TW473400B - Modified photocatalyst sol - Google Patents

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TW473400B
TW473400B TW088120385A TW88120385A TW473400B TW 473400 B TW473400 B TW 473400B TW 088120385 A TW088120385 A TW 088120385A TW 88120385 A TW88120385 A TW 88120385A TW 473400 B TW473400 B TW 473400B
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Akira Nakabayashi
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Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 牛p A7 ---------B7__五、發明說明(1 ) 本發明係有關改性之光觸媒溶膠。更詳而言,本發明 係有關含有被分散於液體媒體之改性光觸媒粒子所成改性 光觸媒溶膠該改性光觸媒粒子係用含有至少一種選自一氧 化二有機基矽烷單位、二氧化有機矽烷單位及二氟化亞甲 基單位所成群構造單位之化合物類,自其中選擇至少一種 做爲改性劑化合物予以改性處理光觸媒粒子所得,且該改 性光觸媒粒子爲具有特定之平均粒徑爲特徵之改性光觸媒 溶膠,以及包含該改性光觸媒溶膠與功能性物質之改性光 觸媒組成物者。使用上述改性光觸媒溶膠或改性光觸媒組 成物,在基材表面所形成含有改性光觸媒之被膜時,該改 性光觸媒不會失去其活性,在溫和之條件下可以堅固地被 固定在基材表面,所形成之被膜,或藉由上述被膜所被覆 之基材更不會因改性光觸媒之作用而劣化。更由於上述被 膜係透明性、耐久性、耐污染性、硬度等極優者,所以對 於防止基材表面附著各種污垢、防止其失去透明性等而言 極爲有用。 又,本發明亦爲有關使用上述改性光觸媒溶膠或改性 光觸媒組成物所形成之被膜,以及該被膜與藉由其所被覆 基材所功能性複合體,以及使用上述改性光觸媒組成物所 形成之成形體者。 對某種物質照射具有較該物質之導帶與價電子帶間的 能溝(帶溝)更大之能量的光,即,照射較對應於該物質 之帶溝的光更短波長之光(激勵光)時,可藉由光能量而 使價電子帶中之電子引起激勵(光激勵),導帶中會生成 (請先閱讀背面之注意事項再 1裝___ 本頁) Μ6. -線. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -4- Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明p ) 電子,在價電子帶上會生成正電子洞這時利用導帶生成之 電子的還原力及/或價電子帶中生成之正電子洞的氧化力 ,可以進行各種化學反應。 即,如上述之物質係可在激勵光照射下可以如觸媒一 樣被使用。爲此,如上述之物質係被稱爲光觸媒,其最能 代表之例有氧化鈦爲人所知。 藉由此光觸媒可被促進化學反應之例有各種有機物之 氧化分解反應。因此使此光觸媒固定於各種基材表面時, 可以利用光能氧化分解附著於基材表面附著之各種有機物 另一方面,照射光於光觸媒時已知可以提高此光觸媒 表面之親水性。因此固定此光觸媒於各種基材之表面時, 可藉由光照射而提高該基材表面的親水性。 近年來已盛行硏究將如上述之光觸媒特性應用於環境 淨化,防止各種基材表面附著污垢或呈不透明性爲主之各 種領域。這時如何固定光觸媒於各種基材表面之方法乃成 爲極重要之課題。 以往有各種提案係有關固定化光觸媒之方法者。例如 日本特開昭6 0 — 0 4 4 0 5 3號公報中係揭示藉由濺鍍 法固定光觸媒成薄膜於基材表面的方法。 做爲此等方法中尤其做爲有用方法之一受到矚目的係 塗佈含光觸媒之組成物於基材表面,形成含有光觸媒之被 膜,以固定光觸媒於基材表面的方法。 以此方法固定光觸媒時被要求 <請先閱讀背面之注意事項再
L 裝i · 本頁: =°· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 5 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明$ ) ① 不傷及光觸媒活性之下,堅固地固定光觸媒於基材 表面,以及 ② 所形成被膜及藉該被膜所被覆的基材不會降低光觸 媒之作用。 另外,爲擴大此方盪的適用範圍還被要求 ③ 可在溫和穩定條件下(例如溫和條件爲室溫〜 1 0 0°C左右)進行固定, ④ 所形成被膜具有優異之透明性、耐久性、耐污染性 、硬度等。 以往曾有各種有關藉由塗佈方法固定光觸媒之方法的 提案。 例如日本特開昭6 0 - 1 1 8 2 3 6號公報中係提案 塗佈含有光觸媒之先質體,例如有機鈦酸酯之溶膠於基材 表面後,藉由燒成使光觸媒之先質體凝膠化,轉換爲光觸 媒,同時使所生成之光觸媒固定於基材表面之方法。惟此 方法係包含在基材表面生成光觸媒微粒子狀結晶的步驟, 此步驟必須在高溫下燒成。爲此基材表面積寬廣時很難固 定光觸媒是爲其缺點。 日本特開平6 - 2 7 8 2 4 1號公報中則做爲使用含 有光觸媒之溶膠(因而不必具備光觸媒微粒狀結晶之生成 步驟)方法提案使用在此水中膠溶後之氧化鈦溶膠塗佈於 基材表面之方法。惟氧化鈦溶膠係在溫和條件下不具成膜 性,此方法中仍需在高溫下燒成。 更由於生成之薄膜脆弱極易被破壞,光觸媒會從基材 本紙張尺度適I中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公笼)-6 - (請先閱讀背面之注意事項再本頁) . --線. Γ/ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 φ ^ Α7 ------- 五、發明說明(4 ) 表面脫落’無法在基材表面發揮光觸媒之效果是爲其缺點 〇 亦有提案使用混合光觸媒之樹脂塗料塗佈於基材表面 之方法。例如日本特開平7 - 1 7 1 4 0 8號公報及特開 平9 一 1 0 0 4 3 7號公報中係提案在含有以不容易因光 觸媒作用被分解之氟系樹脂或聚矽氧樹脂等之樹脂做爲塗 膜形成要素之樹脂塗料中混合入光觸媒,使用此樹脂塗料 塗佈於基材表面的方法。惟此等方法中因光觸媒對樹脂塗 料之分散性不佳,樹脂塗料會呈現濁白化。又,欲依此等 方法獲得極佳之被膜時,必須增加上述樹脂之使用量,結 果光觸媒會被埋沒於塗佈後形成之被膜中,有無法充分具 備活性之缺點。 爲克服此等缺點’日本特開平9 — 3 14052號公 報中曾提案併用樹脂塗料,與對構成該樹脂塗料之溶劑調 節其潤濕性之光觸媒粒子的方法。即,提案首先在基材表 面塗料樹脂材料,繼而在該樹脂塗料硬化之前在樹脂塗料 上塗佈光觸媒粒子的方法。惟此方法不但步驟煩雜,還有 無法得均質透明之塗膜的缺點。又,此專利公報中還以簡 化步驟,爲目的提案在樹脂塗料中混合對溶劑調節潤濕性 之光觸媒粒子予以塗佈之方法。惟只對溶劑調節其潤濕性 亦無法阻止光觸媒粒子埋沒藉由塗佈所形成之被膜中,幾 乎全部之光觸媒粒子會被埋沒入被膜中·,所以有無法使光 觸媒粒子具備充分活性之缺點。 換言之’藉由塗佈使光觸媒固定於基材表面之方法中 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮)
4 φ ^ Α7 ____Β7 五、發明説明(5 ) 可完全滿足上述①〜④之條件者仍至今仍未爲人所發現。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在此狀況下,本發明人等乃針對開發可滿足上述①〜 ④之條件可固定光觸媒於基材表面之方法進行再三深入之 硏究。 結果本發明人等意外地發現一種含有被分散於液體媒 體之改性光觸媒粒子所成改性光觸媒溶膠,而該改性光觸 媒粒子係使用自含有至少一種選自一氧化二有機矽烷單位 、二氧化有機矽烷單位及二氟化亞甲基單位所成群構造單 位的化合物群中所選出的至少一種做爲改性劑化合物,用 其予以改性處理所得者,並且該改性光觸媒粒子係具有特 定之平均粒徑做爲特徵之改性光觸媒溶膠、或含該改性光 •觸媒溶膠與功能性物質的改性光觸媒組成物時,可以滿足 .上述全部之①〜④條件,不會有改性光觸媒觸媒埋沒於被 膜中,可在被膜表面充分發揮其效果。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又,使用上述改性光觸媒溶膠或改性光觸媒組成物所 形成被膜,以及由該被膜所藉其被覆基材所成功能性複合 體,以及使用上述改性光觸媒組成物所形成之成形體因改 性光觸媒在該表面具有十足之效果,所以可以發現有效防 止表面附著污垢並防止其成爲不透明。 基於以上之新發現,遂而完成本發明。 因此,本發明要目的係在於提供於基材表面形成含改 性光觸媒的被膜,在不影響改性光觸媒之活性下,以溫和 條件可使其堅牢地固定於基材表面的改性光觸媒溶膠,以 及包含該改性光觸媒溶膠與功能性的改性光觸媒組成物者
