專利名稱：固定光催化劑方法及組成物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為以除臭、空氣凈化、表面親水化等防污、抗菌等為目的，在物體表面固定光催化劑的方法，具體是關(guān)于在有機(jī)聚硅烷的獨(dú)立膜以及基材表面形成的有機(jī)聚硅烷涂膜上固定光催化劑方法。本發(fā)明也包括為固定光催化劑而用的涂料組成物。
背景技術(shù)：
以氧化鈦為代表的光催化劑由于氧氣、水的存在，在近紫外光的照射下生成活性氧使物質(zhì)氧化。利用這種現(xiàn)象，光催化劑能除去空氣中的惡臭物質(zhì)和污染物質(zhì)，使物質(zhì)表面有防污、自潔性、抗菌性等。
因?yàn)楣獯呋瘎┮话闶欠垠w，為了達(dá)到使用目的，必須用固體基材或粘結(jié)劑來固定。因?yàn)楣獯呋瘎?，特別是氧化鈦的光催化作用很強(qiáng)，以有機(jī)物為基材或粘結(jié)劑使用時(shí)，通常會(huì)被其自身的光氧化作用而分解，不能長(zhǎng)期固定光催化劑。為此，作為基材乃至粘結(jié)劑的材料，只有水泥、氧化硅等無機(jī)物或者氟樹脂和硅酮樹脂等難以在光氧化作用下產(chǎn)生分解的材料才能實(shí)用。
在光催化劑的固定時(shí)，光催化劑粒子的穩(wěn)定載持和載持光催化劑的基材乃至粘結(jié)劑不因光催化作用而劣化是很重要的，但是這種采用基材或粘結(jié)劑固定的方法具有減少固定化了的光催化劑的有效比表面積、使其本身的光催化劑功能下降的缺點(diǎn)。
為此，特開平5-253544公開了一種固定方法，如給瓷磚表面上釉藥，在其表面噴霧氧化鈦溶膠后在高溫下燒成，可使表面露出很多光催化劑粒子。但這種方法只限于基材能耐300～850℃那樣的高溫。
特開平11-323194號(hào)也介紹了一種方法，如將丙烯改性硅酮作為結(jié)合層涂布在PET薄膜等基材表面上，再在結(jié)合層表面涂布將光催化劑分散到含有二氧化硅凝膠等作為粘結(jié)劑的乙醇等有機(jī)溶劑中的涂料溶液，使表面具有親水性和光催化性。在這種方法中不僅也將二氧化硅或硅酮作為粘結(jié)劑，而且也是為提供親水性表面所必須的，但即使可在表面上固定很多的光催化劑，但有效比表面積的下降仍不可避免。另外粘結(jié)劑層及光催化劑涂料層的硬化過程需要加熱。這種加熱過程不能適用于大型物體或被固定于地上的構(gòu)造物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提出一種在常溫下能使很多光催化劑以露出狀態(tài)固定的固定光催化劑方法及組成物。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是將有機(jī)聚硅烷膜作光催化劑粒子的支持材料使用。這種膜既可以使用溶膠—凝膠法預(yù)先制備出來的獨(dú)立膜，也可以是通過溶膠—凝膠法在基材表面形成了的涂膜。
本發(fā)明是在有機(jī)聚硅烷膜的表面涂布含有分散于含有特定有機(jī)溶劑的分散介質(zhì)中的光催化劑涂料溶液。在此用的有機(jī)溶劑必須能通過膨潤(rùn)使有機(jī)聚硅烷軟化。作為光催化劑，可以使用解膠銳鈦礦型氧化鈦到膠體狀態(tài)而得到的水性溶膠，或用通過溶劑置換獲得的有機(jī)溶膠。涂料液本質(zhì)上不含粘結(jié)劑。在此所謂“本質(zhì)上不含”意思是，將本發(fā)明的涂料組成物涂布于可通過它而膨潤(rùn)軟化的基材上時(shí)，不含足夠使光催化劑穩(wěn)定地載持其上的粘結(jié)劑量。
