用于光催化涂層的保護(hù)性屏障組合物的制作方法
【專利摘要】一種涂覆基板，所述涂覆基板包含：包含經(jīng)處理的層的基板；光催化層；以及保護(hù)層，所述保護(hù)層位于所述光催化層和所述經(jīng)處理的層之間，所述保護(hù)層包含分散在基質(zhì)中的膠體粒子，所述膠體粒子包含第一類型和第二類型的粒子，其各自的粒徑分布有所不同，并且所述第一類型和第二類型的粒子通過借助于較小的第一粒子至少部分地填充較大的第二粒子間的間隙來共同形成物理屏障，從而阻止所述經(jīng)處理的層因光催化劑而導(dǎo)致的降解；所述第一類型的膠體粒子包含水解的二氧化硅基材料，如反應(yīng)性二氧化硅縮合物粒子或多面體齊聚倍半硅氧烷或者上述材料的混合物；所述保護(hù)層對(duì)所述基板顏色和光澤度的影響小于20ΔE單位。
【專利說明】用于光催化涂層的保護(hù)性屏障組合物

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于基板的保護(hù)性涂層（protective coatings)。特別而言，本發(fā)明涉 及用于自清潔系統(tǒng)中的保護(hù)性涂層。

【背景技術(shù)】
[0002] 涂覆（coated)表面（如涂漆（painted)表面）往往隨時(shí)間積聚污物和灰塵，特 別是當(dāng)暴露至環(huán)境時(shí)更是如此。對(duì)于例如用于屋頂和墻壁覆層（cladding)中的涂漆鋼板 等建筑產(chǎn)品而言，這是特有的問題。其結(jié)果是，必須定期對(duì)這些表面進(jìn)行清潔以維持其外 觀。清潔過程通常是昂貴、耗時(shí)的，并且有時(shí)相當(dāng)困難，尤其是當(dāng)這些表面難以接近時(shí)更是 如此。這種污物和灰塵大量地由有機(jī)物質(zhì)組成。
[0003] 就此而言，有必要減少有機(jī)物質(zhì)在涂覆表面上的積累，以避免定期手動(dòng)清潔涂覆 表面的需要。
[0004] -種解決方案是使涂層中包含能降解有機(jī)物質(zhì)的物質(zhì)。降解有機(jī)物質(zhì)的一種方法 是將光催化層引入涂層。在光的作用下，光催化層產(chǎn)生活性氧物質(zhì)（R0S，諸如羥基和超氧離 子），其與有機(jī)物質(zhì)反應(yīng)并破壞有機(jī)物質(zhì)。然而，若下層基板包含有機(jī)組合物（如涂漆層）， 則這些離子也可腐蝕該下層基板，并可因此對(duì)涂層的耐久性和壽命產(chǎn)生不利影響。
[0005] 因此，對(duì)于阻止這些活性氧物質(zhì)擴(kuò)散的手段存在需求。
[0006] 上述對(duì)【背景技術(shù)】的引述并不構(gòu)成對(duì)所述技術(shù)成為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的公知常 識(shí)的一部分的承認(rèn)。上述引述也并非旨在限制本文所公開的裝置和方法的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在第一方面，提供了一種涂覆基板，所述涂覆基板包含：
[0008] 包含經(jīng)處理的層的基板；
[0009] 光催化層；以及
[0010] 保護(hù)層，所述保護(hù)層位于所述光催化層和所述經(jīng)處理的層之間，所述保護(hù)層包含 分散在基質(zhì)中的膠體粒子，所述膠體粒子包含第一類型和第二類型的粒子，其各自的粒徑 (particle size)分布有所不同，并且所述第一類型和第二類型的粒子通過借助于較小的 第一粒子至少部分地填充較大的第二粒子間的間隙（interstices)來共同形成物理屏障， 從而阻止所述經(jīng)處理的層因光催化劑而導(dǎo)致的降解；所述第一類型的膠體粒子包含水解的 二氧化娃（silica)基材料，如反應(yīng)性二氧化娃縮合物粒子（reactive silica condensate particle)或多面體齊聚倍半娃氧燒（polyhedral oligomeric silsesquioxanes)或者上 述材料的混合物；所述保護(hù)層對(duì)所述基板顏色和光澤度（gloss)的影響小于20 ΛΕ單位。 [0011] 膠體粒子可借助于其通常相對(duì)均勻分布的尺寸和形狀（從而使得其組裝為大致 規(guī)則的晶格排列），來提供阻止活性氧物質(zhì)擴(kuò)散的有效物理屏障。因此，晶格排列內(nèi)部的相 鄰粒子可相互接觸并結(jié)合。然而，所述膠體粒子之間的間隙容積（interstitial volume)可 能為活性氧物質(zhì)的化學(xué)擴(kuò)散提供了途徑。通過包含至少兩種以上不同類型的膠體粒子（其 各自的粒徑分布有所不同），使得借助于較小粒子至少部分地填充較大粒子間的間隙并降 低可用于擴(kuò)散的容積，從而形成更有效的物理屏障。
