[发明专利]TiO2光触媒亲水性自净化基材制造方法及光触媒涂层液

说明书

技术领域

本发明是关于使基材表面高度亲水性并使之维持的技术。是关于具有除臭、抗菌、防污的光催化剂机能自净化部材的制造技术及方法。本发明的各种形态是提供难污染的制品，及机能性自净化、抗菌、除臭内外墙瓷砖/玻璃/有机无机涂层/石材/有色或无色金属/水泥构件等。

背景技术

在建筑领域以及内外墙涂装领域，伴随着环境污染，建筑外墙、外装涂层、室外建筑物等的污染已经成为难以解决的问题。干燥天气大气中的浮游污染物向建筑外壁堆积，雨天雨水的冲刷出现污染痕迹。特别是近年来，不仅是工业生产活动产生的恶臭或刺激臭，家庭厨房以及饮食店的废弃物，调理时的恶臭，厕所、浴室的水垢以及霉菌，家庭装修所产生的各种有害气体，例如硫化氢，氨气，胺，氢硫基，醛类以及脂肪酸等难以除去的物质。更进一步，大型比赛的场馆地面，游泳池以及废水处理场所等等，往往是使用氯制品进行消毒，氯化物是有毒制品，安全隐患很大。更进一步，在医院隔离室、手术室，特别是不特定人群多数出入的公共场所，例如挂号室、走廊、厕所等场所，目前还几乎没有一个健全的对策，采取频繁的消毒、清扫作业必然加重负担。同时，对于杀菌剂、消毒剂的安全性以及使用药剂的处理也成为问题。

发明内容

为了解决上述建筑材料的自洁及环境净化问题，即本发明的目的是提供基材表面高度亲水，而且对于附在表面的污物有分解能力的自净化复合材。提供其制造方法及涂层液。例如，光催化剂光励起，基材表面呈现高亲水性，与水的接触角10^○以下。

本发明的另一个角度来看，本发明提供使基材表面亲水化，由于降雨或喷淋而自净化（self cleaning）的方法。提供自净化性基材，以及其制造方法。

所谓基材，例如金属、塑料、玻璃、陶瓷、木、石、混凝土、以及组合而成的层基体，以及其他材料形成的建筑物外装、窗框、构造材、窗玻璃，小轿车、铁道车辆、飞机、轮船等的乘用物的外装涂装，机械装置及物品的外装，防尘罩及涂装，交通标识，交通工具的外壳，各种标示装置，广告塔的外装及涂装等等都包括。

建筑物以及建筑物配置的机械装置以及物品，日中在太阳光作用下，光催化剂表面由于电子-空穴效应与空气产生的负氧离子及羟基游离基使附着的污物分解而降低附着力，同时产生亲水效应。当喷淋或偶尔下雨的时候，超亲水表面每逢被水冲刷，借助自然力其表面附着的灰尘以及污染物质被洗干净而自洁。

                                                             

光催化剂。

本发明的光催化剂性涂层液所使用的光触媒最好是二氧化钛（TiO₂）。二氧化钛是无害，化学上安全，而且可以廉价入手。进一步二氧化钛的价电子能级高，因此需要紫外线，在光励起的过程不吸收可视线光，不引起光散射现象。因此最适合例如玻璃、镜头等透明物体以及外墙或内墙装饰瓷砖等进行光催化剂施工。

作为二氧化钛，锐钛矿型或者金红石型结晶都可以。但是锐钛矿型的粒子的优点是非常小，要求达到纳米级，比表面积大，光化学反应效能高。

作为二氧化钛，也可以由各种钛化合物的前驱体，经过水解、烧成等方法制备。

基材是透明材料或陶瓷的表面，光触媒膜不超过0.1-0.2μm,不影响透明度以及产品的外观。另外，膜的厚度薄能增加膜的耐磨性。

本发明提供的基材表面高度亲水而且对于附在表面的污物有分解能力的复合材，要在200-700℃的温度下烧成，最好仔200-500℃的温度下烧成，形成永久性的光催化剂陶瓷膜。

为了防止在高温烧成中基材Na离子（例如玻璃）或釉药（例如瓷砖）向光催化剂层渗透而降低光催化剂活性，在基材表面与光催化剂层之间必须有遮断层。遮断层的组分例如硅素的前躯体形成的无机硅元素膜。

在室温或常温之下，该基材经刷涂、滚涂、或其它机械喷涂而成膜的复合材，在基材表面形成半永久性透明薄膜工程。

[发明的实施形态]

实施例1

光催化剂自洁玻璃以及光催化剂涂层。