涂料液的分散劑因含有使上述膜膨潤(rùn)、軟化的有機(jī)溶劑，所以光催化劑粒子易被捕捉到膜表面，隨空氣干燥，溶劑的揮發(fā)，膜再次固化，被穩(wěn)定地載持于膜表面。這時(shí)由于涂料液不含本質(zhì)上的粘結(jié)劑，光催化劑的有效比表面積不會(huì)大幅度下降。
有機(jī)聚硅氧烷膜可以為由硅低聚體溶液通過溶膠凝膠法得到的獨(dú)立膜或作為基材上涂膜而形成，其中硅低聚體是通過以三醇硅烷為主體的醇硅烷部分加水分解而制得的。這時(shí)由于常溫硬化型的硅低聚體溶液的使用，可在常溫下實(shí)施包括有機(jī)聚硅氧烷膜的形成在內(nèi)的本發(fā)明的全部工序。
因此本發(fā)明可適用于因加熱而變形變質(zhì)的塑料、木材、紙等，也可適用于不能加熱的大型的物體或固定于地上的構(gòu)件。
因?yàn)橛袡C(jī)聚硅氧烷一般透明，同時(shí)因光催化劑作用使表面親水，本發(fā)明也可適用于所以鏡子、透鏡、窗玻璃等的防霧處理。
在本發(fā)明的光催化劑的固定方法中，把分散于含有膨潤(rùn)軟化有機(jī)聚硅氧烷的有機(jī)溶劑中的光催化劑分散液涂布于有機(jī)聚硅氧烷膜上，通過軟化該膜表面層，溶劑的揮發(fā)，伴隨該膜表面層的固化而固定光催化劑。光催化劑分散液的涂布可以是從有機(jī)聚硅氧烷膜的接觸干燥時(shí)起至其完全硬化前的任意時(shí)間。
作為光催化劑可采用TiO2、ZnO、SnO2、SrTiO3、WO3等。其中，考慮光催化性能及化學(xué)穩(wěn)定性，最合適的為銳鈦型氧化鈦。根據(jù)需要也可以2種以上的光催化劑混合使用。
本發(fā)明的光催化劑涂料組成物可用微粒子、凝膠或金屬醇鹽制備。氧化鈦粉末可采用市售的石原產(chǎn)業(yè)(株)生產(chǎn)的ST-01，ST-11，ST-21或ST-31等著名產(chǎn)品、或者是帝化(株)生產(chǎn)的AMT-100、AMT-600及Titanix JA-1等有名產(chǎn)品。氧化鈦溶膠可使用帝化(株)等提供的產(chǎn)品，如TKS-201、TKS-202、TKS-203及TKS-251等溶膠。也可使用與這些粉末或溶膠相對(duì)應(yīng)的其他粉末或溶膠。
使有機(jī)聚硅氧烷膜膨潤(rùn)軟化的本發(fā)明的光催化劑涂料組成物中使用的有機(jī)溶劑要求和有機(jī)聚硅氧烷膜的親和性高，能使膜軟化，沸點(diǎn)在200℃以下，最好是170℃以下的揮發(fā)性含氧溶劑。這種含氧溶劑最好是醇類、酮類或碳酸酯類。醇類如甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、tert-丁醇等，也可使用有2-甲氧乙醇、2-乙氧乙醇、2-丙氧乙醇等含醚基的醇。酮類，如丙酮、甲基乙基酮、2-戊酮、3-戊酮、2-己酮、甲基異丁酮等。碳酸酯類如醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸丁酯等。也可使用這些化合物的2種以上的混合物。為使軟化效果增強(qiáng)，最好含有至少1種沸點(diǎn)為100℃以上的成分。這些成分應(yīng)根據(jù)有機(jī)聚硅烷膜的成分、硬化的程度(橋聯(lián))等選擇。有機(jī)聚硅烷膜的硬化程度大時(shí)，最好多加比較高沸點(diǎn)的醇類或酮類。另外，因?yàn)樘妓狨ヮ惸芨纳乒獯呋瘎┩苛辖M成物和膜的潤(rùn)濕性，要加入。
上述能軟化有機(jī)聚硅氧烷膜表面層的揮發(fā)性有機(jī)溶劑中，2-甲氧乙醇、2-乙氧乙醇、2-丙氧乙醇等也有提高水和本發(fā)明的光催化劑涂料組成物的互溶性的作用。因此能防止在光催化劑微粒子固定時(shí)，由于有機(jī)溶劑等的揮發(fā)、水的減少而引起的局部的不混溶現(xiàn)象。