[0012] 發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，在基板和光催化層之間提供單獨(dú)的保護(hù)層（與組合的保護(hù)層 /光催化層相對(duì)）為所述基板提供了針對(duì)活性氧物質(zhì)的更多保護(hù)。除非專門針對(duì)該功能進(jìn) 行設(shè)計(jì)，組合的保護(hù)層/光催化層可能不會(huì)提供足夠保護(hù)。
[0013] 在第二方面，提供了一種用于在基板上形成保護(hù)性涂層的涂料組合物，所述組合 物包含處于介質(zhì)中的膠體粒子，所述膠體粒子包含第一類型和第二類型的粒子，其各自的 粒徑分布有所不同，所述第一類型的膠體粒子包含水解的二氧化硅基材料，如反應(yīng)性二氧 化硅縮合物粒子或多面體齊聚倍半硅氧烷或者上述材料的混合物；其中所述保護(hù)性涂層在 涂覆至所述基板上之后對(duì)所述基板顏色和光澤度的影響小于20 Λ E單位。
[0014] 在第三方面，公開了一種涂覆基板，所述基板包含含有分散在基質(zhì)中的膠體粒子 的保護(hù)層，所述膠體粒子包含第一類型和第二類型的粒子，其各自的粒徑分布有所不同，所 述第一類型的膠體粒子包含水解的二氧化硅基材料，如反應(yīng)性二氧化硅縮合物粒子或多面 體齊聚倍半硅氧烷或者上述材料的混合物；所述保護(hù)層對(duì)所述基板顏色和光澤度的影響小 于20 Λ Ε單位，
[0015] 其中，所述基質(zhì)至少部分地由以下組分組成：
[0016]-能夠被活性氧物質(zhì)所氧化，形成無機(jī)硅酸鹽的有機(jī)硅相；和/或 [0017]-由所述有機(jī)硅相氧化形成的無機(jī)硅酸鹽。
[0018] 通過在保護(hù)層中包含有機(jī)硅相或其氧化產(chǎn)物，進(jìn)一步增加了基質(zhì)密度，可進(jìn)一步 抑制活性氧物質(zhì)的擴(kuò)散。通過將其氧化為無機(jī)硅酸鹽，所述基質(zhì)可因此增強(qiáng)由兩種以上不 同粒徑分布的膠體粒子形成的物理屏障，并從而增強(qiáng)保護(hù)層的功能。
[0019] 在第四方面，公開了一種光催化的自清潔涂覆基板，所述涂覆基板包含：
[0020] -包含經(jīng)處理的表面的基板；
[0021]-在所述經(jīng)處理的表面上的屏障層，所述屏障層包含分散在基質(zhì)中的膠體粒子，所 述膠體粒子包含第一類型和第二類型的粒子，其各自的粒徑分布有所不同，所述第一類型 的膠體粒子包含水解的二氧化硅基材料，如反應(yīng)性二氧化硅縮合物粒子或多面體齊聚倍半 硅氧烷或者上述材料的混合物；所述屏障層對(duì)所述基板顏色和光澤度的影響小于20 △ Ε單 位；以及
[0022] -在所述屏障層上的光催化層。
[0023] 在第五方面，公開了一種用于保護(hù)基板不被活性氧物質(zhì)降解的方法，所述方法包 括以下步驟：
[0024] -提供包含經(jīng)處理的表面的基板；
[0025] -在所述經(jīng)處理的表面上涂覆涂料組合物，所述組合物包含處于介質(zhì)中的膠體粒 子，所述膠體粒子包含第一類型和第二類型的粒子，其各自的粒徑分布有所不同，所述第一 類型的膠體粒子包含水解的二氧化硅基材料，如反應(yīng)性二氧化硅縮合物粒子或多面體齊聚 倍半硅氧烷或者上述材料的混合物；保護(hù)層對(duì)所述基板顏色和光澤度的影響小于20 △ Ε單 位；以及
[0026] -使所述涂料轉(zhuǎn)化形成保護(hù)層。
[0027] 在第六方面，公開了一種光催化的自清潔涂覆建筑產(chǎn)品（building product)，所 述建筑產(chǎn)品包含：
[0028] -金屬基板；
[0029] -在所述金屬基板上的涂漆層（paint layer);