本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) TfiT Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*'1^ 五、發明說明(6 ) 0 本發明之另一目的係在於提供可有效防止污垢附著於 表面或呈不透明之被膜,以及由該被膜及藉其所被覆基材 所成的功能性複合體,以及可有效防止表面附著污垢或成 不透明性的成形體者。 本發明之上述及其他各目的,各特徵及各利益可一邊 參照所附圖面,藉由以下之詳細說明及申請專利範圍的記 載獲得瞭解。 依本發明時可提供一種改性之光觸媒溶膠,其特徵爲 包含在液體媒體中所分散之改性光觸媒粒子所成改性光觸 媒溶膠,且該改性光觸媒粒子係使用自具有至少一種選自 式(1 )所示一氧化二有機基矽烷單位、式(2 )所示二 氧化有機基矽烷單位、及式(3 )所示二氟化亞甲基單位 所成群構造單位的化合物類群中所選出之至少一種改性劑 化合物予以改性處理所得, 該改性光觸媒粒子之平均粒徑爲以體積平均粒徑言爲 8 〇 0 nm以下者, -(R 1 R 2 S i 0 ) - (1) (式中R1,R2係各自獨立示氫原子、直鏈狀或支鏈狀之 (^〜(:"烷基、C5〜C2Q環烷基、或不被取代或以C! 〜C2。烷基、Ci-C:2。烷氧基、或鹵素原子所取代的 C6〜 C20芳基), <請先閱讀背面之注意事項再 I --- 本頁) · 線」 本紙?用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -9 - Γ/. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(7 R1 -Si—η- I ο 式中R 1係如式(1 )所定義〕,及 -(C F 2 )- 3 (2 ) 其 特徵以 1 中所分 性光觸 氧化二 單位、 的化合 處理所 該 8 0 0 次爲使其更易瞭解 及較佳實施形態如 本發明,以下列舉本發明的基本 下。 種改性之觸媒溶膠,其特徵爲包含在液體媒體 子所成改性光觸媒溶膠,且該改 散之改性光觸媒粒 媒粒子係使用自具有至少一種選自式(1 )所示一 有機基矽烷單位、 及式(3 )所示二 物類群中所選出之至少一種改性劑化合物予以改性 得, 改性光觸媒粒子之平均粒徑爲以體積平均粒徑言爲 n m以下者, (R 1 R 2 S i 0 ) - (1) 式(2 )所示二氧化有機基矽烷 氟化亞甲基單位所成群構造單位 (式中R1,R2係各自獨立示氫原子、直鏈狀或支鏈狀之 (^〜(:"烷基、C5〜C2〇環烷基、或不被取代或以Cl 〜C2。烷基、Ci-Cz。烷氧基、或鹵素原子所取代的 C6〜C20芳基), (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂.- --線. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -10- •I ? 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 φ ^ Α7 —丨丨 _________Β7____ 五、發明說明(8 ) 「R1 - —Si一π-- 丨 〇 ( 2 ) I 曝 〔式中R 1係如式(1 )所定義〕,及 —(C F 2 ) — (3) 2 .如上述項1記載之改性之光觸媒溶膠,其中該改 性光觸媒粒子之改性處理前的平均粒徑爲以體積平均粒徑 言爲200nm以下。 3 .如上述項1或2記載之改性之光觸媒溶膠,其中 該改性之光觸媒粒子中除去來自該改性劑化合物部份之部 份的平均粒徑爲以體積平均粒徑言爲2 0 0 n m以下。 4 .如上述項1〜3任一記載之改性之光觸媒溶膠, 其中靜置保持於3 0 °C 1 0 0天時,保持該改性光觸媒 粒子的平均粒徑爲以體積平均粒徑言爲8 0 0 n m以下。 5 .如上項1〜4中任一記載之改性之光觸媒溶膠, 其中該改性劑化合物爲含有分光增感基者。 6 .如上項1〜5中任一記載之改性之光觸媒溶膠, 其中該改性劑化合物爲含有至少一個選自環氧基、丙烯醯 基、甲基丙烯醯基、酸酐基、酮基、羧基、肼殘基、異氰 酸酯基、異硫氰酸酯基、羥基、胺基、環狀碳酸酯基、酯 基所成群之反應性基者。 7 .如上項6所記載之改性之光觸媒溶膠,其中該改 性劑化合物爲含有至少一個選自肼殘基及酮基所成反應基 者。 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) -裝 訂 線_ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2KU 297公釐) -11 - Α7 Β7 i、發明說明(9 ) 8 ·如上項1〜7中任一所記載之改性之光觸媒溶膠 ’其中該改性劑化合物爲在水中具有自行乳化性或溶解性 之化合物。 9 _如上項1〜8任一所記載之改性之光觸媒溶膠, 其中該改性劑化合物爲包含至少一個有至少一個氫原子結 合於碳原子的化合物。 1 0 .如上項9所記載之改性之光觸媒溶膠,其中在 對於結合於碳原子之氫原子具有脫氫縮合活性之脫氫縮合 觸媒存在下進行該改性劑化合物對該光觸媒粒子的該改性 處理。 1 1 .如上項1 0所記載之改性之光觸媒溶膠,其中 該脫氫縮合觸媒爲包含至少一種鉑族金屬或其化合物者。 1 2 .如上項9〜1 1中任一記載之改性之光觸媒溶 膠,其中該改性化合物爲具有式(4 )所示平均組成的矽 化合物。 H iJ R q Q r X s S ί 0 ( -1 ij - q - r s ) / 2 ( 4 ) 〔式中 R示直鏈狀或支鏈狀(^〜(:"烷基、C5〜C20環 烷基、及不被取代或自被(^〜(:2。烷基、Ci-Cz。烷 氧基、或鹵素原子所取代之C6〜C2。芳基所成群中選出 至少一個烴基, Q示含有至少一種選自以下賦予功能性之基’ ①至少一種選自直鏈狀或支鏈狀Ci〜C3。烷基、C5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再?^本頁) -裝 -1^ 士 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12-
、發明說明(10 ) C2。環烷基、不被取代或被至少一種Cl〜C2。烷基、 c
1〜C 2 Q院氧基、及鹵素原子所成群取代基取代之c6〜 C 2 0芳基、及C i〜C 3。氟化烷基所成疏水性基, ② 至少一種選自羧基及其鹽、磷酸基及其鹽、磺酸基 及其鹽及聚氧化烯基所成群之親水性基, ③ 至少一種選自環氧基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、 酸酉ΐ基、酮基、肼殘基、異氰酸酯基、異硫酸酯基、羥基 、胺基、環狀碳酸酯基、及酯基所成群之反應性基,及 ④ 至少一種分光增感基, X示至少一種選gCi〜C2Q烷氧基、羥基、羥亞胺 基、稀氧基、胺基、醯胺基、Cl〜C2Q醯氧基、胺氧基 、及鹵素原子所成群之水解性基, ◦ < p < 4, 0 < q < 4 ' 0 客 r < 4, 0各s < 2 ,及 (p + q + r + s) <43 。 1 3 .如上項1 2記載之改性之光觸媒溶膠,其中該 砂化合物爲式(5 )所示化合物, (R1HSiO)a(R,2HSiO)h(R,QSiO)c(R,3SiO./2)d (5) 〔式中R 1係如式(1 )所定義,'Q係如式(4 )所定 義, a係1以上整數, (請先閱讀背面之注意事項再_本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -13- φ Α7 ---------Β7____ 五、發明說明(11 ) b ’ c係ο或1之整數, (a+b + c) SIOOOO,且 d係0或2,惟(a + b + c )爲2以上整數且d = 〇時,式(5 )所示化合物係環狀聚矽氧化合物,d = 2 時式(5 )所示化合物係鏈狀聚矽氧化合物〕。 1 4 . 一種改性之光觸媒組成物,其特徵爲含如上項 1〜1 3中任一項記載之改性之光觸媒溶膠與功能性物質 0 1 5 ·如上項1 4所記載改性之光觸媒組成物,其中 該功能性物質爲樹脂。 1 6 .如上項1 5所記載改性之光觸媒組成物,其中 該樹脂爲至少一種選自聚矽氧系樹脂及氟系樹脂所成群者 0 1 7 .