本發(fā)明的光催化劑涂料組成物的分散介質(zhì)，為了防止來自外部的水的混入，最好是含有甲苯、二甲苯等芳香族碳?xì)浠衔铩?br> 將含有這些有機(jī)溶劑的光催化劑涂料組成物涂布于有機(jī)聚硅氧烷膜上，能夠在基材上形成的有機(jī)聚硅氧烷膜或有機(jī)聚硅氧烷獨(dú)立膜表面層上形成表面層的光催化劑含有量高，且光催化劑的露出度大的光催化劑層。
光催化劑涂料組成物中的固形分內(nèi)，光催化劑含量最好為80％以上。如對(duì)于銳鈦礦型氧化鈦，固形分的意思是除去無定形氧化鈦和分散劑等不具有光催化功能的成分余下的為80wt％以上。固形分中光催化劑以外成分太多時(shí)，表面層的光催化劑的含量下降，同時(shí)露出程度下降，光催化性能減弱。為更好發(fā)揮光催化劑的特性，固形分內(nèi)光催化劑最好為90wt％以上，95wt％以上更好。
根據(jù)上述固定機(jī)理，本發(fā)明的光催化涂料組成物中沒有必要添加二氧化硅、硅、氧化鋁等粘結(jié)劑成分，不過根據(jù)需要也可少量添加，但以不妨礙光催化劑的露出程度為準(zhǔn)。
涂料組成物中的光催化劑含量5wt％以下為好。光催化劑含量太多，噴霧涂膜時(shí)易凝結(jié)。另外，光催化劑層的膜厚增加，會(huì)出現(xiàn)干涉紋而影響美觀，所以光催化劑的含量最好為0.05wt％～2wt％。再有，光催化劑涂料組成物的涂布方法，除上述噴霧法外，還可選擇刷毛刷、滾刷等各種涂布方法。
本發(fā)明的光催化涂料組成物的光催化劑，表面最好用螯合劑修飾。將光催化的表面用螯合劑修飾，可使光催化劑成為疏水性，所以在光催化層形成時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生由水分引起的光催化劑的團(tuán)聚，得到均勻的光催化層。用螯合劑修飾光催化劑表面的方法，可使用預(yù)先修飾了的光催化劑，也可在涂料組成物制備時(shí)添加螯合劑來修飾光催化劑表面。所使用的螯化劑一般為Ti、Zn、Sn、Sr、W等能和光催化劑的陽離子成分的絡(luò)合物生成系數(shù)大的物質(zhì)，于涂料組成物制備時(shí)進(jìn)行表面處理，必須能溶于光催化劑的分散介質(zhì)中，所以可用β-二酮類、β-己酮酯類等。如乙酰、乙酰醋酸乙酯、丙二酸己烯酯等。成膜后，螯合劑在催化劑的作用下可以被氧化分解掉。
作為固定光催化劑的有機(jī)聚硅氧烷膜，可以采用涂于基材上的涂膜或獨(dú)立膜。直接連于有機(jī)聚硅氧烷膜的硅原子上的碳?xì)浠粌H具有耐氧化性，而且有即使被氧化體積收縮也很小的特性。關(guān)于有機(jī)聚硅氧烷膜的成分，無特別限制。不過，從對(duì)光催化劑的粘結(jié)力與耐氧化性的觀點(diǎn)來看，作為主成分，最好是平均結(jié)構(gòu)單位為RnSiO2-n/2(n＝0.8～1.2，R烴基)。n＞1.2，有機(jī)成分的含量太多，有可能由光催化劑引起的劣化加快；難以形成架狀結(jié)構(gòu)，膜的機(jī)械性質(zhì)降低。n＜0.8，往往在膜的干燥階段，應(yīng)力難以松弛成膜特性變差。碳?xì)浠鵕至少為下列中的一種甲基、乙基、n-丙基、異-丙基、乙烯基、酚基，可完全一樣也可完全不同。另外，在有機(jī)聚硅氧烷膜中，也可存在未反應(yīng)的羥基、醇基和硬化劑成分。對(duì)上述的軟化特性影響較少的填料微粒子，膠體成分也可存在。為了使光催化劑能長(zhǎng)期固定不致脫落，與硅原子直接連接的碳?xì)浠詈檬茄趸笾亓繙p少最小的甲基。另外，所謂平均結(jié)構(gòu)單位是關(guān)于有機(jī)聚硅氧烷的一個(gè)Si原子的結(jié)構(gòu)單位。