[0030] -在所述涂漆層上的屏障層，所述屏障層包含分散在基質(zhì)中的膠體粒子，所述膠體 粒子包含至少第一類型和第二類型的粒子，其各自的粒徑分布有所不同，所述第一類型的 膠體粒子包含水解的二氧化硅基材料，如反應(yīng)性二氧化硅縮合物粒子或多面體齊聚倍半硅 氧烷或者上述材料的混合物；保護(hù)層對(duì)所述基板顏色和光澤度的影響小于20 △ E單位；以 及
[0031] -在所述屏障層上的光催化層。
[0032] 第一類型的膠體粒子的平均粒徑可以是0· 4nm-50nm，如0· 4nm-20nm，例如 0· 4nm_5nm〇
[0033] 第二類型的膠體粒子的平均粒徑可以是5nm-400nm，如5nm-200nm，例如 5nm_50nm 〇
[0034] 在一個(gè)實(shí)施方式中，第二膠體粒子的粒徑分布為5nm-40nm，如7nm-40nm。第二膠 體粒子的粒徑可大于8nm，優(yōu)選大于10nm，例如為12nm-20nm。具有此類粒徑范圍的膠體比 更小粒徑更易市售獲得，從而便于加工。另外，當(dāng)膠體粒子小于這一尺寸時(shí)，所產(chǎn)生的更小 間隙空間提供了更小的空間來容納第一膠體粒子。
[0035] 在另一實(shí)施方式中，所述第一粒子的粒徑分布為0· 4nm-4nm，優(yōu)選為0· 4nm-2nm, 更優(yōu)選為〇· 4nm_lnm。
[0036] 膠體粒子可懸浮或分散在水溶液或有機(jī)相中。
[0037] 在一個(gè)實(shí)施方式中，膠體粒子可包含粒徑分布與第一粒子和第二粒子的粒徑 范圍各不相同的第三類型的膠體粒子。所述第三類型的膠體粒子的粒徑分布可介于所 述第一粒子和第二粒子的粒徑分布之間。例如，所述第三類型的膠體粒子的粒徑范圍 可以是lnm-50nm，如lnm-20nm。在這一實(shí)施方式中，第一類型的粒子的粒徑范圍可以是 0· 4nm_2nm，且第二類型的粒子的粒徑范圍可以是20nm_200nm。
[0038] 在一個(gè)實(shí)施方式中，膠體粒子具有窄的粒徑分布。優(yōu)選地，至少第二類型的膠 體粒子具有窄的粒徑分布。所述窄的粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)差可小于平均粒子直徑（particle diameter)的20%。優(yōu)選地，標(biāo)準(zhǔn)差小于平均粒子直徑的10%，例如小于平均粒子直徑的 5%。在一個(gè)實(shí)施方式中，標(biāo)準(zhǔn)差為平均粒子直徑的2%以下。
[0039] 在一個(gè)實(shí)施方式中，第一類型的膠體粒子與第二類型的膠體粒子的平均粒子半徑 (particle radii)的比值小于0.5,優(yōu)選小于0.15。
[0040] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述第一膠體粒子和第二膠體粒子中的至少一種包含一種或 多種氧化物。每種類型的膠體粒子的材料可以包含諸如Si、Al、B、Ti、Zr和P的金屬元素 和/或非金屬元素的一種或多種氧化物。
[0041] 第一類型的膠體粒子包含水解的二氧化硅基材料，如反應(yīng)性二氧化硅縮合物粒子 或多面體齊聚倍半硅氧烷。
[0042] 在一個(gè)實(shí)施方式中，第一類型的膠體粒子包含反應(yīng)性二氧化硅縮合物粒子。該粒 子可以包含單個(gè)的（individual)反應(yīng)性二氧化娃縮合分子。所述反應(yīng)性二氧化娃縮合物 粒子可以以第二類型的膠體粒子的質(zhì)量的〇. 1% -200%的量存在。
[0043] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述反應(yīng)性二氧化硅縮合物粒子是具有通式Sia0b (OR'）。(R"） d的烷氧基硅烷縮合物，其中R'和R"為烷基或官能化的烷基基團(tuán)，且a、b、c和d的值取決 于水解度和硅烷原料的類型（identity)。所述烷氧基硅烷縮合物通過以下物質(zhì)的水解和 縮合制備：四烷氧基硅烷Si (0R)4或烷基取代的硅烷Si (R1) x (OR2) 4_x或以上物質(zhì)的組合，其 中：

【權(quán)利要求】
