[发明专利]用作去除NOx的半透明涂层的组合物

说明书

发明背景

本发明涉及用作结构材料表面上的半透明涂层的具有光催化自清洁性能的组合物，更具体地，本发明涉及具有高去HNO₃活性的这种改进组合物。

在建筑和涂料领域中，环境污染引发了建筑和室外建筑用外部材料的一系列污染问题。漂浮在空气中的灰尘和颗粒在晴朗天气中沉积在屋顶和建筑物外墙上。在暴露于降雨下时，沉积物与雨水一起流动并沿建筑物的外墙向下流动。结果，污染物沿雨水的路线而粘附。在表面干燥时，泥土呈条状图案。

为了至少部分解决该问题，已经提出在结构材料表面上沉积涂层。或者，所述涂层进一步对大气污染物显示光催化自清洁性能。由此，在EP 0901991、WO 97/07069、WO 97/10186和WO 98/41480中公开了氧化钛的光催化涂层。

紫外线照射(例如源自UV光)到半导体如氧化钛上，产生具有强还原活性的电子和具有强氧化活性的空穴，所述电子和空穴能够最终引发有害有机化合物降解成无害物质。典型的污染物为例如氮氧化物、臭氧和吸附在材料包覆表面上的有机污染物。这在建筑领域如城市街道中特别有用，其中有机污染物的浓度相对高，尤其是在强太阳光下，但其中材料可利用的表面积也相对高。

然而，与所形成的氧化的物质如由在水和氧气存在下NO₂和NO与TiO₂/UV光的反应形成的HNO₃相关的一个问题是其在材料包覆表面上的吸收，这然后会随时间变化而引发难以除去污点和/或造成腐蚀的问题。

因此，仍需要一种涂料组合物，以相对于先前涂料在去污性能、非污染稳定性和突出的耐久性方面具有明显改进。

惊奇地，本发明人已经发现，通过用作涂料的特定组合物可有效实现这种目的。

因此，本发明的目的是提供一种组合物，当作为涂料应用到材料表面上时，所述组合物展示改进的去除NOx和任选的VOCx(即挥发性有机内容物如二甲苯和苯)的性能。

本发明的另一个目的是提供一种组合物，所述组合物能够赋予这种性能而不会牺牲涂层的透明度。

本发明的还另一个目的是提供一种组合物，当作为涂料应用到材料表面上时，所述组合物能够易于从其释放污染物，尤其是通过雨水或通过水进行洗涤。具体地，当施加到基材表面上以形成薄膜时，所述组合物使得粘附到表面上的污染物或其衍生物易于用水冲掉。

发明概述

根据一个方面，本发明涉及一种用作结构材料表面上的半透明涂层的去除NOx的组合物，所述组合物包含至少：

a)具有至少去NOx活性的光催化二氧化钛颗粒；

b)具有去HNO₃活性的颗粒；和

c)硅基材料，在其中分散所述颗粒，

其中所述光催化颗粒具有1nm～50nm的结晶尺寸且颗粒a)和b)以小于所述组合物总重量的20wt％的量存在。

根据另一个方面，本发明涉及一种用于赋予在材料表面处对大气污染物具有自清洁性能的方法，所述方法至少包括如下步骤：

将根据本发明的组合物施加到材料表面上，和

将所述组合物干燥或固化以提供半透明涂层体系。

根据还另一个方面，本发明是一种能够在结构材料表面上形成半透明涂层的改进组合物，所述改进组合物包含至少：

a)光催化二氧化钛颗粒，其具有至少去NOx活性并基本由至少50质量％的锐钛矿结晶形式构成，所述颗粒具有1nm～150nm的平均尺寸和至少30m²/g的每克的表面积，和

b)硅基材料，在其中分散两种所述a)颗粒，其中所述硅基材料包括至少一种具有下式的聚硅氧烷衍生物：

其中

R₁和R₂为苯基或1～20个碳原子的烷基，且所述改进包括向所述组合物中并入具有去HNO₃活性的颗粒c)，所述颗粒c)选自碳酸钙、碳酸镁以及它们的混合物，其中(i)a)和c)的颗粒以低于所述组合物总重量的20wt％的量存在；(ii)具有去HNO₃活性的颗粒c)与光催化颗粒a)之比为0.05∶2～0.2∶0.8；且(iii)具有去HNO₃活性的颗粒与所述光催化二氧化钛颗粒彼此不紧密接触。

发明详述

本发明在于发现一种能够在结构材料表面上形成半透明薄膜涂层的改进组合物。所述组合物包含至少：