基材的涂層即有機(jī)聚硅氧烷涂膜可通過在基材上涂布把醇硅烷水解縮聚得到的硅低聚體溶液，經(jīng)熱處理而制得的，或者將在上述低聚體溶液中混入硬化劑后將涂料液涂布在基材上、經(jīng)干燥、硬化而制備的。獨(dú)立膜形態(tài)的有機(jī)聚硅氧烷膜，可以采用和膜相容性低的基材用流延(刮漿)法成形，硬化后剝離而得。
用于硅低聚體溶液制造的醇硅烷可以從下列中選擇，如正硅酸甲酯(TMOS)、正硅酸乙酯(TEOS)等的四醇硅烷、一甲基硅酸甲酯(MTMS)、一甲基硅酸乙酯(MTES)、一乙基硅酸甲酯(ETMS)、酚基硅酸乙酯(PhTES)、一乙烯基硅酸乙酯(VTES)、正丙基硅酸甲酯(n-PrTMS)、異丙基硅酸甲酯(iso-PrTMS)等的三醇硅烷、二甲基硅酸乙酯(DMDE)、二酚基硅酸甲酯(DPhDM)、甲基乙基硅酸甲酯(MEDM)等的二醇硅烷、三甲基硅酸甲酯(TMMS)等的單醇硅烷。
在硅低聚體溶液的制造中，將水和醇硅烷以H2O/Si摩爾比1.4～4.0混合，使之進(jìn)行水解，縮聚反應(yīng)，H2O/Si比為1.5～2.5更合適。當(dāng)H2O/Si比＜1.4時(shí)，在硅低聚體溶液的制造中未反應(yīng)的殘留醇基太多，低聚體的高分子化率降低，給膜的機(jī)械性質(zhì)很壞的影響。H2O/Si比＞4.0時(shí)，硅低聚體溶液的穩(wěn)定性下降。在基材上形成涂膜時(shí)，噴霧時(shí)易結(jié)露，成膜時(shí)難以形成均勻的涂膜。將H2O/Si控制在1.4～4.0(mol)，殘存一部分醇基，具有提高含硅低聚體溶液的穩(wěn)定性的效果。
硅低聚體溶液的制造時(shí)，水解的催化劑可以是用金屬螯化物或酸。金屬螯化物不僅對(duì)醇硅烷的水解發(fā)揮催化效果，而且原料中用大量的甲基三醇硅烷時(shí)也可抑制晶體的析出。金屬螯化物除作水解催化劑外，也有促進(jìn)醇硅烷的脫質(zhì)子化，使縮聚反應(yīng)向更線狀方向進(jìn)行的作用，所以得到的硅低聚體溶液凝膠化時(shí)間長(zhǎng)，溶液長(zhǎng)期保存的安定性好，在涂膜形成時(shí)發(fā)揮有利作用。因此添加酸催化劑時(shí)最好與金屬螯化物并用。使用的金屬螯化物一般有1、3-二丙氧基的β-二酮類或以大環(huán)狀聚醚為配位體的金屬螯化物。金屬離子可用和配位體的絡(luò)合物生成系數(shù)大的離子。
這些金屬螯化物如三乙酰丙酮鋁、三乙酰醋酸乙酯鋁、三-二乙基馬來酸鋁、二乙酰醋酸銅、四乙酰醋酸鋯、三乙酰醋酸鉻、三乙酰醋酸鈷、氧代二乙酰醋酸鈦[(CH3COCHCOCH3)2TiO]等β-二酮類金屬螯合物、稀土類金屬的β-二酮類金屬螯合物、18-頂-6-鉀螯合物、12-頂-4-鋰螯合物、15-頂-5-鈉螯合物等大環(huán)狀聚乙烯化合物的金屬螯合物等等。
金屬螯化物催化劑的添加量、可根據(jù)催化效果選擇。一般對(duì)應(yīng)于醇硅烷選0.001～5mol％，最好為0.005～1mol％，金屬螯合物催化劑的添加量太少時(shí)，水解效果就不充分，若太多，成膜時(shí)由于金屬螯合物的析出會(huì)對(duì)膜的性質(zhì)帶來惡劣影響。
作為有機(jī)聚硅氧烷膜的硬化劑，可以用Ti、Zr、Al等金屬醇鹽的部分螯化物、有機(jī)錫化合物、胺系硅烷偶連劑、碳酸酯的銨鹽等。
這種硅系涂料有各種市售品，如用日本山村硝子制的UTC無機(jī)涂料，它可從室溫至200℃范圍內(nèi)形成有機(jī)聚硅氧烷涂膜。