1. 一種涂覆基板，所述涂覆基板包含： 包含經(jīng)處理的層的基板； 光催化層；以及 保護(hù)層，所述保護(hù)層位于所述光催化層和所述經(jīng)處理的層之間，所述保護(hù)層包含分散 在基質(zhì)中的膠體粒子，所述膠體粒子包含第一類型和第二類型的粒子，其各自的粒徑分布 有所不同，并且所述第一類型和第二類型的粒子通過借助于較小的第一粒子至少部分地填 充較大的第二粒子間的間隙來共同形成物理屏障，從而阻止所述經(jīng)處理的層因光催化劑而 導(dǎo)致的降解；所述第一類型的膠體粒子包含水解的二氧化硅基材料，如反應(yīng)性二氧化硅縮 合物粒子或多面體齊聚倍半硅氧烷或者上述材料的混合物；所述保護(hù)層對(duì)所述基板顏色和 光澤度的影響小于20 Λ E單位。
2. 如權(quán)利要求1所述的涂覆基板，其中，所述第一類型的膠體粒子的平均粒徑為 0. 4nm_50nm，優(yōu)選為 0. 4nm_20nm，更優(yōu)選為 0. 4nm_5nm。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的涂覆基板，其中，所述第二類型的膠體粒子的平均粒徑為 5nm_200nm，優(yōu)選為 5nm-100nm，更優(yōu)選為 5nm_50nm。
4. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，所述膠體粒子具有窄的粒徑分布。
5. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，所述膠體粒子的粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn) 差小于平均粒子直徑的20%。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，所述第一類型的膠體粒子與所述 第二類型的膠體粒子的平均粒子半徑的比值小于〇. 5。
7. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，所述膠體粒子的材料包含諸如 Si、Al、B、Ti、Zr和P的金屬元素和/或非金屬元素的一種或多種氧化物。
8. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，所述第一類型的膠體粒子包含反 應(yīng)性二氧化硅縮合物粒子。
9. 如權(quán)利要求8所述的涂覆基板，其中，所述反應(yīng)性二氧化硅縮合物粒子以所述第二 類型的膠體粒子的質(zhì)量的〇. 1% -200%的量存在。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的涂覆基板，其中，所述反應(yīng)性二氧化硅縮合物粒子為由四 烷氧基硅烷Si (OR) 4或烷基取代的硅烷Si (R1^ (OR2) 4_x水解和縮合制備的烷氧基硅烷縮合 物，其中： R = CH3、C2H5、C3H7 或 C4H9， x = 1-3, R1為有機(jī)官能團(tuán)， R2為烷基基團(tuán)CnH2n+1，其中η = 1-5。
11. 如權(quán)利要求10所述的涂覆基板，其中R1為烷基或芳基基團(tuán)、鹵素、環(huán)氧化物、異氰 酸酯/鹽、羥化物、季銨陽離子、胺、羧酸或羧酸衍生物、酮或醛、羥化物或醚。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的涂覆基板，其中，所述烷基取代的硅烷包含下列物質(zhì)中 的一種或多種： 二甲基甲氧基娃燒、二甲基乙氧基娃燒、苯基二甲氧基娃燒、-苯基-甲氧基娃燒、 正丙基三甲氧基硅烷、異丁基三甲氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、 1，6_雙（二甲氧基甲娃燒基）己燒、γ-脈基丙基二甲氧基娃燒、γ-二丁基氨基丙基二 甲氧基硅烷、九氟丁基三甲氧基硅烷、環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、環(huán)氧丙氧基 丙基甲基二甲氧基娃燒、Υ_(2-氨基乙基）氨基丙基二甲氧基娃燒、γ-(2-氨基乙基）氨 基丙基甲基二甲氧基硅烷、 Υ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、Υ-巰基丙基三甲氧基硅 