))、锆化合物(如W099/28393 (专利文献4))、铝化合物(如 JP2009-39687A (专利文献 5))。在光催化剂层形成于基材的表面上的构造中，当基材为有机材料时，存在所述的有机材料被光催化剂的光催化剂活性所分解或劣化可能。为了应对该问题，已知有一种在光催化剂层和基材之间设置如改性有机硅树脂等的粘结层，以保护作为基底的基材不受光催化剂作用而劣化的技术(W097/00134 (专利文献6))。在该现有技术中，公开了一个光催化剂的量超过20质量％的例子。进一步地，还描述了所述基材的分解和劣化可以被有效地阻止。还提出了一种在光催化剂层和基材之间设置一层包含改性有机娃树脂和有机抗霉剂的中间层，以防止基材分解和劣化的提案。(JP2008-272718A(专利文献7))。还提出了关于利用光催化剂分解NOx的技术的各种各样的提案。(如JPHOl (1998)-218622A (专利文献 8)、JP2001-162176A (专利文献 9)、JP2008-264747A (专利文献3))。NOx的分解中重要的是有效地分解NOx，并同时抑制如NO2等有害的中间产物的产生。在利用光催化剂分解NOx中，需要可以抑制有害中间产物的产生的技术的发展。JP2009-270040A (专利文献11)是一篇公开有一种光催化剂和锆化合物的组合的现有技术。专利文献11公开了一种包含光催化氧化钛、D50为l-20nm的氧化锆颗粒和羧酸的光催化剂涂覆液。包括氧化锆颗粒是为了提高光催化剂层的粘附力。当氧化钛为100质量份时，氧化锆颗粒为25质量份以上其100质量份以下。但是，该专利公布中没有公开二氧化硅颗粒的添加。该专利公布中公开了对醛类分解能力的评价，但没有公开NOx的分解能力和耐候性。W097/00134 (专利文献6)公开了一种包含氧化钛、二氧化娃和氧化错溶胶的光催化剂层。(如实施例27)专利文献6公开了将四丁氧基锆作为一种锆氧化物胶体，通过加热对其干燥。在专利文献6公开的条件下加热干燥后的氧化锆颗粒的直径可认为在几个微米。进一步地，JP2009-39687A (专利文献5)公开了一种包含光催化剂颗粒、二氧化硅和醋酸锆的光催化剂涂装体。在专利文献5中，包括有醋酸锆的组合物在室温下会固化。因此，认为在固化后生成的锆化合物不是颗粒的形式。专利文献5还公开了所述光催化剂涂装体对醛类分解能力的评价，但是没有公开NOx的分解能力和耐候性。而且，在专利文献5中，二氧化硅的添加量少于30质量份。W098/015600 公开了一种包含光催化剂、锆化合物和/或锡化合物、硅化合物的光催化剂层。根据专利文献12，包括氧化锆化合物是为了赋予耐碱性。根据专利文献12，通过加热干燥作为锆氧化物溶胶的四丁氧基锆以获得锆化合物。因此，单斜氧化锆被认为是按照专利文献12的条件下制得的，且其粒径为几个微米。现有技术文献专利文献专利文献I JP H07(1995)-171408A专利文献2:JP2005_161204A专利文献3 JP2008-264747A专利文献4:W099/28393专利文献5 JP2009-39687A专利文献6:W097/00134专利文献7 JP2008-272718A专利文献8:JP HOl (1989) -218622A专利文献9 JP2OOl-162I76A专利文献10:JP H09(1997)-227156A专利文献11 JP2009-270040A专利文献I2:W098/015600
技术实现思路
本专利技术人现在已发现一种包含有特定比例的光催化剂颗粒和二氧化硅颗粒，以及进一步包含选自具有平均晶粒直径为IOnm以下的结晶氧化锆颗粒和无定形氧化锆颗粒构成的群组中的至少一种，更优选无定形氧化锆颗粒的光催化剂层的构造可实现各种优异的性能，特别具有良好的光催化分解功能并能显著有效地阻止基材的劣化。还发现了所述光催化剂层在移除空气中的NOx中是有利的，可在提高NOx的移除量的同时，抑制如NO2等中间产物的生成。根据本专利技术，提供了一种可实现各种优异性能的、特别是良好的光催化分解功能和良好的耐候性的光催化剂涂装体，并提供了一种用于形成所述光催化剂涂装体的光催化剂涂覆液。根据本专利技术，提供了一种在移除空气中的NOx中，可在提高移除量的同时，抑制如NO2等中间产物的生成的光催化剂涂装体，并提供了一种用于形成所述光催化剂涂装体的光催化剂涂覆液。根据本专利技术的光催化剂涂装体包含基材和设于基材上的光催化剂层，所述光催化剂层包含:光催化剂颗粒，I质量份以上且20质量份以下，二氧化硅颗粒，30质量份以上且98质量份以下，以及氧化锆颗粒，I质量份以上且50质量份以下，其中，光催化剂颗粒、二氧化硅颗粒和氧化锆颗粒的总含量为100质量份，其中，所述氧化锆颗粒为选自在具有平均晶粒直径为IOnm或以下的结晶氧化锆颗粒和无定形氧化锆颗粒构成的群组中的至少一种。优选为含有无定形氧化锆颗粒的物质。根据本专利技术的光催化剂涂覆液，以干燥质量计包含:光催化剂颗粒，I质量份以上且20质量份以下，二氧化硅颗粒，30质量份以上且98质量份以下，以及氧化锆颗粒，I质量份以上且50质量份以下，其中，光催化剂颗粒、二氧化硅颗粒和氧化锆颗粒的总含量为100质量份，其中，所述光催化剂涂覆液进一步包含水和/或醇，其中，所述氧化锆颗粒为选自在具有平均晶粒直径为IOnm或以下的结晶氧化锆颗粒和无定形氧化锆颗粒构成的群组的至少一种。根据本专利技术的光催化剂涂装体可实现各种优异的性能，特别是良好的光催化分解功能和良好的耐候性。特别地，当基材为有机基材时，显著地抑制了由光催化剂引起的基材的劣化，并经此改善了耐候性。根据本专利技术的光催化剂涂装体能够在移除空气中的NOx中提高NOx的移除量的同时，抑制如NO2等中间产物的形成。另外，根据本专利技术的优选实施方式，可提供还拥有优异的亲水性和各种优异的可预期的膜性能(透明度、膜强度等)的光催化剂涂装体。具体实施例方式光催化剂涂装体根据本专利技术的光催化剂涂装体包含基材和设于基材上的光催化剂层，所述光催化剂层包含:光催化剂颗粒，I质量份以上且20质量份以下，二氧化硅颗粒，30质量份以上且98质量份以下，以及氧化锆颗粒，I质量份以上且50质量份以下，其中，光催化剂颗粒、二氧化硅颗粒和氧化锆颗粒的总含量为100质量份，其中，所述氧化锆颗粒为选自在具有平均晶粒直径为IOnm或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：藤井宽之，龟岛顺次，表敷浩二，北崎聪，足立进，
申请(专利权)人：TOTO株式会社，
类型：
国别省市：