在基材上形成有機(jī)聚硅氧烷涂膜時(shí)的涂布方法可根據(jù)被涂物的形狀、硅低聚體溶液的粘度等而選擇各種大家熟知的方法，如噴霧法、浸漬法、流動(dòng)法(刷子刷)、滾筒法等。涂膜的厚度可以是任意厚度，但一般為1～50μm較好。在玻璃、金屬、陶瓷、混凝土等的無機(jī)基材、丙烯樹脂、ABS樹脂、木材、紙等的有機(jī)基材上形成有機(jī)聚硅氧烷涂膜，可以保護(hù)基材的表面，同時(shí)，有作為光催化劑和基材之間的光催化劑支撐層作用。根據(jù)基材不同，在涂布硅低聚體前，為改善防銹以及有機(jī)聚硅氧烷涂膜與基材的附著性，可給基材上防銹用低漆。
形成獨(dú)立膜時(shí)，將與上述同樣的硅低聚體溶液濃縮到一定程度后，可在與有機(jī)聚硅氧烷膜中所含的硅烷醇基為非結(jié)合性的有機(jī)基材或用該有機(jī)基材包覆的各種基材表面上涂膜后干燥。然后，在膜的具有一定強(qiáng)度時(shí)由基材剝離，得獨(dú)立膜。也可根據(jù)需要進(jìn)行熱處理使之硬化，熱處理溫度最好在200℃以下。這種方法可得厚度幾十～幾百μm的獨(dú)立膜。
具體實(shí)施例方式下面，舉例詳細(xì)說明本發(fā)明，不過本發(fā)明并不限于在這些實(shí)施例中的應(yīng)用。
制造例1(光催化劑涂料的制造)向50重量的水性銳鈦礦溶膠中混入10重量的乙酰醋酸乙酯，得到光催化劑溶液。另外，將60重量的醋酸乙基、10重量的甲苯、20重量的乙醇以及10重量的2-丁醇混合、將5重量的光催化劑溶液添加于這一混合液中，混合后得到光催化劑涂料A-1。制造例2(光催化劑涂料的制造)將60重量的醋酸乙酯、10重量的甲苯、10重量的異丙醇以及20重量的tert-丁醇混合。向此混合物中添加1重量的乙酰丙酮和5重量的有機(jī)銳鈦礦溶膠，混合，得到光催化劑涂料A-2。制造例3(光催化劑涂料的制造)
將60重量的醋酸n-丙酯，10重量的異丙醇，10重量的的丙酮以及20重量的2-乙氧基乙醇混合。向此混合液中添加1重量的乙酰丙酮和10重量的有機(jī)銳鈦礦溶膠，混合，得光催化劑涂料A-3。制造例3(硅低聚體的制造)在178重量的甲基硅酸乙酯和45重量的乙醇混合液中，添加0.1重量的三乙酰丙酮鋁。在室溫下攪拌30分鐘，使三乙酰丙酮鋁溶解后，以1小時(shí)邊攪拌邊添加32重量的蒸餾水。在室溫下靜置2天，得透明的硅低聚體溶液B-1。制造例5(硬化劑的制造)向100重量的異丙醇中添加20重量的鈦酸丁酯后，與7重量的乙酰丙酮反應(yīng)。在室溫下靜置1天后，得硬化劑C-1。
然后研究獲得的樣品的除臭特性和表面性能。首先，準(zhǔn)備2個(gè)4L的派來克司玻璃容器，分別將一個(gè)上述樣品放入容器中后密封。向容器中用微量注射器注入5μl的乙酰乙醛，用乙酰乙醛氣體檢測(cè)管測(cè)定容器中氣相乙酰乙醛溶液濃度為450ppm。將一個(gè)容器在黑暗處放置24小時(shí)測(cè)定其乙酰乙醛氣體的濃度，幾乎無變化。另一個(gè)容器用365nm的紫外線(4.5mW/cm2)照射，24小時(shí)后減少到20ppm。在樣品的光催化劑層表面上滴下水滴，水滴擴(kuò)展，是親水性。用TISK5400805.2用棋盤格子紙帶法，評(píng)價(jià)光催化劑層的附著性是10。
然后研究獲得的樣品的除臭特性和表面性能。首先，準(zhǔn)備2個(gè)4L的派來克司玻璃容器，分別將一個(gè)上述樣品放入容器中后密封。向容器中用微量注射器注入5μl的乙酰乙醛，用乙酰乙醛氣體檢測(cè)管測(cè)定容器中氣相乙酰乙醛溶液濃度為470ppm。將一個(gè)容器在黑暗處放置24小時(shí)測(cè)定其乙酰乙醛氣體的濃度，幾乎無變化。另一個(gè)容器用365nm的紫外線(4.5mW/cm2)照射，24小時(shí)后減少到30ppm。在樣品的光催化劑層表面上滴下水滴，水滴擴(kuò)展，是親水性。用TISK5400805.2用棋盤格子紙帶法，評(píng)價(jià)光催化劑層的附著性是10。