燒、氣丙基二甲氧基娃燒、苯胺基丙基二甲氧基娃燒、甲基二甲氧基娃燒、甲基二 乙氧基娃燒、乙稀基二甲氧基娃燒、二甲基二甲氧基娃燒、十八燒基二甲基 -[3-(二甲氧基 甲硅烷基）丙基]氯化銨、Ν-三甲氧基甲硅烷基丙基-Ν，Ν，Ν-三甲基氯化銨、Ν-(三甲氧 基甲娃燒基丙基）氣化異硫脈、氣基苯基二甲氧基娃燒、Ν -(二甲氧基甲娃燒基乙基）節(jié) 基-Ν，Ν，Ν-三甲基氯化銨、Ν，Ν-二癸基-Ν-甲基-Ν-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基）氯化銨、 (2-三乙氧基甲硅烷基丙氧基）乙氧基環(huán)丁砜、Ν-(三甲氧基甲硅烷基丙基）乙二胺三乙酸 三鈉、2-[甲氧基（聚乙烯氧基）丙基]三甲氧基硅烷、雙（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）胺、 十四烷基二甲基（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）氯化銨和Ν-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基）葡 糖酰胺。
13. 如權(quán)利要求8-12中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，所述反應(yīng)性水解二氧化硅縮合 物粒子由四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷制備。
14. 如權(quán)利要求8-13中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，所述反應(yīng)性水解二氧化硅縮合 物粒子具有30 % -70 %的水解百分比。
15. 如權(quán)利要求10-14中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，所述四烷氧基硅烷與三（乙酰 丙酮）鋁進(jìn)行進(jìn)一步縮合。
16. 如權(quán)利要求8-15中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，所述反應(yīng)性水解二氧化硅縮合 物粒子具有1000克/摩爾-4000克/摩爾的數(shù)均分子量。
17. 如權(quán)利要求8-16中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，所述反應(yīng)性水解二氧化硅縮合 物粒子中，硅上的羥基與甲氧基取代基的比值為約0. 8。
18. 如權(quán)利要求8-17中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，使用改性劑對(duì)所述反應(yīng)性水解 二氧化硅縮合物粒子進(jìn)行處理，以對(duì)所述反應(yīng)性水解二氧化硅縮合物粒子的性質(zhì)進(jìn)行修 飾，所述改性劑例如為醇或娃燒。
19. 如權(quán)利要求18所述的涂覆基板，其中，經(jīng)修飾的性質(zhì)包括混合物的穩(wěn)定性或?qū)s 合物反應(yīng)性的控制中的一者或兩者的改善。
20. 如權(quán)利要求18或19所述的涂覆基板，其中，所述改性劑為具有通式HOR的醇，其 中： R 為烷基（CnH2n+1，n = 3-20)或氟代烷基（CnH2n+1_xFx，n = 3-20，χ = 1-41)、或引入了一 個(gè)或多個(gè)特定官能團(tuán)的取代的烷基（CnH2n+1_xRx，n = 3-20，χ = 1-41)，所述特定官能團(tuán)包括： 乙烯基或其它烯；羧酸或羧酸衍生物；醚；胺或胺衍生物；硫醇或硫醇衍生物；烷基硅烷或 烷基硅烷衍生物；羰基或羰基衍生物；或上述官能團(tuán)的任意組合。
21. 如權(quán)利要求18或19所述的涂覆基板，其中，所述改性劑為具有通式Si (R1) x (OR2) 4_χ 的硅烷，其中： x = 1-3, R1為在烷氧基硅烷中常見類型的有機(jī)官能團(tuán)，包括烷基或芳基基團(tuán)、鹵素、環(huán)氧化物、 異氰酸酯/鹽、羥化物、季銨陽離子、胺、羧酸或羧酸衍生物、酮或醛、羥化物、醚等， R2為烷基基團(tuán)CnH2n+1，其中η = 1-5。
