[发明专利]光催化涂层

说明书

技术领域

本发明涉及光催化涂层，例如，用在屋顶那样的建筑物表面上的涂层。

背景技术

光催化涂层可用于(例如)建筑业中。屋顶基材例如为瓦片和木瓦。

最近几年，由于藻类侵袭，使得屋顶基材和其它建筑材料的变色尤其成问题。变色归因于通过空气传播的颗粒所传送的蓝绿藻(例如，粘球藻(Gloeocapsa spp.))的存在。另外，由诸如烟灰和油脂等其它空气传播的污染物所产生的变色作用也导致变色。

为了防止变色，人们已经向屋顶基材和木瓦中加入光催化材料。一个实例包括光催化二氧化钛，其在紫外光(日光)存在的条件下使引起变色的有机材料发生光氧化。

当前，非光催化的抗藻类屋顶瓦产品在市场上很流行。一些产品声称可以提供长达7年的微生物防护，所述产品例如有以商品名DUR-A-SHIELD Antimicrobial Surface Protection(含有抗微生物剂的丙烯酸酯聚合物，可得自Dur-A-Shield International公司(Palm Coast，FL))出售的那些产品。这些产品依赖于随着时间的流逝而发生风化并失去效力的抗微生物剂。随着时间的流逝，丙烯酸酯也会被UV光降解。此类涂层的效力仍需在较大规模上进行验证。

防止屋顶变色的一般方法为定期清洗。这可以用高功率水洗机来进行。有时在微生物侵袭特别严重的区域还采用漂白处理。对于藻类控制而言，对屋顶进行专业清洗是一种相对昂贵的短期方法。采用漂白处理可能会使附属结构物受到污染并会伤害周围的植物。

发明内容

希望具有用于诸如沥青木瓦、屋顶颗粒、混凝土瓦或粘土瓦、或其它屋顶基材之类的结构层的光催化涂层，其中所述结构层颗粒将使光催化材料最大程度地暴露出来。另外，希望具有能使表面保持洁净达到五年以上的光催化技术，由此可避免定期清洗的需要。

虽然现有技术教导了高度或完全抗光降解的粘结剂，但是本发明使用在光催化颗粒催化下发生缓慢而显著的光降解的粘结剂。已经发现，这样可在保持可接受的室外暴露寿命的同时提供有效的除藻特性。

在一个实施例中，本专利申请涉及一种结构物。该结构物包含具有外表面的结构层和在该结构层的外表面上的涂层。涂层包含聚氨酯粘结剂和在聚氨酯粘结剂中的光催化颗粒。

在另一个实施例中，本专利申请涉及一种组合物。该组合物包含聚氨酯粘结剂和在聚氨酯粘结剂中的光催化颗粒。

具体实施方式

本发明的涂料组合物包含聚氨酯粘结剂和光催化颗粒。聚氨酯粘结剂体系提供了优选程度的光稳定性。所述组合物可包含附加的添加剂。此类添加剂的实例包括但不限于：颜料、染料、着色剂、表面活性剂、UV稳定剂、交联剂和抗氧化剂。

本专利申请中所述的聚氨酯粘结剂包含一种或多种多异氰酸酯与一种或多种多元醇的反应产物、以及可选的附加异氰酸酯活性和非活性组分。可以用催化剂促进所述反应，并且可以使用溶剂作为反应介质。在某些实施例中，聚氨酯粘结剂基本上是脂肪族的。基本上为脂肪族的聚氨酯由脂肪族异氰酸酯制成。

聚氨酯粘结剂可以是水性的，但是溶剂型的或100％固体类型的聚氨酯粘结剂也可满足需要。合适的水性氨基甲酸酯粘结剂可以通过本领域已知的方法制备，并且可以包含加入的表面活性剂、催化剂和助溶剂。100％固体的聚氨酯粘结剂可以通过以下过程形成，所述过程为：将多异氰酸酯与多元醇、催化剂和其它组分混合；然后现场浇铸和固化。水性聚氨酯粘结剂的实例为可得自Stahl USA公司商品名为PERMUTHANE的聚碳酸酯和聚酯基的聚氨酯。在本发明中与所述这些聚氨酯粘结剂一起生效的交联剂和其它水性助剂也可得自Stahl USA公司，商品名也为PERMUTHANE。一些水性氨基甲酸酯粘结剂可以包含诸如羧基或磺酸酯基等分散的侧基。磺化的水性聚氨酯粘结剂的实例在转让给3M公司的美国专利号6,649,727中有所描述。

可以通过多种方法使聚氨酯粘结剂交联，这些方法包括使碳二亚胺、氮丙啶、多异氰酸酯、多价金属离子或硅氧烷侧基发生反应。