[發(fā)明專利]光催化二氧化鈦溶膠,和使用其的涂料組合物和部件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110196966.3
• 申請日: 2007-09-26
• 公開（公告）號: CN102304302A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 黑田武利;井筒裕之;山口勇;中西義行
• 申請（專利權）人: 多木化學株式會社;TOTO株式會社
• 主分類號: C09D5/14
• 分類號: C09D5/14;C09D7/12;C09D201/00;C09D1/00;B32B27/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 熊玉蘭;高旭軼

本申請是國際申請日為2007年9月26日、國際申請?zhí)枮镻CT/JP2007/068616、進入中國國家階段的申請?zhí)枮?00780043744.X、發(fā)明名稱為“光催化二氧化鈦溶膠，和使用其的涂料組合物和部件”的PCT申請的分案申請。

技術領域

本發(fā)明涉及一種光催化二氧化鈦溶膠，其在暗處具有抗菌性，特別是涉及一種光催化二氧化鈦溶膠，其是穩(wěn)定的并且即使含有銀時也不引起光致變色，以及涉及一種使用其的涂料組合物和部件。

背景技術

已知的是二氧化鈦具有光催化作用，即，當用紫外線照射時，它具有氧化還原功能，由此來分解有害物質(zhì)和表現(xiàn)出抗菌性和超親水現(xiàn)象，并且使用該作用的工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展非常活躍。由于光催化反應發(fā)生在二氧化鈦的表面附近，因此在許多情況中所述的工業(yè)產(chǎn)品是通過將二氧化鈦制成薄膜來使用它的。因此，由二氧化鈦的細微粒子制成的二氧化鈦溶膠已經(jīng)被廣泛用作薄膜形成材料。

二氧化鈦通過光能而表現(xiàn)出如它的名字所示的光催化效應，并因此其僅僅當用光例如日光和紫外燈的光照射時表現(xiàn)出該效應。就在光催化效應中的超親水性所產(chǎn)生的抗污性能而言，存在于具有光催化作用的薄膜表面上的外部污物可以通過紫外線間歇照射來除去，即使該薄膜不用紫外線連續(xù)照射。有害物質(zhì)也通過光的間歇照射而慢慢分解，除非該物質(zhì)自然地增加。但是，因為當二氧化鈦不具有光催化效應時，細菌和惡臭會繁殖和傳播，因此二氧化鈦需要用紫外線連續(xù)照射來保持抗菌性和除臭效應。當光催化劑被混入到能夠用光連續(xù)照射的產(chǎn)品例如空氣清潔器和凈化裝置中時，該產(chǎn)品可以一直用光照射。但是，由于室內(nèi)或者室外使用的建筑材料或者其他的與宜居相關的產(chǎn)品本身不具有光源，因此?光催化劑在其中沒有日光或者燈的暗處是不起作用的。這個事實對于被期望具有抗菌性以及分解有害材料和防止由于光催化劑而產(chǎn)生的污染的效果的光催化產(chǎn)品而言是一個大問題，并因此，非常令人期望的是光催化劑具有在暗處的抗菌性和除臭效應。

另一方面，為了使產(chǎn)品在其中無光的暗處表現(xiàn)出抗菌效果，最簡單和最容易的方法是將光催化劑與不同于該光催化劑的抗菌劑一起使用。存在有不同類型的抗菌劑化合物，但是當該抗菌劑與光催化劑一起使用時，因為光催化劑分解有機物質(zhì)，因此必須使用由無機物質(zhì)制成的抗菌劑。無機抗菌成分包括金屬例如銀、銅和鋅，并且已經(jīng)開發(fā)了許多的工業(yè)產(chǎn)品，在其中無機抗菌成分存在于基底的表面來表現(xiàn)出抗菌性。

這樣的抗菌金屬的作用也可以用于光催化劑中。無論是否存在照射光，抗菌性可以例如通過使光催化劑和抗菌金屬存在于相同的涂層薄膜上而表現(xiàn)出來。例如，由于已經(jīng)通過下面的步驟形成薄膜，因此產(chǎn)品可以具有暗處抗菌性：在該產(chǎn)品表面上形成含有二氧化鈦的光催化薄膜，進一步將含有抗菌金屬的化合物例如銀或者銅的不同鹽的水溶液施涂到該光催化薄膜的表面上，和熱處理或者還原處理該施涂的水溶液；并由此具有由于金屬離子而產(chǎn)生的光催化效應和抗菌性。但是，這樣的方法需要施涂和干燥的冗長步驟，并且顯然增加了制造成本。從工業(yè)的觀點而言，優(yōu)選的是一次性施涂和干燥含有光催化劑和抗菌金屬的一種化學品溶液來獲得所述的涂層薄膜。為此目的，可以想到的是將作為抗菌金屬的銀和銅混入到含有光催化劑的涂層薄膜形成材料中。

作為涂層薄膜形成材料，優(yōu)選的是上述的二氧化鈦溶膠，因此可以想到的是將處于硝酸鹽水溶液狀態(tài)的銀和銅分別與該涂層薄膜形成材料混合。當將硝酸銀水溶液加入到商標名為STS-01的用硝酸穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠(Ishihara?Sangyo?Kaisha，Ltd.的產(chǎn)品)中時，所形成的溶液在硝酸銀加入后顯然穩(wěn)定了一會兒。但是，不久，銀成分被還原，使得溶膠顏色由黃色變成褐色，并且最終甚至產(chǎn)生沉淀。當該溶膠產(chǎn)生沉淀時，涂層薄膜由該溶膠不穩(wěn)定地形成，在溶膠施涂后由于沉淀物而表現(xiàn)出有缺陷的外觀，或者產(chǎn)生不均衡的抗菌效果。因此，可以想到的是將銀成分在即將生產(chǎn)涂層薄膜之前加入到溶膠中來防止變色和沉淀，但是這是不明智的。因此，本發(fā)?明人對于生產(chǎn)二氧化鈦溶膠的方法進行了廣泛的研究，所述的溶膠包括抗菌金屬，并且具有光催化功能和具有優(yōu)異的儲存穩(wěn)定性。

就含有作為抗菌金屬之一的銅的二氧化鈦溶膠而言，本發(fā)明人已經(jīng)公開了該技術。根據(jù)該技術，將銅以溶解在鏈烷醇胺中的絡合物狀態(tài)穩(wěn)定地分散在二氧化鈦溶膠中。(參見專利文獻1)

但是，對于含有銀并且具有光催化功能的二氧化鈦溶膠而言，還沒有報道含有銀并且不引起變色的穩(wěn)定的溶膠以及其的生產(chǎn)方法。這是因為銀比銅更易于還原。