22. 如權(quán)利要求21所述的涂覆基板，其中，所述硅烷包含下列物質(zhì)中的一種或多種： 二甲基甲氧基娃燒、二甲基乙氧基娃燒、苯基二甲氧基娃燒、-苯基-甲氧基娃燒、 正丙基三甲氧基硅烷、異丁基三甲氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、 1，6_雙（二甲氧基甲娃燒基）己燒、γ-脈基丙基二甲氧基娃燒、γ-二丁基氨基丙基二 甲氧基硅烷、九氟丁基三甲氧基硅烷、環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、環(huán)氧丙氧基 丙基甲基二甲氧基娃燒、Υ _(2-氨基乙基）氨基丙基二甲氧基娃燒、γ-(2_氨基乙基）氨 基丙基甲基二甲氧基硅烷、 Υ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、Υ-巰基丙基三甲氧基硅 燒、氣丙基二甲氧基娃燒、苯胺基丙基二甲氧基娃燒、甲基二甲氧基娃燒、甲基二 乙氧基娃燒、乙稀基二甲氧基娃燒、二甲基二甲氧基娃燒、十八燒基二甲基 -[3-(二甲氧基 甲硅烷基）丙基]氯化銨、Ν-三甲氧基甲硅烷基丙基-Ν，Ν，Ν-三甲基氯化銨、Ν-(三甲氧 基甲娃燒基丙基）氣化異硫脈、氣基苯基二甲氧基娃燒、Ν -(二甲氧基甲娃燒基乙基）節(jié) 基-Ν，Ν，Ν-三甲基氯化銨、Ν，Ν-二癸基-Ν-甲基-Ν-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基）氯化銨、 (2-三乙氧基甲硅烷基丙氧基）乙氧基環(huán)丁砜、Ν-(三甲氧基甲硅烷基丙基）乙二胺三乙酸 三鈉、2-[甲氧基（聚乙烯氧基）丙基]三甲氧基硅烷、雙（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）胺、 十四烷基二甲基（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）氯化銨和Ν-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基）葡 糖酰胺。
23. 如權(quán)利要求1所述的涂覆基板，其中，所述第一類型的膠體粒子為多面體齊聚倍半 硅氧烷。
24. 如權(quán)利要求1所述的涂覆基板，其中，所述第二膠體粒子包含Ludox家族的納米粒 子二氧化硅膠體。
25. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，所述基質(zhì)至少部分地由可氧化的 相組成，所述可氧化的相能夠被活性氧物質(zhì)所氧化，形成具有足以阻礙所述活性氧物質(zhì)擴(kuò) 散的密度的不揮發(fā)性無機(jī)相。
26. 如權(quán)利要求25所述的涂覆基板，其中，所述可氧化的相包含至少一種有機(jī)硅相，所 述有機(jī)硅相能夠被所述活性氧物質(zhì)所氧化，形成無機(jī)硅酸鹽相。
27. 如權(quán)利要求25所述的涂覆基板，其中，所述至少一種有機(jī)硅相包含摻入有機(jī)硅組 分的表面活性劑。
28. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，使所述膠體粒子在摻入層中之前 在堿性溶液中進(jìn)行穩(wěn)定化。
29. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，所述保護(hù)層對(duì)所述基板顏色和光 澤度的影響不大于20 Λ E單位。
30. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，所述涂覆基板和未涂覆基板之間 的光澤度差異不超過20%。
31. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，所述保護(hù)層的厚度為 25nm-1000nm，優(yōu)選為 50nm-600nm，更優(yōu)選為 100nm-400nm。
32. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，所述涂覆基板包含能夠產(chǎn)生活性 氧物質(zhì)的光催化劑。
