[发明专利]含用金属元素掺杂的钛氧化物的基材表面处理用溶液或分散液，采用上述液体的基材表面处理法，以及采用该法得到的表面处理材料

说明书

技术领域

本发明涉及：用于制造具有优良的防吸水性及防污性的表面处理材料的处理溶液，采用该处理溶液的基材表面处理方法以及采用该表面处理方法得到的表面处理材料。

本申请主张2005年4月22日、日本国提出的特愿2005-125152号的优先权，其内容包含于此。

背景技术

例如，建筑物等使用的，屋外使用的各种材料，因大气中及雨水中含有的各种污染物质、苔藓及真菌等生物以及微生物等使其表面污染，存在材料的美观随时间推移而受损的问题。实际上，为保持大厦等建筑物外观美丽，不得不定期进行表面清洗。

另外，在含钢筋及/或铁骨的混凝土建材中，由于雨水对混凝土的渗透，钢筋及铁骨生锈，因锈而铁材发生体积膨胀，产生混凝土发生龟裂等问题。另外，混凝土本身，通过雨水中含有的酸性物质引起中性化，也产生强度降低的问题。另外，大理石制造的建材也同样存在因酸性物质而引起的劣化问题。

为了解决这些问题，通过把硅酮类化合物等憎水性物质及/或防霉剂及/或抗菌剂涂抹在屋外用建材等材料表面上，尝试防止水分向材料中的浸入以及抑制在建材表面的污染物附着以及苔藓等在材料表面的繁殖。然而，在材料表面涂抹憎水性物质时，因疏水性污染物质堆积而引起表面污染等，故不能充分防止材料表面的污染。

另外，近几年来，作为材料表面的污染防止方法，可以采用在材料表面形成光催化剂层的方法。例如，在由基材表面上形成的硅酸碱金属化合物构成的憎水层上，再形成锐钛矿型过氧化钛等光催化剂层的方法(例如，参见专利文献1)，以及在基材表面上形成的具有烷氧基甲硅烷基及羟基的丙烯酸树脂的涂底层(primer layer)上，再形成光催化剂层的方法已经提出(例如，参见专利文献2)。另外，本发明人提出二氧化钛-金属复合物，作为用于形成具有优良活性的防污二氧化钛层的材料(例如，参见专利文献3)。

另外，对屋外建筑物等使用的材料，为使上述防吸水性及防污性优良，提高材料的图案设计性，要求表面可以着色，并且该色彩长期保持不发生变化的性能。

专利文献1：特开2000-135442号公报

专利文献2：特开2002-138243号公报

专利文献3：国际公开WO2004/04173号小册子

发明内容

上述基材表面的污染防止方法中，在基材表面上的由硅酸碱金属化合物构成的憎水层上再形成光催化剂的方法(参见上述专利文献1)，通过硅酸碱金属化合物的作用，光催化剂层有时发生水解，难以再使硅酸碱金属化合物着色。

在基材表面上形成的含有烷氧基甲硅烷基及羟基的丙烯酸树脂的涂底层上，再形成光催化剂层的方法(参见上述专利文献2)，丙烯酸树脂的着色比较容易，但丙烯酸树脂本身因光催化剂的作用而产生分解、老化的问题。

本发明提供：在建筑·土木工程用途等屋外采用的基材表面上，采用防吸水性及防污性优良的而且容易着色的形成表面层的材料；以及采用该材料进行基材的表面处理的方法；进而采用该法进行表面处理的、具有优良的防吸水性及防污性，同时根据希望容易进行着色的表面层的表面处理材料。

本发明中基材表面处理时使用的材料，是溶液或分散液，其特征在于，含有憎水剂或防吸水剂，以及采用选自铜、锰、镍、钴、铁及锌的至少1种金属元素掺杂的钛氧化物。

还有，上述溶液或分散液中使用的憎水剂或防吸水剂是硅烷类、硅酸酯类、硅酮类、硅酮与硅烷的复合类，及/或氟类憎水剂或防吸水剂，并且，用上述金属元素掺杂的钛氧化物是无定型氧化钛或至少一部分被过氧化的无定型氧化钛是优选的。

另外，上述溶液或分散液，可根据希望进一步含有由选自非离子性分散剂、阴离子性分散剂、两性分散剂、酸值为50～250的水溶性树脂性分散剂、以及酸值为50～250乳胶树脂性分散剂的1种以上分散剂、颜料以及水构成的水性颜料分散体。

另外，上述溶液或分散液，可根据希望进一步含有有机树脂粘合剂。

本发明的基材的表面处理方法，其特征在于，通过把上述任何一种溶液或分散液在基材上使用，使含憎水剂或防吸水剂以及选自铜、锰、镍、钴、铁及锌的至少1种金属元素掺杂的钛氧化物的层，在上述基材表面上及/或基材表层中形成。

本发明的表面处理材料，其特征在于，是采用上述表面处理方法制造的，含憎水剂或防吸水剂以及选自铜、锰、镍、钴、铁及锌的至少1种金属元素掺杂的钛氧化物的层，形成在基材表面上及/或基材表层中。