如上項1 5所記載改性之光觸媒組成物,其中 該改性之光觸媒溶膠爲改性之光觸媒溶膠,該樹脂爲對該 改性之光觸媒溶膠所具有之反應性基具有反應性者。 1 8 ·如上項1 4所記載改性之光觸媒組成物,其中 該改性之光觸媒溶膠爲改性之光觸媒溶膠,該功能性物質 爲至少一種選自聚羰基化合物及聚肼化合物所成群化合物 者。 1 9 .如上項1 4所記載之改性之光觸媒組成物,其 中該功能性物質爲樹脂塗料。 2 0 .如上項1 4所記載改性之光觸媒組成物,其中 該功能性物質爲表面能量較該改性之光觸媒溶膠中之改性 ---.---^--------裝--- <請先閱讀背面之注意事項再iH:本頁) is -線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -14 - Α7 __________Β7____ 五、發明說明(12 ) 光觸媒粒子大之化合物,改性光觸媒之分布具有自傾斜性 者。 . 2 1 .如上項1 4所記載改性之光觸媒組成物,其中 該功能性物質爲含有表面能量較該改性之光觸媒溶膠中之 改性光觸媒粒子大之樹脂所成塗料組成物,改性光觸媒之 分佈具自傾斜性者。 2 2 . —種改性之光觸媒組成物,其特徵爲含有自上 項1〜1 3中任一記載之改性之光觸媒溶膠除去液體溶媒 所得,平均粒徑爲8 0 0 n m以下體積平均粒徑之改性光 觸媒粒子,與功能性物質所成。 2 3 .如上項2 2所記載之改性之光觸媒組成物,其 中該功能性物質爲表面能量較該改性光觸媒粒子大之化合 物,改性光觸媒之分布具有自傾斜性者。 2 4 .如上項2 2所記載之改性之光觸媒組成物,其 中該功能性物質爲含有表面能量較該改性光觸媒粒子大之 樹脂所成塗料組成物,改性光觸媒之分佈具自傾斜性者。 2 5 . —種改性光觸媒一樹脂之複合組成物,其特徵 爲在上項1〜1 3中任一項記載之改性之光觸媒溶膠存在 下,聚合至少一種選自乙烯化合物及水解性矽烷化合物所 成群之化合物予以製造者。 2 6 · —種功能性複合體,其特徵爲在基材上被形成 有含如上項1〜1 3中所記載之改性之光觸媒溶膠的被膜 所成者。 27 . —種成形體,其特徵爲成形如上項14〜18 [掁ϋ適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -15 - <請先閱讀背面之注意事項再1¾本頁) i裝 士 -線_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(13 ) 中任一記載之改性之光觸媒組成物所得者。 2 8 · —種功能性複合體,其特徵爲在基材上被形成 有含如上項1 4〜1 9中之任一記載改性之光觸媒組成物 之被膜所成者。 . 2 9 . —種改性光觸媒之分佈具有向異性的成形體, 其特徵爲成形上項2 0所記載之改性之光觸媒組成物所得 者。 3 0 . —種功能性複合體,其特徵爲在基材上被形成 有含如上項2 0或2 1記載之光觸媒組成物之被膜所得功 能性複合體,該被膜爲具有各向異性之改性光觸媒的分佈 者。 3 1 · —種成形體,其特徵爲成形如上項2 2所記載 之改性之光觸媒組成物所得者。 3 2 . —種功能性複合體,其特徵爲在基材上被形成 有含如上項2 2所記載之改性之光觸媒組成物之被膜所成 者。 3 3 . —種改性光觸媒之分佈具有向異性的成形體, 其特徵爲成形上項2 3所記載之改性之光觸媒組成物所得 者。 3 4 · —種功能性複合體,其特徵爲在基材上被形成 有含如上項2 3或2 4所記載之光觸媒組成物之被膜所得 功能性複合體,該被膜爲具有各向異性之改性光觸媒的分 佈者。 3 5 . —種成形體,其特徵爲成形如上項2 5所記載 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再 _ i I 本頁) 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -16- Φ ^ ^3·
五、發明說明(14 ) 之改性光觸媒一樹脂複合組成物所得者。 3 6 _ —種功能性複合體,其特徵爲在基材上被形成 有曰如上項2 5所記載之改性光觸媒一樹脂複合組成物的 被膜者。 以下詳細說明本發明。 本發明改性之光觸媒溶膠中的改性之光觸媒組成物係 使用至少一種後述之改性化合物予以改性處理所得者。 本發明中所稱改性係指在光觸媒粒子表面固定化至少 一種後述之改性劑化合物而言者。固定化上述改性劑化合 物.於光觸媒粒子表面時應可依范得瓦耳(物理吸附)(van der Waal’s adsorption)或藉由庫侖(coulamb)力或化學結 合即可進行者。尤其利用化學結合的改性係改性劑化合物 與光觸媒之相互作用強,可以使改性劑化合物堅牢地固定 於光觸媒粒子,所以較爲適宜。
本發明中可使用之光觸媒,可例如爲T i 〇2、ZnO > S r Τ i 0 3、 c d s G a P I n P、 G a A B a T 1 0 3 、B a T 1 〇 '1、 B a T i 4 〇 9、 K 2 Ν b 0 3、 N b i > 0 5 、 F e 2 〇 3 , T a ; 2 0 5、 K 3 Τ a 3 S i L 2 0 3 、 w 0 3 , s n 〇 2、 B i 2 〇3 B 1 V 〇.1、 N i 0 c u 2 0 > S i c、 S 〇2、 Μ 0 S 2 , I η P b R u 0 2 C e 0 2 等 o 又,具有至少一種選自Ti、 Nb、 Ta、 V之元素 的層狀氧化物還可用例如(日本國特開昭6 2 - 7 4 4 5 2 號公報、日本國特開平2—172535號公報、日本國 II--------裝 i I (請先閱讀背面之注意事項再本頁) . 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制^ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -17- A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 --------B7_______ 五、發明說明(15 ) 特開平7—24329號公報、日本國特開平 8 — 89799號公報、日本國特開平8-89800號 公報、日本國特開平8-89804號公報、日本國特開 平8—198061號公報、日本國特開平 9 — 24846 5號公報、日本國特開平 1 〇 — 9 9 6 9 4號公報、日本國特開平 ^^0-244165號公報等)。 另外’此等光觸媒還可用添加或固定化p t、R h、 Ru、 Nb、 Cu、 Sn、 Ni、 Fe等金屬及/或此等 之氧化物者,或以多孔質磷酸鈣等所被覆之光觸媒(參照 曰本特開平10-244166號公報)等。 此等光觸媒中以T i ◦ 2 (氧化鈦)係無毒,且化學安 定性優’所以較適宜。習知者,氧化鈦有銳鈦礦型、金紅 石型、板鈦礦型之三種結晶形,使用其中任一均可。 上述光觸媒之結晶粒徑(一次粒徑)係以1〜2 0 0 η ηι爲宜,更佳係1〜5 0 n m。 本發明中使用之光觸媒性狀對改性光觸媒溶膠之分散 安定性、成膜性及各種功能的表現係極重要因素。本發明 中係基於以下理由做爲光觸媒不要用光觸媒粉體,以使用 光觸媒溶膠對於得到改性光觸媒溶膠而言係最佳之方法。 通常微細粒子所成粉體係會形成爲單結晶粒子(一次粒子 )強力凝聚之二次粒子,雖然會增加無謂之表面特性,惟 要使其分散至一次粒子係極困難之事。與之相比,光觸媒 溶膠時,光觸媒粒子不必溶解即已成爲近乎一次粒子之形 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) -裝 太 •線. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -18· ? 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 φ ^ Α7 _______Β7 五、發明說明(16 ) 態存在,所以可有效地利用表面特性,自其生成之改性光 觸媒溶膠不但具有優異之分散安定性、成膜性等,還可有 效地表現各種功能,所以極適於使用。本發明中使用光觸 媒溶膠中光觸媒粒子可做爲一次粒子存在於其中,亦可做 爲一次粒子與二次粒子之混合物存在於其中。 本發明中較適於使用之光觸媒溶膠係平均粒徑爲 4 0 〇 n m以下體積平均粒徑者較能有效利用改性後之光 觸媒的表面特性,所以較爲理想。 又,使用平均粒徑爲2 0 0 nm以下體積平均粒徑之 光觸媒溶膠時,因可以自生成之改性光觸媒溶膠得到透明 之被膜,所以更爲理想。較佳係平均粒徑爲1〜1 0 0 nm體積平均粒徑,並以3〜2 0 nm體積平均粒徑之光 觸媒溶膠最適於使用。 以氧化鈦之溶膠做爲該光觸媒溶解爲例時,可爲實質 上例如以水分散媒,在其中氧化鈦粒子被膠溶所成氧化鈦 水溶膠等。