CN1756596A

Photocatalytically-active, self-cleaning aqueous coating compositions and methods

Abstract

Method for producing novel aqueous compositions containing photochemically active metal oxides, such as TiO2The composition, which is coated or sprayed and dried under ambient conditions, forms a novel photochemically active, colorless coating that has strong wettability and adhesion to transparent substrates such as window glass. Preferably, the composition of the present invention contains a suitable wetting agent or a mixture of reagents to improve the wettability of an amorphous film containing titanium peroxide, making it easier to apply a thinner film. In addition, the introduction of acrylic aliphatic polyurethane polymer can replace all or part of the titanium peroxide sol and provide additional film-forming and wettability properties. Acrylic polyurethane polymers reduce or eliminate the amount of titanyl peroxide required, and thereby reduce or eliminate the yellow color.

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72 claims: 6 independent, 66 dependent

  1. 1
    一种含水涂料组合物,其包含金属过氧化物和少量的水溶性聚合物试剂。
  2. 2
    权利要求1的涂料组合物,其中金属过氧化物在其固体状态的一种中是非晶态的。
  3. 3
    权利要求2的涂料组合物,其中金属过氧化物在其固体状态的一种或多种中是晶态和光催化性性的。
  4. 4
    权利要求1的组合物,其中水溶性聚合物试剂包括聚环氧乙烷硅烷。
  5. 5
    权利要求1的组合物,其中水溶性聚合物试剂是丙烯酸系脂肪族聚氨酯聚合物。
  6. 6
    权利要求1的组合物,其中水溶性聚合物试剂是对双环己基甲烷二胺。
  7. 7
    权利要求1的组合物,其中水溶性聚合物试剂是水溶性脂肪族二异氰酸酯和叔胺的反应产物。
  8. 8
    权利要求1的组合物,其中脂肪族二异氰酸酯是二甲基丙酸和异佛尔酮二异氰酸酯的反应产物。
  9. 9
    权利要求1的组合物,其中水溶性聚合物试剂的量基于金属过氧化物和水溶性聚合物试剂的总干重为大约9到大约55重量百分数。
  10. 10
    权利要求1的组合物,其中金属过氧化物是过氧化钛溶胶。
  11. 11
    一种含水涂料组合物,其包含金属过氧化物,尺寸在大约6到10纳米范围内的光化学活性金属氧化物颗粒,其中一些被溶解在该组合物中,以及水溶性聚合物试剂,其中存在的水溶性聚合物试剂的量基于组合物组分的总干重为大约5到大约50重量百分数。
  12. 12
    权利要求11的涂料组合物,其中金属过氧化物在其固体状态的一种中是非晶态的。