在100重量的硅低聚體溶液B-1中添加作為硬化促進(jìn)劑的醋酸銨0.5重量，攪拌得到透明涂料液。室溫下靜置2小時(shí)后，用刷子在40×70mm的玻璃基板(厚2mm)單面涂此涂料液，得到有機(jī)聚硅氧烷涂膜。將得到的涂膜自然暴露(20～30℃)2天后。在涂膜上用噴射法涂光催化劑涂料A-3。自然暴露10天，得到評(píng)價(jià)光催化劑層的樣品。
接著，研究了所獲得樣品的表面性能。滴下水滴于樣品的光催化劑層表面，水滴擴(kuò)展，是親水性。用TISK54008.5.2棋盤格子紙帶法評(píng)價(jià)光催化劑層的附著性為10。
然后將得到的獨(dú)立膜剪成40×70mm的樣品，然后研究了除臭特性和表面性能。首先，準(zhǔn)備2個(gè)4L的派來克司玻璃容器，分別將一個(gè)上述樣品放入容器中后密封。向容器中用微量注射器注入5μl的乙酰乙醛，用乙酰乙醛氣體檢測(cè)管測(cè)定容器中氣相乙酰乙醛溶液濃度為460ppm。將一個(gè)容器在黑暗處放置24小時(shí)測(cè)定其乙酰乙醛氣體的濃度，幾乎無變化。另一個(gè)容器用365nm的紫外線(4.5mW/cm2)照射，24小時(shí)后減少到30ppm。在樣品的光催化劑層表面上滴下水滴，水滴擴(kuò)展，是親水性。用TISK5400805.2用棋盤格子紙帶法，評(píng)價(jià)光催化劑層的附著性是10。反之，未形成光催化劑層的面是憎水性的。
接著，研究其表面性能。滴下水滴于樣品的光催化劑層表面，水滴擴(kuò)展，是親水性。用TISK54008.5.2棋盤格子紙帶法評(píng)價(jià)光催化劑層的附著性為10。
接著，研究其表面性能。滴下水滴于樣品的光催化劑層表面，水滴擴(kuò)展，是親水性。用TISK54008.5.2棋盤格子紙帶法評(píng)價(jià)光催化劑層的附著性為10。實(shí)施例7在100重量的UTC涂料的主劑S00中添加10重量的硬化劑UTE01，室溫下反應(yīng)1小時(shí)，得透明涂料液。用刷子在40×70mm的玻璃基板(厚2mm)的單面涂布這種涂料液，得有機(jī)聚硅氧烷涂膜。獲得的涂膜自然暴露2天后，用刷子在涂膜上涂光催化劑涂料A-3，自然暴露10天，得到光催化劑層的評(píng)價(jià)樣品。
接著，研究其表面性能。滴下水滴于樣品的光催化劑層表面，水滴擴(kuò)展，是親水性。用TISK54008.5.2棋盤格子紙帶法評(píng)價(jià)光催化劑層的附著性為10。
通過本發(fā)明，能在室溫于基材上形成的有機(jī)聚硅氧烷涂膜或有機(jī)聚硅氧烷獨(dú)立膜表面層上形成表面層光催化劑含量高且光催化劑的露出程度度大的光催化劑層。
權(quán)利要求
1.固定光催化劑的方法，其特征是在有機(jī)聚硅氧烷膜表面固定光催化劑的方法，即將分散于含有可將有機(jī)聚硅氧烷膜膨潤(rùn)軟化的有機(jī)溶劑的分散液中的光催化劑涂于上述薄膜表面，至少達(dá)到使薄膜表面層軟化，同時(shí)將光催化劑涂于軟化了的薄膜表面，然后使上述涂了光催化劑分散液的薄膜干燥