(在此所稱實質上以水爲分散媒係指分散媒中 含有80%左右以上之水而言),調製溶膠之方法可爲公 知者,極容易製造(參照日本特開昭6 3 — 1 7 2 2 1號 公報、特開平7 - 8 1 9號公報、特開平 9 — 165218號公報、特開平1 1-43327號公 報)。例如使加熱水解硫酸鈦或四氯化鈦之水溶液生成之 偏鈦酸在氨水中予以中和、濾別、洗淨、脫水析出之含水 氧化鈦,即可得氧化鈦粒子之凝聚物。在硝酸、鹽酸、或 氨等作用下膠溶此凝聚物進行水熱處理等,即可得氧化鈦 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) -裝 訂· -線. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -19 - 〇 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(17.) 水溶膠。做爲氧化鈦水溶膠可用在酸或鹼之作用下膠溶氧 化欽粒子者,或不使用酸或鹼,視其需要使用聚丙烯酸鈉 寺分散安定劑,在強力剪切力之下分散於水中之溶膠。另 外’在p Η値爲中性附近之水溶液中亦具有優異分散安定 性’粒子表面以過氧絡合基所改性之銳鈦礦型氧化鈦溶膠 亦可依日本特開平1 〇 - 6 7 5 1 6號公報所提案之方法 極易於得到。 上述氧化鈦水溶膠係做爲氧化鈦溶膠被市販(例如曰 本石原產業公司製「STS — 0 2」、日本田中轉寫公司 製「TO — 240」等)。 上述氧化鈦水溶膠中的固體成份係5 0重量%以下, 較佳係3 0重量%以下。更佳係3 0重量%以下,〇 · 1 重量%以上。這種水溶膠之粘度(2 0 °C )較低。本發明 中係水溶膠粘度係只要2000cps〜〇.5cps左 右範圍即可。較佳係lOOOcps〜lcps ,更佳係 50〇cps 〜lcps。 又,例如氧化铈溶膠(參照日本特開平 8 - 59235號公報)、或具有至少一種選自Ti、 N b、T a、V所成群元素之層狀氧化物的溶膠(參照曰 本國特開平9 一 2 5 1 2 3號公報、曰本國特開平 9 一 67 124號公報、日本國特開平 9一227122號公報、日本國特開平 9一227123號公報、日本國特開平 1 〇 - 2 5 9 0 2 3號公報)等’各種光觸媒溶膠的製造 (請先閱讀背面之注 本頁) __ -I線· $紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) .2〇 . ? 4. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 φ ^ Α7 ______Β7___ 五、發明說明(18 ) 方法,亦與氧化鈦溶膠一樣爲人所知者。 另外,使用上述光觸媒溶膠時,可以直接以上述改性 劑化合物進行改性,即可直接得到本發明之改性光觸媒溶 膠,所以較爲適宜。 本發明中所用之至少一種改性劑化合物係自具有至少 一種選自以下式(1 )所示之一氧化二有機基矽烷單位、 以下式(2 )所示二氧化有機基矽烷單位及以下式(3 ) 所示二氟化亞甲基單位所成群構造單位的化合物類,選擇 至少其中一種者。 -(R 1 R 2 S i 0 ) - (1) (式中R1,R2係各自獨立示氫原子、直鏈狀或支鏈狀之 Ci-Ca。烷基、C5〜C2〇環烷基、或不被取代或以Ci 〜C2Q烷基、Ci-Cz。烷氧基、或鹵素原子所取代的 C 6〜C 2 〇.芳基),「R1 Ί ——Si—〇--I 〔式中R 1係如式(1 )所定義〕,及 -(C F 2 ) - ( 3 ) 做爲改性劑化合物使用具有式(1 )所示一氧二有機 基矽烷單位及/或式(2 )所示二氧化有機基矽烷單位之 化合物時,使用本發明之改性光觸媒溶膠或後述之本發明 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 裝 士 --6· -線h 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -21 - A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(19 ) 改性光觸媒組成物形成被膜,或使用本發明之改性光觸媒 組成物形成爲成形體時,藉由激勵光照射而被激勵之改性 光觸媒可以在所形成之被膜或成形體表面具有各種活性。 另外,存在於改性光觸媒粒子附近之式(1 )所示一氧化 二有機基矽烷單位及/或式(2)所示二氧化有機基矽烷 單位中之R 1及R2可藉由改性光觸媒之作用而被取代爲羥 基。結果不但可提高上述被膜或成形體表面之親水性,同 時生成之羥基會互相進行脫水縮合反應,上述被膜或成形 體可具有極高之硬度。 又,使用具有式(3 )二氧化亞甲基單位之改性劑化 合物時,自本發明之改性光觸媒溶膠或後述之本發明改性 光觸媒組成物可得具有光觸媒活性,極高度疏水性之被膜 或成形體。 本發明中使用之改性劑化合物係含有分光增感基爲宜 0 分光增感基係指來自在可視光領域及/或紅外光領域 具有吸收之各種金屬錯合物或有機色素(即增感色素)之 基而言者。使用具有分光增感基之改性劑化合物時,本發 明之改性光觸媒溶膠不但可照射紫外線領域之光,還可照 射可視光領域及/或紅外光領域之光,以顯現觸媒活性或 光電轉換功能。 增感色素可爲例如二苯并哌喃系色素,含碳氧離子( oxonol)系色素、花青系色素、部花青系色素、半花青系 色素、苯乙烯基系色素、半青系色素、酞菁系色素(含金 <請先閱讀背面之注意事項再本頁) -裝 太 訂 -1線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -22- φ ^ Α7 ----g£____ 五、發明說明(2〇 ) 屬錯合物)、卟琳系色素(含金屬錯合物)、三苯基甲烷 系色素、花系色素、暈苯(coronene)系色素、偶氮系色 素、硝基苯酚系色素,更可爲日本特開平 1 — 220380號公報或特公表平5-504023號 公報記載之釕、餓、鐵、鋅之錯合物,還可爲釕紅等金屬 錯合物。 此等增感色素中以具有在4 0 0 n m以上波長領域具 有吸收,且最低空軌道之能量水平(激勵狀態之氧化還原 電位)較光觸媒之導帶能量水平高之特徵者較佳。此等增 感色素之特徵可藉由紅外•可視•紫外領域之光吸收譜的 測定,電化學方法之氧化還原電位之測定(T. Tarn, Photogr. Sci. Eng., 1 4, 72 ( 1 970) ; R. W. Berriman et al., ibid., 1 7. 23 5 ( 1 97 3) ; P. B. Gilman Jr., ibid., 1 8, 475 ( 1 974) 等),使用分子軌道法之能量水平之算定(T. Tani et al·, Photogr. Sci. Eng., 11, 129 (1967); D. M. Sturmer et al., ibid., 1 7, 1 46 ( 1 973); ibid., 1 8, 49 ( 1 974) ; R. G. Selby et al.,J. Opt. Soc. Am., 33,1 (1970)等)更可藉由光觸媒與增 感色素所作成之Gratzel型濕式太陽電池之光照射’視其有 無電動勢或效率等予以確認。 做爲具有上述特徵之增感色素可爲例如具有9 -苯基 二苯并哌喃架構之化合物,含有2,2 — —聯二批D定衍生 物做爲配位基之釕錯合物,具有茈架構之化合物、駄花菁 系金屬錯合物、卟琳系金屬錯合物等。 欲得來自上述增感色素之具有分光增感基的改性劑化 (請先閱讀背面之注咅?事項再 -裝—— 本頁) 訂. -線' 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 本纸張尺度埤用中國國家標準(CNS)A4規格(2〗0 X 297公釐) -23- 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 φ ^ Α7 -__________B7 ____五、發明說明(21 ) 合物之方法並不特別限定,惟可以使具有後述反應性基之 改性劑化合物,與對此反應性基具有反應性的增感色素反 應即可製得。 又,本發明中使用之改性劑化合物係.以含有至少一個 選自環氧基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、酸酐基、酮基、 羧基、肼殘基、異氰酸酯基、異硫氰酸酯基、羥基、胺基 、環狀碳酸酯基、酯基所成群反應性基爲宜。 使用具有上述反應基的改性劑化合物所得之改性光觸 媒溶膠形成具有交連性、耐久性等優異之被膜,所以較爲 適宜。 使用具有式(6 )所示肼殘基及/或酮基之改性劑化 合物時,本發明之改性光觸媒溶膠可以兼具低溫硬化性與 貯藏安定性,可以進行對形成具有優異耐水性、耐污染性 、硬度等被膜爲用之腙(半腙)交連,所以最適宜。 -N R 1 2 N Η 2 ( 6 ) (式中R12示氫原子或(^〜(^。烷基)。 又’本發明中使用之改性劑化合物以在水中具大自行 乳化性或溶解性之化合物爲宜。這種改性劑化合物可經由 導入親水基而得到。親水性基可例如爲羧基或其鹽、磷酸 基或其鹽、磺酸基或其鹽、聚氧化甲烯基。因使用具有親 水基之改性劑化合物時可使所得改性光觸媒成爲對水具有 極佳之分散安定性者,因而可以極容易地得到本發明之體 積平均粒徑爲8 0 0 n m以下的改性光觸媒溶膠(水溶膠 (請先閱讀背面之注意事項再^!||本頁) -裝 · · .線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公餐) -24-