  13. 13
    权利要求11的涂料组合物,其中金属过氧化物在其固体状态的一种或多种中是晶态和光催化性的。
  14. 14
    权利要求11的涂料组合物,其中金属过氧化物是过氧化钛溶胶。
  15. 15
    权利要求11的组合物,其中水溶性聚合物试剂包括聚环氧乙烷硅烷润湿剂。
  16. 16
    权利要求11的组合物,其中水溶性聚合物试剂是丙烯酸系脂肪族聚氨酯聚合物。
  17. 17
    权利要求11的组合物,其中水溶性聚合物试剂是对双环己基甲烷二胺。
  18. 18
    权利要求11的组合物,其中水溶性聚合物试剂是水溶性脂肪族二异氰酸酯和叔胺的反应产物。
  19. 19
    权利要求18的组合物,其中脂肪族二异氰酸酯是二甲基丙酸和异佛尔酮二异氰酸酯的反应产物。
  20. 20
    权利要求11的组合物,其中存在的水溶性聚合物试剂的量基于组合物组分的总干重为大约5到大约38重量百分数。
  21. 21
    权利要求11的组合物,其中光化学活性金属氧化物颗粒的量基于组合物组分的总干重在大约32到大约48重量百分数范围之内。
  22. 22
    权利要求11的组合物,其中光化学活性金属氧化物颗粒的量基于组合物组分的总干重在大约45到大约47重量百分数范围之内。
  23. 23
    一种基材,其涂覆有权利要求1的组合物。
  24. 24
    权利要求1的涂覆基材,其中基材选自玻璃、金属、聚合物、陶瓷、混凝土、砖石、木材、石和纺织品。
  25. 25
    权利要求1的涂覆基材,其中基材选自玻璃、金属和聚合物。
  26. 26
    权利要求1的涂覆基材,其中基材是透明的或者半透明的。
  27. 27
    权利要求1的涂覆基材,其中基材是透明的。
  28. 28
    权利要求1的涂覆基材,其中基材是不透明的。
  29. 29
    一种基材,其涂覆有权利要求11的组合物。
  30. 30
    权利要求11的涂覆基材,其中基材选自玻璃、金属、聚合物、陶瓷、混凝土、砖石、木材、石和纺织品。
  31. 31
    权利要求30的涂覆基材,其中基材选自玻璃、金属和聚合物。
  32. 32
    权利要求11的涂覆基材,其中基材是透明的或者半透明的。
  33. 33
    权利要求11的涂覆基材,其中基材是透明的。
  34. 34
    权利要求11的涂覆基材,其中基材是不透明的。
  35. 35
    生产薄的、无色的、水不溶性涂层的方法,其包括(a)生产包含金属过氧化物的含水组合物;(b)将水溶性聚合物试剂加入步骤a)的溶液中,其中水溶性聚合物试剂的量基于金属过氧化物和水溶性聚合物试剂的总干重为大约9到大约55重量百分数。
  36. 36
    权利要求35的方法,其中金属过氧化物是过氧化钛溶胶。
  37. 37
    权利要求35的方法,其中水溶性聚合物试剂包括聚环氧乙烷硅烷。
  38. 38
    权利要求35的方法,其中水溶性聚合物试剂包括丙烯酸系脂肪族聚氨酯聚合物。
  39. 39
    权利要求35的方法,其中水溶性聚合物试剂包括对双环己基甲烷二胺。
  40. 40
    权利要求35的方法,其中水溶性聚合物试剂包括水溶性脂肪族二异氰酸酯和叔胺的反应产物。
  41. 41
    权利要求40的方法,其中脂肪族二异氰酸酯包括二甲基丙酸和异佛尔酮二异氰酸酯的反应产物。
  42. 42
    用于在基材上生产薄的、无色的、水不溶性涂层的方法,其包括(a)生产包含金属过氧化物的含水组合物;(b)将水溶性聚合物试剂加入步骤a)的溶液中,其中水溶性聚合物试剂的量基于金属过氧化物和水溶性聚合物试剂的总干重为大约9到大约55重量百分数;(c)在低于100℃的温度下用步骤b)的溶液涂覆基材;和(d)在低于100℃的温度下干燥涂覆的基材。
  43. 43
    权利要求42的方法,其中金属过氧化物是过氧化钛溶胶。
  44. 44
    权利要求42的方法,其中水溶性聚合物试剂包括聚环氧乙烷硅烷润湿剂。
  45. 45
