[發明專利]防污材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200680038775.1
• 申請日: 2006-10-20
• 公開（公告）號: CN101291887A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: B·吉姆;G·扎格多恩;E·桑德加德;R·加雷克;E·羅耶;A·卡申科;A·勒拉格;E·巴塞爾
• 申請（專利權）人: 法國圣戈班玻璃廠
• 主分類號: C03C17/34
• 分類號: C03C17/34;C03C17/23
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張軼東;段家榮

本發明涉及材料領域，尤其是抗污或自動清潔的玻璃面板。

眾所周知，氧化鈦具有光催化特性。在光的存在下，尤其是在UV-A 型(其波長在320到400nm之間)紫外線的存在下，氧化鈦對催化有 機化合物的基團降解反應具有特殊的功效。從文獻EP-A-850?204和 EP-A-816?466中可知，氧化鈦還具有由相同類型照射所引起的極端強烈 的親水特性。該親水性有時被稱為“超親水性”，其特征在于非常小的 水接觸角，所述水接觸角小于5°，甚至小于1°。光催化和超親水性這兩 個特征，使含有氧化鈦的材料具有特別有利的特性。涂有氧化鈦薄層的 材料，尤其是陶瓷、玻璃或者玻璃陶瓷類材料，有效地具有抗污或自動 清潔或者其它易于清潔的特性。用光催化氧化鈦層覆蓋的玻璃面板在陽 光的作用下降解了沉積在其之上的有機污物。由于氧化鈦的光誘導超親 水性的原因，無機污物本身被部分地防止了沉積，并被部分地除去。在 某些情況下，無機污物以溶于雨滴的形式在玻璃面板上有效地產生沉 積，并且在所述雨滴蒸發期間發生沉淀。由于超親水特性的原因，水涂 敷并且清潔了玻璃而不是以滴狀形式沉積在其之上，因此，其通過這種 水滴沉積/蒸發的機制防止了無機污物的沉積。至于不需要借助雨水沉積 的無機污物，例如灰塵，其可以在例如風的作用下沉積，該污物可以通 過雨水的沖刷而非常簡單地除去。由此獲得的材料可以在太陽照射和水 尤其是雨水沖刷的綜合作用下除去有機和無機污物。

然而，當它們被置于防雨的位置或者很發生降水的地理的區域時， 上面所描述的材料具有一個缺點。具體來說，人們已經發現，當被置于 富含無機污物的大氣中并遮擋了雨水時，用光催化氧化鈦覆蓋的并具有 超親水性的玻璃面板逐漸地被無機污物，尤其是非常粘著的灰塵形式的 污物覆蓋。在長期的暴露之后，尤其是超過2個月，甚至4個月之后， 這種玻璃具有與不含二氧化鈦層玻璃面板一樣骯臟的表面。因此，在沒 有水沖刷的情況下，超親水的二氧化鈦表面不會防止無機污物的沉積和 粘附。

因此，本發明的一個目的是通過提供一種材料來克服上述缺陷，所 述材料防止無機污物沉積在其表面上，因此其具有很小的灰塵聚集，包 括在沒有水沖刷的情況下。本發明的另一個目的是提供一種在暴露在防 雨位置或很少發生降水的地理區域幾個月以后能夠不被污染的材料。

本發明人已經發現用氧化鈦層覆蓋的基材具有完全預料不到的在 沒有水沖刷的情況下防止無機污物沉積在其表面上(因此導致灰塵聚 集)的技術效果，所述基材本身設置有另一個親水材料薄層，所述親水 材料尤其是那些包含硅和氧的類型。

這些材料中的一些是已知的，并且被描述在幾個文獻中。例如申請 WO?2005/040056描述了一種被氧化鈦層覆蓋的玻璃面板，在所述氧化 鈦層上設置了一個鋁摻雜的二氧化硅的薄層，該薄層具有涂敷容量和2 nm的厚度。兩個層是通過陰極濺射方法進行沉積的，然后一起被退火， 從而賦予了氧化鈦高光催化活性。上層的二氧化硅層具有改善多層結構 機械強度，尤其是耐磨性的效果。專利US?6?379?776也描述了一種玻璃 上的多層結構，其包括，尤其是，光催化氧化鈦層，其上設置了一個SiO_x單層，x等于1或2。后一層被描述具有防止有機污物沉積在層的表面 上的效果，但是沒有公開在沒有水沖刷的情況下能夠防止無機污物沉積 的效果。該專利還描述了在戶外進行的測試，該測試證明在暴露六個月 之后沒有發生污物沉積，但是其指明了樣品表面受到過雨水的沖刷。申 請EP-A-1?074?525本身描述了一種相同類型的結構，其具有10nm或更 薄的SiO₂薄層外表面，這使得在不非常顯著地降低光催化性能的情況下 改善材料的親水性成為可能。其沒有描述該覆蓋層在沒有水沖刷的情況 下對無機污物的沉積產生作用。

最近發現的這種材料所呈現的技術效果在于，在沒有水沖刷的情況 下防止無機污物在其表面上的沉積，這是從未被發現的。它不與任何現 有技術中已經描述的特征相關聯，也是令人驚奇的。在效果方面，低有 機污物粘附性是一種對有機化合物的低化學親合特性，這與層的親水屬 性有關并且與無機污物的粘著無關。然而，表面上單獨的親水屬性在沒 有水沖刷的情況下不能防止無機污物的粘著，就像氧化鈦所顯示的情 況。