φ ^ Α7 ------Β7____ 五、發明說明(22 ) )’所以較爲理想。 在此,上述親水性基的較佳具體例可爲例如以式(7 )所示聚氧化乙烯基或式(8 )所示磺酸基或其鹽,更可 爲式(9)所示羧基或其鹽等。 -CH2CH2CH2〇(CH2CH2〇)mR7 (7) (式中m係1〜1000之整數,R7示氫原子或直鏈 狀或支鏈狀之Ci-ClBO烷基)。 <pH2OCH2CH2CH2- V〇CH2CHO(CH2CH2〇)nS〇3B ( 8 ) 〔式中η表示1〜1 〇 〇整數,R8示直鏈狀或支鏈狀 之CaxCa。烷基,B示氫原子、鹼金屬,以下式所示銨 或取代銨, Η N R 9 R 1 0 R 1 1 (R9、R1。、R11係分別獨立示氫原子’或不被取 代或以羥基所取代之直鏈狀或支鏈狀C !〜C 2。烷基)〕 h2 --------訂---------線赢 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -25- A7 B7 五、發明說明(23 ) 〔式中B係各自獨立表示氫原子、鹼金屬,以下式所 不銨或取代銨, Η N R 9 R 1 0 R 1 1 . (R 9、R 1 ^、R 1 1係分別獨立示氫原子,或不被取 代或以羥基所取代之直鏈狀或支鏈狀(::〜(:2。烷基)〕 爲得本發明之改性光觸媒溶膠所用之具有上述式(1 )及/或上述(2 )所示構造單位的改性劑化合物係以具 有例如後述之S 1 - Η基、水解性矽烷基(烷氧砍烷基、 羥矽烷基、鹵素化矽烷基、乙醯氧矽烷基、胺氧矽烷基等 )、環氧基、乙醯乙醯基、硫醇基、酸酐基等可期待與光 觸媒粒子生成化學結合的反應性基之矽化合物,或具有聚 氧化烯基等可期待與光觸媒粒子具有親和性之親和性基的 石夕化合物等。 此等可爲例如平均組成式(4 )所示至少結合一個氫 原子之包含至少一個矽原子的化合物(以下有時稱爲「含 S i — Η基之矽化合物」),或該含S i — Η基之矽化合 物與以下式(5 /)所示乙烯基聚矽氧化合物反應所得生 成物,更可爲平均組成式(1 0 )所示含有水解性矽烷基 之矽化合物。
HpRqQrXs S i 〇(4-p-q--r-s)/2 (4) 〔式中 R示直鏈狀或支鏈狀Ci-Cao烷基、Cs〜C2〇環 (請先閱讀背面之注意事項再9本頁) 訂· -線: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -26- A7 A7
五、發明說明⑵) 基、及不被取代或自被Cl〜C2。院.基、Ci〜C2。院 氧甚、或鹵素原子所取代之C6〜c2。芳基所成群中選出 至少〜個烴基, Q示含有至少一種選自以下賦予功能性之基, ①至少一種選自直鏈狀或支鏈狀Cl〜C3Q烷基、C5 〜C 2。環烷基、不被取代或被至少一種C i〜C 2。烷基、 〜C2(J烷氧基、及鹵素原子所成群取代基取代之C6〜 C 2 °芳基、及C i〜C 3 Q氟化烷基所成疏水性基, 0至少一種選自羧基及其鹽、磷酸基及其鹽、磺酸基 &其鹽及聚氧化烯基所成群之親水性基, ③ 至少一種選自環氧基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、 酉变酐基、酮基、肼殘基、異氰酸酯基、異硫酸酯基、羥基 、胺基 '環狀碳酸酯基、及酯基所成群之反應性基,及 ④ 至少一種分光增感基, X示至少一種選自C i〜C 2。烷氧基、羥基、羥亞胺 基、晞氧基、胺基、醯胺基、CixCzQ醯氧基、胺氧基 、及鹵素原子所成群之水解性基, 〇 < P < 4, ◦ < Q < 4, 0 ^ r < 4 > 〇客s < 2 ,及 (p + q + r + s) <4]。 CH2 = CH-(R,R1SiO)e-(R1R1Si)-C = CH2 (5 一) <請先閱讀背面之注意事項再本頁) . 線_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格dl〇 χ 297公餐) -27-
五、發明說明(25 ) — I:---Τ-------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再ill本頁) (式中R1示直鏈狀或支鏈狀(::〜(:3。烷基、Cs〜 C2。環烷基、及不被取代或自被Ci-Cs。烷基、(:!〜 C2。烷氧基、或鹵素原子所取代之c6〜c2〇芳基所選出 之〜·種或二種以上所成烴基, e係1以上10000以下整數), R q X sS i 0(4-q-s)/2 (1〇) (式中R示直鏈狀或支鏈狀Cl〜C3Q烷基、C5〜 C2。環烷基、及不被取代或自被(::〜(:2。烷基、Ci〜 C 烷氧基、或鹵素原子所取代之C 6〜C 20芳基所成群 中選出至少一個烴基, —線 X -來自(^〜(:"烷氧基、羥基、烯氧基、Cl〜 C2。醯氧基、胺氧基、Cl〜C2Q肟基,所成群選出之至 少一種水解性基 0 < q < 4, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 0 < s < 4 及 0 < ( q + s ) ^4)。 又,欲得本發明之改性光觸媒溶膠所用具有上述(3 )所示構造單位的化合物係例如具有S i - Η基、水解性 矽烷基(烷氧矽烷基、羥矽烷、鹵素化矽烷基、乙醯氧矽 烷基、胺氧矽烷基等)、環氧基、乙醯乙醯基、硫醇基、 酸酐基等可期待與光觸媒粒子能生成化學結合之反應性基 ,或具有聚氧化烯基等可期待與光觸媒粒子具親和性之親 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -28- Α7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制私 Β7__五、發明說明(26 ) 水基,C 1〜C 30之氟化烷基化合物’或數平均分子量 10 ◦〜1,000,〇〇〇之氟化烯化合物。 具體言可爲式(1 1 )所示氟化烷基化合物’及式( 1 2 )所示氟化烯烴聚合物。 C F 3 ( C F 2 ) g - Y - ( v ) «· (11) (式中g表示0〜2 9之整數。 Y示分子量1 4〜5 0 0 0 0之w價有機基’ w係1〜20之整數 V示至少一種選自環氧基、羥基、乙醯乙醯基、硫醇 基、酸酐基、羧基、磺酸基、聚氧化烯基’及以下所示基 所成群之官能基 —S i W X R V (式中W示至少一種選自C 1〜C2Q院氧基、淫基、 Ci-Cso乙醯氧基、鹵素原子 氫原子、Ci-C2。肟基、烯氧基、胺氧基、醯胺基之基 〇 R示直鏈狀或支鏈狀Cl〜C3Q烷基、C5〜C2。環 烷基、及不被取代或自被Cl〜C2。烷基' Cl〜C2。烷 氧基、或鹵素原子所取代之c 6〜C2D芳基中選出至少— 個烴基’ X係1以上3以下整數’ y係〇以上2以下整數’又 (X + y ) = 3)) (請先閱讀背面之注意事項再ί本頁) -裝 太 -線· 言纸^^用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -29- 五、發明說明(27 ) A7 B7
C—C