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在上述光催化劑分散液中本質(zhì)上不含將催化劑固定于有機(jī)聚硅烷膜表面的粘結(jié)劑。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑為乙醇類、酮類、酯類的一種及它們的混合溶液。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述分散液中的分散劑為含有少量的芳香族碳?xì)淙軇?br> 5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述分散液為含有可使光催化劑暫時(shí)疏水化的螯合劑。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述分散液為含有5wt％以內(nèi)光催化劑。
7.如權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于所述分散液為含有0.05～2wt％以內(nèi)光催化劑。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述有機(jī)聚硅烷膜可在常溫下干燥。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述有機(jī)聚硅烷膜是由溶膠-凝膠法制備的獨(dú)立膜。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述有機(jī)聚硅烷膜是由溶膠-凝膠法在基材表面制備的涂膜。
11.一種將光催化劑固定于有機(jī)聚硅烷膜上的涂膜組成物，其特征在于所述組成物含有可使有機(jī)聚硅烷膨潤(rùn)軟化的有機(jī)溶劑的分散介質(zhì)和分散于該介質(zhì)中的光催化劑，本質(zhì)上不含有粘結(jié)劑。
12.如權(quán)利要求11所述的組成物，其特征在于所述有機(jī)溶劑為乙醇類、酮類、酯類及它們的混合溶液中一種。
13.如權(quán)利要求12所述的組成物，其特征在于所述分散介質(zhì)還含有少量芳香族碳?xì)浠衔锶軇?br> 14.如權(quán)利要求11所述的組成物，其特征在于所述分散液為還含有可使光催化劑暫時(shí)疏水的螯合劑。
15.如權(quán)利要求14所述的組成物，其特征在于所述光催化劑含量為5wt％以下。
16.如權(quán)利要求15所述的組成物，其特征在于所述光催化劑的含量為0.05wt％～2wt％。
17.一種在基材表面形成光化學(xué)反應(yīng)薄膜的方法，其特征在于以涂膜工序中含有在基材表面涂布常溫硬化性有機(jī)聚硅烷溶液的工序、容許上述低聚體溶液涂膜的空氣干燥以及其中的低聚體向有機(jī)聚硅烷縮聚的工序、針對(duì)上述涂膜，在其接觸干燥后完全硬化前涂布權(quán)利要求11至16所有光化劑涂料組成物的工序、容許上述光催化劑涂料組成物涂膜的空氣干燥以及有機(jī)聚硅烷涂膜完全硬化的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供在有機(jī)聚硅氧烷膜表面固定穩(wěn)定且露出狀態(tài)光催化劑的方法及其中使用的涂料組成物。涂料組成物是含有有機(jī)溶劑的光催化劑分散液，有機(jī)溶劑通過膨潤(rùn)有機(jī)聚硅氧烷使之軟化，本質(zhì)上不含粘結(jié)劑成分。通過將此涂料組成物涂布于有機(jī)聚硅氧烷膜表面層使有機(jī)聚硅氧烷膜軟化，同時(shí)附著上光催化劑。此膜干燥后使光催化劑以露出狀態(tài)被穩(wěn)固地固定于膜表面。
文檔編號(hào)C09D183/04GK1400264SQ0111439
公開日2003年3月5日 申請(qǐng)日期2001年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月27日
發(fā)明者張祖依 申請(qǐng)人:張祖依