    权利要求42的方法,其中水溶性聚合物试剂包括丙烯酸系脂肪族聚氨酯聚合物。
  46. 46
    权利要求42的方法,其中水溶性聚合物试剂包括对双环己基甲烷二胺。
  47. 47
    权利要求42的方法,其中水溶性聚合物试剂包括水溶性脂肪族二异氰酸酯和叔胺的反应产物。
  48. 48
    权利要求47的方法,其中脂肪族二异氰酸酯包括二甲基丙酸和异佛尔酮二异氰酸酯的反应产物。
  49. 49
    权利要求42的方法,其中基材在环境条件下涂覆。
  50. 50
    权利要求42的方法,其中涂覆的基材在环境条件下干燥。
  51. 51
    用于生产自清洁、光催化活性、薄的、无色的、水不溶性涂层的方法,其包括(a)生产含水组合物,其包含金属过氧化物和尺寸在大约6到10纳米范围内的光化学活性金属氧化物颗粒,其中一些被溶解在该组合物中;(b)将水溶性聚合物试剂加入步骤a)的组合物中,其中水溶性聚合物试剂的量基于组合物组分的总干重为大约5到大约50重量百分数。
  52. 52
    权利要求51的方法,其中水溶性聚合物试剂包括聚环氧乙烷硅烷。
  53. 53
    权利要求51的方法,其中水溶性聚合物试剂是丙烯酸系脂肪族聚氨酯聚合物。
  54. 54
    权利要求51的方法,其中水溶性聚合物试剂是对双环己基甲烷二胺。
  55. 55
    权利要求51的方法,其中水溶性聚合物试剂是水溶性脂肪族二异氰酸酯和叔胺的反应产物。
  56. 56
    权利要求51的方法,其中脂肪族二异氰酸酯是二甲基丙酸和异佛尔酮二异氰酸酯的反应产物。
  57. 57
    权利要求51的方法,其中水溶性聚合物试剂的量基于金属过氧化物和水溶性聚合物试剂的总干重为大约9到大约55重量百分数。
  58. 58
    权利要求51的方法,其中金属过氧化物是二氧化钛溶胶过氧化物。
  59. 59
    用于在基材上生产自清洁、光催化活性的、薄的、无色的、水不溶性的涂层的方法,其包括(a)生产含水组合物,其包含金属过氧化物和尺寸在大约6到10纳米范围内的光化学活性金属氧化物颗粒,其中一些被溶解在该组合物中;(b)将水溶性聚合物试剂加入步骤a)的组合物中,其中水溶性聚合物试剂的量基于组合物组分的总干重为大约5到大约50重量百分数;c)在低于100℃的温度下用步骤b)的溶液涂覆基材;和d)在低于100℃的温度下干燥涂覆的基材。
  60. 60
    权利要求59的方法,其中金属过氧化物是钛氧基过氧化物。
  61. 61
    权利要求59的方法,其中水溶性聚合物试剂包括聚环氧乙烷硅烷润湿剂。
  62. 62
    权利要求59的方法,其中水溶性聚合物试剂包括丙烯酸系脂肪族聚氨酯聚合物。
  63. 63
    权利要求59的方法,其中水溶性聚合物试剂包括对双环己基甲烷二胺扩链剂。
  64. 64
    权利要求59的方法,其中水溶性聚合物试剂包括水溶性脂肪族二异氰酸酯和叔胺的反应产物。
  65. 65
    权利要求59的方法,其中脂肪族二异氰酸酯包括一种加成物,二甲基丙酸和异佛尔酮二异氰酸酯的反应产物。
  66. 66
    权利要求59的方法,其中基材在环境条件下涂覆。
  67. 67
    权利要求59的方法,其中涂覆的基材在环境条件下干燥。
  68. 68
    权利要求59的方法,其中金属氧化物颗粒选自TiO2、ZnO、SrTiO3、CdO、In2O3、BaTiO3、K2NbO3、Fe2O3、Ta2O5、WO3、SaO2、Bi2O3、NiO、Cu2O、SiO2、RuO2、CeO2。
  69. 69
    权利要求59的方法,其中金属氧化物颗粒选自TiO2和ZrO2。
  70. 70
    权利要求15的组合物,其还包含尺寸在大约6到10纳米范围内的金属氧化物颗粒。
  71. 71
    权利要求70的组合物,其中某些金属氧化物颗粒被溶解在组合物中。
  72. 72
    权利要求70的组合物,其中所有金属氧化物颗粒被溶解在组合物中。
Independent claims72