n \ Y'0^)w/ m (12) (式中A1〜A5可相同或不同,分別示—種選自氟原子、 氫原子、氯原子、C i C S烷基及c C 6鹵素取代烷基 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 m係10以上1 ’ 〇〇〇,〇◦ ◦以下整數,n係〇 以上1 ’〇〇◦’〇〇〇以下整數, Υ示分子量1 4〜50,〇〇〇 w價之有機基, w示1〜2 0整數, V係如式(1 1 )所定義) 此等之具體例可爲例如2 -全氟化辛基乙基三甲氧基 矽烷等氟化烷基矽烷類、Nafion樹脂(杜邦公司製商品名 )、氯化三氟乙烯或四氟化乙烯等氟化烯烴類與具有環氧 基、羥基、羧基、乙醯乙醯基、硫醇基、環狀酸酐基、磺 酸基、聚氧化烯基等之單體類(乙烯醚、乙烯酯、烯丙基 化合物等)所成共聚物等。 另外,爲得本發明改性之光觸媒溶膠所用具有上述式 (1 )及/或式(2 )與上述(3 )所示構造單位的改性 劑化合物則可爲具有例如氟化烷基與S i - Η基、水解性 矽烷基(烷氧矽烷基、羥矽烷基、鹵素化矽烷基、乙醯氧 石夕院基、胺氧砂院基等)、環氧基、乙醯乙薩基、硫醇基 、酸酐基等,可期待與光觸媒粒子生成化學結合之反應性 基的矽化合物等。 (請先閱讀背面之注意事項再9本頁) 訂- 線- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -30- °/, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 Α7 ___________Β7______ 五、發明說明(28 ) 本發明之改性光觸媒溶膠係在水及/或有機溶媒中, 以固體成份重量比(A) / (B) =〇 . 〇〇 1〜 10,000,較佳以(Α)/(Β)=〇· 1 〜 1 〇 〇 0之比率混合上述光觸媒(A ),與上述改性劑化 合物(B)。於0〜200 °C,較佳於10〜80 °C加熱 ,或藉由(減壓)蒸餾等改變該混合物之溶媒組成等操作 ,即可製得。 進行上述改性時可用之有機溶媒係例如爲二噁烷、四 氫呋喃、二甲基乙醯胺、丙酮、甲基乙基酮、乙二醇、2 -丁氧基乙醇、乙醇、甲醇等親水性有機溶媒、及甲苯、 二甲苯、己烷等疏水性有機溶媒。 本發明之改性之光觸媒溶膠雖亦可在水及/或有機溶 媒之不存在下,以上述改性劑化合物改性光觸媒粉體後, 分散於水及/或有機溶媒予以製得,惟這時以光觸媒之一 次粒子狀態下很難改性,又,生成之改性之光觸媒溶膠亦 無法使體積平均分散粒徑變小且會變成不定者,所以並不 適宜。 欲得本發明改性之光觸媒溶膠的較佳方法係使用含體 積平均粒徑2 0 0 n m以下,較佳係體積平均粒徑1〜 1 0 0 nm之光觸媒(A)粒子的光觸媒溶膠,藉由上述 方法以改性劑化合物予以改性之方法。此種含體積平均粒 徑較小的光觸媒粒子的光觸媒溶膠係例'如做爲光觸媒以氧 化鈦爲例時,可以在鹽酸、硝酸、氨等存在下膠溶含水氧 化鈦,藉由水熱處理以得光觸媒溶膠時例如調節水熱處理 (請先閱讀背面之注意事項再 · I . i線- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -31 - A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 i、發明說明(29.) 的時間即可製得。這時水熱處理時間愈短愈能得到體積平 均粒徑小者。又,以改性劑改性上述光觸媒溶膠時,最好 係藉由上述改性之操作而光觸媒部份的凝膠較少(最好係 沒有)之改性爲最佳。這種改性可用如上述之含S i - Η 基化合物做爲改性劑化合物即可進行。 即,本發明之改性光觸媒溶膠的較佳形態係體積平均 粒徑爲8 0 0 nm以下之分散粒子爲具有光觸媒部份,該 光觸媒部份的體積平均粒徑爲2 0 0 nm以下者。(這種 形態可由稀釋爲0 . 0 1重量%之改性光觸媒溶膠作成之 試料藉由T E Μ觀察等確認)。另外,可以長期持續此種 形態之改性光觸媒溶膠(例如於3 0 °C靜置保持1 0 0天 亦可保持體積平均粒徑爲8 0 0 n m以下等)係由其所得 被膜物性等之安定性而言最爲理想。 爲得這種改性之光觸媒溶膠有用之改性劑化合物可爲 例如上述之含S i — Η基的矽化合物。 本發明中做爲光觸媒之變性使用之改性劑化合物選擇 例如上述平均組成式(4 )所示含有S i - Η基之矽化合 物時’藉由上述改性操作,自混合液會產生氫氣,同時還 會觀察到隨著光觸媒粒子的改性會增加體積平均粒徑(因 改性劑化合物固定於光觸媒粒子表面而增加體積平均粒徑 )。又’例如使用氧化鈦做爲光觸媒時,藉由上述改性操 作’ T i — Ο Η基之減少可以在I R光譜觀測到3 6 3 0 〜3 6 4 0 c m — 1吸收減少。 由上述即可知,做爲改性劑化合物選擇含S i - Η基 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) .裝 -=0 •線_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) _ 32 爲2以 氧化合 合物〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制^ 上 其他例 A7 _________B7 五、發明說明(3〇 ) 之矽化合物時,本發明之改性光觸媒溶膠不會單純爲光觸 媒與含s i - Η基之矽化合物的混合物,可以預測其爲具 有化學結合等某種相互作用者,所以最爲適宜。實際上, 如此所得改性之光觸媒溶膠可成爲分散安定性或化學上安 定性、耐久性極優者。 上述以平均組成式(4 )所示含有S 1 - Η基之矽化 合物可爲例如以式(5 )所示之含有S i - Η基之化合物 〇 (R1HSiO)a(R,2HSiO)b(R'QSiO)c(R13SiOi/2)d (5) 式中R 1係如式(1 )所定義,Q係如式(4 )所定 係1以上整數,b,c係〇或1之整數,(a+b S10000,且 d 係 〇 或 2,惟(a+b + c) 上整數且d = 〇時式(5 )所示化合物係環狀聚矽 物,d = 2時式(5 )所示化合物係钭狀聚矽氧化 述平均組成式(4 )之含S i - Η基之砂化合物的 有在+分子中分別具有式(4 —)所示重覆單位,以 下式(4〃 )所示重覆單位,未端基A,該末端基a爲介 著一個氧原子與重覆單位中之矽原子結合所成聚矽氧化合 物等。 ----I I I---裝 i I (請先閱讀背面之注意事項再IPl本頁) 訂 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2〗〇x297公茇) -33 - 五 、發明說明(31 ) A7 B7 (4,) (4 ’,) 「F?" -Si-o- Γρ? Ί -卜〇- 1 0 〇 1 1 A —Sr〇-.F?」 丈(4 〃) 中 〔式(4 -); R3示直鏈狀或支鏈狀c 太兀基、及不被取代或自被Ci 氧基'或鹵素原子所取代之C 或二種以上之烴基,或具有以下①〜④之賦予功能性之基 〜C 3 Q烷基、C 5 C20院基、Cl〜C20院 〜C 20芳基所選出之一種
C rm is (請先閱讀背面之注意事項再ifW本頁) ① 至少一種選自直鏈狀或支鏈狀Ci-C3。烷基、c 〜C 2 D環院基、不被取代或被至少一種C 1〜C 2 D院基、 Ci-Cs。烷氧基、及鹵素原子所成群取代基取代之c6 -C 2。方基、及C 1〜.C 3 0氟化院基所成疏水性基’ ② 至少一種選自羧基及其鹽、磷酸基及其鹽、磺酸基 及其鹽及聚氧化烯基所成群之親水性基, ③ 至少一種選自環氧基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、 酸酐基、酮基、肼殘基、異氰酸酯基、異硫酸酯基、羥基 、胺基、環狀碳酸酯基、及酯基所成群之反應性基’及 ④ 至少一種分光增感基, A 係一 SiR4R5Rs(R4、r 5 , R6 可相同或不 同,示氫原子或直鏈狀或支鏈狀Cl〜C3Q烷基、C5〜 C2。環烷基、及不被取代或自被Ci-Czo烷基、Ci〜 -ΐΊ. --線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制取 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐) -34- ,.7 Γ/ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 <μ ^ Α7 s_____Ε___ 五、發明說明(32 ) C2。烷氧基 '或鹵素原子所取代之Ce〜C2。芳基選出的 烴基)。 又具有式(4 —)及式(4〃 )所示重覆單位之化合 物係至少具有一個S 1 — Η基〕。 上述分子中分別具有式(4 / )所示重覆單位,式( 4")所示重覆單位,末端基A,且該末端基Α爲介著一 個氧原子與重覆單位中之矽原子結合的聚矽氧化合物可以 在例如二噁烷等溶媒中,使三氯矽烷及/或有機基三氯矽 烷(視其需要更可爲有二機基二氯矽烷)與水反應,進行 水解縮聚合,其後與醇類及/或以式(1 3 )所示砂院化 劑反應後,視其需要藉由後述之氫矽烷化反應導入賦予功 能之基即可製得。 Z - S i R ! R 5 R 6 (13) (R4、R5、R6可爲相同或不同,示氫原子或直鏈 狀或支鏈狀烷基、C5〜C20環烷基、及不被 取代或自被Ci-Cz。烷基、Ci-Czo烷氧基或鹵素原 子所取代之C6〜C2〇芳基選出之烴基,Z示画素原子或 羥基)。 