33. 如權(quán)利要求32所述的涂覆基板，其中，所述光催化劑存在于單獨(dú)的光催化層中。
34. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的涂覆基板，其中，所述基板包含經(jīng)處理的表面，優(yōu) 選為有色表面，如涂漆表面。
35. 如權(quán)利要求34所述的涂覆基板，其中，所述保護(hù)層包含設(shè)置于所述經(jīng)處理的表面 和光催化層之間的屏障層。
36. 如權(quán)利要求32或33所述的涂覆基板，其中，所述光催化粒子由金屬氧化物組成，所 述金屬氧化物例如為以下金屬氧化物中的一種：二氧化鈦或二氧化鈦衍生物納米粒子、氧 化鋅納米粒子、氧化錫納米粒子或氧化鋪納米粒子。
37. 如權(quán)利要求36所述的涂覆基板，其中，所述光催化粒子由摻雜有金屬陽離子的二 氧化鈦組成，所述金屬陽離子例如為鐵、釩和其它過渡或稀土金屬。
38. -種用于在基板上形成保護(hù)性涂層的涂料組合物，所述組合物包含處于介質(zhì)中的 膠體粒子，所述膠體粒子包含第一類型和第二類型的粒子，其各自的粒徑分布有所不同，所 述第一類型的膠體粒子包含水解的二氧化硅基材料，如反應(yīng)性二氧化硅縮合物粒子或多面 體齊聚倍半硅氧烷或者上述材料的混合物；其中所述保護(hù)性涂層在涂覆至所述基板上之后 對(duì)所述基板顏色和光澤度的影響小于20 △ E單位。
39. -種涂覆基板，所述基板包含含有分散在基質(zhì)中的膠體粒子的保護(hù)層，所述膠體粒 子包含第一類型和第二類型的粒子，其各自的粒徑分布有所不同，所述第一類型的膠體粒 子包含水解的二氧化硅基材料，如反應(yīng)性二氧化硅縮合物粒子或多面體齊聚倍半硅氧烷或 者上述材料的混合物；所述保護(hù)層對(duì)所述基板顏色和光澤度的影響小于20 △ E單位， 其中，所述基質(zhì)至少部分地由以下組分組成： -能夠被活性氧物質(zhì)所氧化，形成無機(jī)硅酸鹽的有機(jī)硅相；和/或 -由所述有機(jī)硅相氧化形成的無機(jī)硅酸鹽。
40. -種光催化的自清潔涂覆基板，所述涂覆基板包含： 包含經(jīng)處理的表面的基板； 在所述經(jīng)處理的層上的屏障層，所述屏障層包含分散在基質(zhì)中的膠體粒子，所述膠體 粒子包含第一類型和第二類型的粒子，其各自的粒徑分布有所不同，所述第一類型的膠體 粒子包含水解的二氧化硅基材料，如反應(yīng)性二氧化硅縮合物粒子或多面體齊聚倍半硅氧烷 或者上述材料的混合物；所述屏障層對(duì)所述基板顏色和光澤度的影響小于20 △ E單位；以 及 在所述屏障層上的光催化層。
41. 一種用于保護(hù)基板不被活性氧物質(zhì)降解的方法，所述方法包括以下步驟： 提供包含經(jīng)處理的層的基板； 在所述經(jīng)處理的層上涂覆組合物，所述組合物包含分散在介質(zhì)中的一種或多種氧化物 的膠體粒子，所述膠體粒子包含第一類型和第二類型的粒子，其各自的粒徑分布有所不同， 所述第一類型的膠體粒子包含水解的二氧化硅基材料，如反應(yīng)性二氧化硅縮合物粒子或多 面體齊聚倍半硅氧烷或者上述材料的混合物；保護(hù)層對(duì)所述基板顏色和光澤度的影響小于 20 Λ E單位；以及 使所述涂料轉(zhuǎn)化形成保護(hù)層。
42. -種光催化的自清潔涂覆建筑產(chǎn)品，所述建筑產(chǎn)品包含： -金屬基板； -在所述金屬基板上的涂漆層； -在所述涂漆層上的屏障層，所述屏障層包含分散在基質(zhì)中的膠體粒子，所述膠體粒子 包含至少第一類型和第二類型的粒子，其各自的粒徑分布有所不同，所述第一類型的膠體 粒子包含水解的二氧化硅基材料，如反應(yīng)性二氧化硅縮合物粒子或多面體齊聚倍半硅氧烷 或者上述材料的混合物；保護(hù)層對(duì)所述基板顏色和光澤度的影響小于20 △ E單位；以及 -在所述屏障層上的光催化層。
43. -種參照附圖大體上如本文所述的涂覆基板。
【文檔編號(hào)】C09D5/00GK104245857SQ201380021582
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月28日
【發(fā)明者】謝恩·A·麥克拉弗林, 習(xí)斌斌, 埃文·J·埃文斯, 愛德華·M·博格 申請(qǐng)人:藍(lán)野鋼鐵有限公司