[发明专利]一种含有光催化剂的具有自洁功能的涂层液

说明书

本发明提供(1)具有光催化性，光催化剂与载体的结合性良好，(2)具有超亲水性能，可通过雨水发挥自洁功能，尤其适用在玻璃等建筑外墙材料等载体上(3)光催化剂引起的载体和光催化剂层的劣化少，耐久性优异的涂层液。该涂层液含有磷灰石被覆处理纳米光催化剂粉末0.2~55重量%,和作为使该光催化剂与载体结合发挥粘合剂作用的组分:以氧化物换算计含有铝化合物0.2~30重量%、硅化合物0.2~25重量%、锂化合物0.02~22重量%、硼化合物0.02~2%。进而，为改善涂层液的稳定性、耐水性、提高强度，可以利用镁盐、磷酸盐等。

技术领域

本发明涉及用于制造除臭、防污、水处理、空气净化以及各种化学反应等中使用的一种含有光催化剂的具有自洁功能的涂层液。因其表现出优良的有机物分解力和超亲水性能，尤其适用于玻璃等建筑材料的防污、自洁。

背景技术

利用紫外线的能量进行除臭、大气净化、防污、空气净化、水的净化等各种化学反应的光催化剂，二氧化钛是众所周知的。 光催化剂以微粉末状或悬浮在溶液中的形态使用，一般催化活性高。 但是，实用上通常的使用方法是将某种结构体作为载体，使其表面承载在结合了光催化剂的状态下使用。

使光催化剂与载体结合有各种材质，包括玻璃、陶瓷、聚氯乙烯、丙烯酸、聚酯等。但是，这些材质中，有报告称以有机物为主体的物质在承载光催化剂时，由于其催化作用，有机物会分解或劣化，存在耐久性差的问题。

发明内容

另外，即使在载体材料自身为玻璃或陶瓷等无机物的情况下，如果使用有机高分子树脂作为担载光催化剂的粘合剂，则光催化剂粒子表面被树脂覆盖，因此催化剂活性降低，并且该树脂因光催化作用而发生分解劣化，耐久性也不足。 因此，在载体材料为无机物的情况下，采用有机钛酸酯的涂布烧成法或二氧化钛溶液的喷涂烧成法等方法。 但是，这些方法为了在载体上进行光催化剂粒子的生成、结晶化，并且发挥与载体的结合性能，需要在高温下进行烧成，这不仅难以担载在大型结构体的载体上，而且存在制造成本高的问题。

此外，为了将光催化剂担载在玻璃上，提出了使用金属氧化物溶胶的方法。但是，由于铝溶胶等金属氧化物溶胶与载体的结合是由范德华力引起的，因此其结合力一般非常弱，耐久性不好，另外，需要高温下的烧结处理，难以适用建筑玻璃等各种载体。

在CN 108517137 A提出含纳米二氧化钛、微量食品添加剂的组合物，因没有含粘结组分，与载体结合力差，耐久性不足；在CN 107418442 A中提出纳米氧化锡、纳米二氧化硅、单烷氧基钛酸酯偶联剂、水性纳米树脂、硅烷偶联剂为主要成分的亲水性的玻璃自洁涂料。以及在CN 108947265 A中提出以硅溶胶，水玻璃，正硅酸乙酯为主成分的玻璃自洁液。两者都存在着一旦有机污染物附着在玻璃上，玻璃的超亲水性就会失效的问题，无法充分发挥亲水性的自洁功能；在CN 108676441 A中提出羟基丙烯酸树脂、氟碳树脂、高羟基聚酯树脂、正硅酸乙酯为主要成分的玻璃自洁涂料组合物，为疏水性的自洁涂料，但在实际应用中存在持久性差的问题。

本发明是鉴于上述背景而完成的，其目的在于提供一种含有光催化剂的具有自洁功能的涂层液，其能够用于除臭、杀菌、防污、空气净化、排水处理、藻的生长抑制以及各种化学反应，特别适用在玻璃等建筑外墙材料的防污自洁。本发明提供的涂层液，其满足以下3点: (1)具有光催化性，光催化剂与载体的结合性良好， (2) 具有超亲水性能，可通过雨水发挥自洁功能；(3)光催化剂引起的载体和光催化剂层的劣化少，耐久性优异。

本发明提供一种含有光催化剂的具有自洁功能的涂层液，其用于制造担载了光催化剂的结构体，其在含有以氧化物换算计为0.2~30重量%铝化合物、0.2~25重量%的硅化合物、0.02~22重量%的锂化合物、0.02~2%的硼化合物的水系溶液中，以固体成分换算计含有0.2~55重量%的光催化剂的粉末。

另外，本发明将硅烷偶联剂、磷酸化合物、丙烯酸乳液、钛酸酯偶联剂及铝偶联剂作为添加剂而形成上述涂层液。