本發明之平均組成式(4)所示含有S i - Η基之矽 化合物中、S i - Η基係在溫和條件下可在極佳之選擇性 下改性光觸媒所須之官能基。與之相比,平均組成式(4 )中之水解性基X雖同樣可利用於光觸媒的改性,但副反 應多’會使得改性光觸媒溶膠之安定性惡化,所以其含量 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 裝 訂· -·線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) •35- Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(33 ) 以較少爲宜。上述平均組成式(4 )之較佳形態係實質上 不含水解性基X之系。 又’做爲上述平均組成式(4 )所示含S i - Η基之 矽化合物,若選擇具有含賦予功能性基之基(Q )者,可 以使本發明所得改性光觸媒溶膠具有各種功能所以較爲理 想。含賦予功能性基之基(Q )係以下式所示基爲宜。 -Υ - ( Z ) w (式中Υ係分子量14〜5 0,〇〇〇之W價有機基 ,Ζ係至少一種選自上述賦予功能性基①〜④所成群,w 係1〜2 0之整數)。 例如含賦予功能性基之基(Q )若選擇具有至少一種 選自羧基及其鹽、磷酸基及其鹽、磺酸基及其鹽及聚氧化 烯基所成群親水性基(式(4 )中之②)之基時,所得改 性光觸媒可成爲對水之分散安定性極佳者,極易獲得本發 明之體積平均分散粒徑爲8 0 0 n m以下之改性光觸媒溶 膠(水溶膠)所以較爲適宜。 在此,上述親水性基之較佳具體例可爲例如上述式( 7)所示聚氧化乙烯基或上述式(8)所示磺酸基或其鹽 ,更可爲上述式(9)所示羧基或其鹽。 又,例如含賦予功能性基之基(Q )選擇疏水性基之 具有C 1〜c 3。氟化烷基之時(這時平均組成式(4 )係 成爲具有式(1 )及/或式(2 )與式(3 )之構造單位 的化合物)’所得改性光觸媒會成表面能量極小者,不但 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) -裝 1^1太 -iB · _ -線_ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(210 X 297公釐) -36 - Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制Λ i、發明說明(34 ) 可使本發明之改性之光觸媒溶膠成爲如後述之自傾斜性大 者,還可得極高疏水性之被膜。 又’例如做爲含賦予功能性基之基(Q )若選擇具有 至少一種選自環氧基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、酸酐基 '酮基、羧基、肼殘基、異氰酸酯基、異硫氰酸酯基、羥 基、胺基、環狀碳酸酯基、酯基所成群之反應性基(式( 4 )中之③)時,本發明之改性之光觸媒溶膠可具有交連 性’形成爲耐久性等優之被膜,所以極理想。 在此做爲反應性基選擇具有含上述式(b )所示肼殘 基之一價基及/或含酮基之一價基者時,本發明之改性之 光觸媒溶膠可以兼具低溫硬化性與賦藏安定性,可成爲對 形成優異耐水性、耐污染性、硬度等之被膜有用之腙(半 卡脘)交連,所以最爲理想。 又,例如做爲含賦予功能性基之基(Q )選擇上述具 有分光增感基(式(4 )中之④)時,本發明的改性之光 觸媒溶膠不但可照射紫外線領域之光,還可照射可視光領 域及/或紅外光領域之光,以表現觸媒活性或光電轉換功 肯t 。 上述含賦予功能性基之基(Q )可以自上述選擇一種 以上使用。尤其選擇光觸媒水溶膠做爲進行改性之光觸媒 時,倂用親水性基(式(4 )之0 )與其他賦予功能性基 (式(4)中之①、③、④)之系係生成之具有賦予功能 性基的改性之光觸媒溶膠具有極佳之安定性,所以極適宜 <請先閱讀背面之注意事項再1¾¾本頁) I R0,
)6J •線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公芨) -37- Α7 --------Β7__ 五、發明說明(35.) 本發明中上述以平均組成式(4 )所示含有S 1 _Η 基的矽化合物,且具有含賦予功能性基之基(Q )者(平 均組成式(4a)),其製得方法可採用
(a )使以下平均組成式(1 4)所示含有S 1 _H 基化合物,與具有賦予功能性基(式(4 )中之①〜④) 之碳-碳不飽和鍵化合物進行氫矽烷基化反應之方法, (b )使以下平均組成式(1 4)所示含S i — Η基 化合物,與具有反應性基(式(4)中之③)的碳_碳不 飽和鍵化合物進行氫矽烷基化反應,得到具有反應性基之 含S i - Η基化合物後,使該反應性基與具有反應性基之 含賦予功能性基之化合物反應之方法。 Η P R q Q r X s S i Ο ( ‘1 . μ — q ... r - S ) / 2 ( 4 3 ) (請先閱讀背面之注意事項再 δί· 式 如 係 X 及 Q f R 中 式 示 所 \1/ 4 4 V P < ο 4 < Q < ο Q + P Γ\ 且 4 2 < < Γ S < VII ο ο Γ
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\)/ 4 V .線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制^ Η
X q R 〇 \ 4 /1\ 式 如 ,, ^4 4 4 X < V < 及 p Q r R < V < 中 ο ο ◦ 式 義 定 所 《紙用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -38- d A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 i、發明說明(36 ) 0Ss<2,且(P + Q + r + s)<4)。 首先做爲獲得具有賦予功能性基之含s i _ H基砂化 合物的方法,針對上述(a )之方法(以下之(a ) 一方 法)說明。 (a )—方法中在上述式(1 4)所示含S i - Η基 化合物中導入做爲賦予功能性基自直鏈狀或支鏈狀Ci〜 C3。烷基、C5〜C2〇環烷基、或不被取代或被〜 C2q烷基或烷氧基、或鹵素原子所取代之C6 〜C 2 0芳基所選出之疏水基時使用的碳一碳不飽和鍵化合 物,可爲丙稀、1 一丁稀、1 一己稀、1_辛嫌、異丁稀 、2 -甲基一 1一 丁烯、2 —己烯、環己烯、5_原冰片 烯之類的烯烴類、乙酸烯丙酯、丙酸烯丙酯、2 _乙基己 酸烯丙酯、苯甲酸、烯丙基等烯丙酯類、烯丙基甲醚、烯 丙基***、烯丙基-正己醚、嫌丙基環己醚、烯丙基_ 2 -乙基己醚、烯丙基苯醚等烯丙基醚類、(甲基)丙烯酸 甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲 基)丙烯酸一2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸環己酯、( 甲基)丙烯酸苯酯等之(甲基)丙烯酸酯類、乙酸乙烯酯 、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、苯甲酸乙烯 酯等羧酸乙烯酯類、甲基乙烯醚、乙基乙烯醚、丁基乙烯 醚、異丁基乙烯醚、環己基乙烯醚等乙烯醚類、苯乙烯、 (甲基)丙烯腈、丁烯酸酯類等碳-碳不飽和鍵化合物等 。此等中以反應性言,以末端烯烴類、5 -原冰片烯類、 烯丙基酯類、烯丙醚類爲宜。 <請先閱讀背面之注意事項再本頁) -裝 •jli?. 線_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -39- Φ ^ ^ hi ___________B7___ 五、發明說明(37 ) 上述式(1 4)所示含S i — Η基化合物中導入做爲 賦予功能基之C C 3Q氟化烷基時使用的碳-碳不飽和 鍵化合物,可用例如式(1 5 )所示具有全氟化烷基之烯 烴類、烯丙基醚類、烯丙基酯類、乙烯醚類、(甲基).丙 烯酸酯類等。 (C F 2 ) g C F 3 (15) (式中g示0〜2 9之整數) 在上述式(1 4)所示含S i - Η基化合物中導入親 水基所用之碳-碳不飽和鍵化合物可爲具有選自至少一個 羧基或其鹽、磷酸基或其鹽、磺酸基或其鹽、聚氧化烯基 、環狀酸酐所成群親水基的烯烴類、烯丙基醚類、乙烯醚 類、乙烯酯類、(甲基)丙烯酸酯類、苯乙烯衍生物等。 上述具有親水基之碳-碳不飽和鍵化合物的較佳具體 例有例如以式(1 6 )所示含聚氧化乙烯基的烯丙基醚、 或以式(1 7 )所示具有含磺酸基或其鹽的一價基之烯丙 基醚或5 —原冰片烯—2,3 -二羧酸酐等。 CH2=CHCH2〇 (CHzCHzO),, R7 (16) (式中m示1〜1 000之整數,R7.示氫原子或直鏈 狀或支鏈狀C i〜C 3 Q烷基)。 — — — — — — I — II · _ I (請先閱讀背面之注意事項再本頁) M6. --線· 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -40- 4 74 Α7 ______________Β7 ______ 五、發明說明(泌) // \ (pH2〇CH2CH=CH2 R8 \ \-〇CH2CHO(CH2CH2〇)nS〇3B ( 1 7 ) (式中η示1〜1 〇 〇整數,R8示直鏈狀或支鏈狀 Ci-C:3。烷基,B示氫原子、鹵金屬,以下所示銨或取 代銨 Η N R 9 R 1 0 R 1 1 (R9、R1。、R11係分別獨立示氫原子、或不被取 代或被羥基所取代之直鏈狀或支鏈狀<:1〜(:2[)烷基)) 又,在上述式(1 4 )所示含有s 1 —Η基化合物中 導入反應性基使用之碳-碳不飽和鍵化合物係具有至少一 種選自環氧基、甲基丙烯醯基、酸酐基、酮基、羧基、肼 殘基、異氰酸酯基、異硫酸酯基、羥基、胺基、環狀碳酸 酯基、酯基所成群反應性基的烯烴類、烯丙基醚類、烯丙 基酯類、乙烯醚類、乙烯酯類、(甲基)丙烯酸酯類、苯 乙烯衍生物等。 具有上述反應性基之碳一碳不飽和鍵化合物的較佳具 體例可爲例如烯丙基環氧丙醚、(甲基),丙烯酸環氧丙酯 、(甲基)丙烯酸烯丙酯、二烯丙基醚、酞酸二烯丙酯、 (甲基)丙烯酸乙烯酯、丁烯酸乙烯酯、乙二醇二(甲基 )丙烯酸酯、順丁烯二酸酐、5 —原冰片烯一2,3 -二 羧酸酐、5 -己烯—2 -酮、異氰酸烯丙酯、烯丙醇、乙 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) -裝 太 - •線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱_) - 41 - Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 五、發明說明(39 ) 二醇-烯丙醚、烯丙胺、異硫氰酸烯丙酯、烯丙基卡巴肼 、(甲基)丙烯酸醯肼、4一烯丙氧基甲基一2—氧基一 1 ’ 3 —二氧伍圜等。 又,在上述式(14)所示含S i_H基化合物中導 入分光增感基使用之碳-碳不飽和鍵化合物可爲具有上述 分光增感基之烯烴類、烯丙基醚類、烯丙基酯類、乙烯醚 類、乙烯酯類、(甲基)丙烯酸酯類、苯乙烯衍生物等。 此等可以例如使具有上述反應性基之碳-碳不飽和鍵化合 物,與對該反應性基具有反應性之增感色素反應即可極易 製得。 例如具有反應性基之碳-碳不飽和鍵化合物的反應性 基爲環氧基、(環狀)酸酐、異氰酸酯基、異硫氰酸酯基 、環狀碳酸酯基、酯基、酮基、(甲基)丙烯醯基時可爲 具有至少一種選自胺基、羧基、羥基、肼殘基、(甲基) 丙烯醯基所成群官能基之增感色素,相反地,具有反應性 基之碳-碳不飽和鍵化合物之反應基爲胺基、羧基、羥基 、肼殘基、(甲基)丙烯醯基時係可爲具有至少一種選自 環氧基、(環狀)酸酐、異氰酸酯基、異硫氰酸酯基、環 狀碳酸酯基、酯基、酮基、(甲基)丙烯醯基所成群官能 基的增感色素。 上述具有反應性基三碳-碳不飽和鍵化合物與對其具 有反應性之增感色素的反應可選擇對應各反應性基之種類 的反應溫度、反應壓力、溶媒等反應條件予以實施。這時 由增感色素之安定性上言’以反應溫度爲3 0 0 °C以下爲 {請先閱讀背面之注意事項再本頁) » Rm. a. 線- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) -42- ? 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明(4〇 ) 宜’更以1 5 〇 t以下,crc以上爲宜。 (a ) —方法中上述碳一碳不飽和鍵化合物與上述平 均組成式(1 4 )所示含S 1 - Η基化合物之氫矽烷化反 應係最好在觸媒存在下,有機溶媒存在下或不存在下,於 〇〜2 〇 〇 °C使碳-碳不飽和鍵化合物與平均組成式( 1 4 )所示含有s 1 — Η基化合物接觸即可進行。 氫矽烷化反應之觸媒以鉑族金屬,即釕、铑、鈀、鐵 、銥、鉑之化合物爲適宜,尤其,鉑之化合物與鈀之化合物 爲最適宜。鉑之化合物可爲例如氯化鉑(I I )、四氯化 鉑酸(I I )、氯化鉑(I V )、六氯化鉑酸(I I I ) 、六氯化鉑(I V )、銨、六氯化鉑(I V )鉀、氫氧化 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 鈾(I I )、二 (I I ).、鉬--烯烴錯合物或 載持固體鉛者。 絡鈀(I I )酸 又,氫矽烷 二甲苯等芳香族 、乙酸乙酯、乙 基異丁基酮等酮 醯胺、二甲基甲 氧化鉑(I 乙烯基矽氧 鉑之單體、 鈀之化合物 銨、氧化鈀 化反應中可 烴類、己烷 酸正丁酯等 類、四氫呋 醯胺等醯胺 類、二甲亞 V ), 烷錯合 氧化鋁 有氯化 (II 用之有 、環己 酯類、 二氯一 物、鈾 或二氧 鈀(I )等。 機溶媒 烷、庚 丙酮、 噁烷等 二環戊二烯一鉛 -膦錯合物、舶 化矽或活性碳中 I )、氯化四胺 類、氯仿、二 碾、硝基苯等
上混合物。 其次,爲得具有賦予功能性基之含S 可爲例如甲苯或 烷等脂肪族烴類 甲基乙基酮、甲 醚類、二甲基乙 氯甲院、四氯化 或此等之二種以 i 一 Η基矽化合 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -43 - Α7 Β7 五、發明說明01 ) 物的方法,說明上述(b)之方法(以下之(b) —方法 )如下。 (b ) —方法中所用具有反應性基之碳-碳不飽和鍵 化合物可用如(a ) —方法中所述者。又,上述平均組成 式(1 4)所示含S i - Η基化合物與具有該反應性基之 碳-碳不飽和鍵化合物之氫矽烷化反應亦可以與(a ) — 方法中所述氫矽烷化反應相同之條件實施。 依(b ) —方法時可藉由上述氫矽烷化反應,得到具 有以下式(1 8 )所示平均組成物,具有反應性基之含 S i - Η基矽化合物。
HpRqQ3rXs S i 〇(4-p-q-r-s)/2 ( 1 8) 〔式中R及X係如式(4)所定義, Q係至少一種選自環氧基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基 、酸酐基、酮基、肼殘基、異氰酸酯基、異硫酸酯基、羥 基、胺基、環狀碳酸酯基、及酯基所成群之反應性基, 0 < P < 4, 0 < q < 4, 0 ^ r < 4 0 “ < 2,及 (p + q+ r + s) <4)。 又,上述(b ) —方法中做爲含有S i — Η基矽化合 物〔平均組成式(1 8 )〕與具有反應性之含賦予功能性 化合物,例如具有反應性基之含S i - Η基矽化合物該反 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 請先閱讀背面之注意事項再 頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -44- Α Φ Α7 -___Β7 五、發明說明(42 ) (請先閱讀背面之注意事項再1^本頁) 應性基若爲環氧基、(環狀)酸酐、異氰酸酯基、異硫氰 酸酯基、環狀碳酸酯基、酯基、酮基、(甲基)丙烯醯基 時可爲具有至少一種選自胺基、羧基、羥基、肼殘基、( 甲基)丙烯醯基所成群官能基之含賦予功能性基化合物’ 相反地該反應性基爲胺基、羧基、羥基、肼殘基、(甲基 )丙烯醯基時係可爲具有至少一種選自環氧基、(環狀) 酸酐、異氰酸酯基、異硫氰酸酯基、環狀碳酸酯基、酯基 、酮基、(甲基)丙烯醯基所成群官能基的含賦予功能性 基之化合物。在此含賦予功能性基之基可爲如上述平均組 成式(4 )中之含賦予功能性基之基(Q )者。 -線· 上述平均組成式(1 8 )所示具有反應性基之含S i - Η基矽化合物與對其具有其反應性之含賦予功能性基之 化合物的可選擇對應各反應性基之種類的反應溫度、反應 壓力、溶媒等反應條件予以實施。這時由增感色素之安定 性上言,以反應溫度爲3 0 0 °C以下爲宜,更以1 5 0 °C 以下,0 °C以上爲宜。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 本發明之改性之光觸媒溶膠中欲得上述具有賦予功會g 性基的改性之光觸媒溶膠之方法可爲 (I )使用上述平均組成式(4 a )所示具賦予功能 性基之含S i — Η基砂化合物,依上述方法改性之方法, (I I )以上述平均組成式(1 8 )所示具有反應性 基之含s i - Η基矽化合物予以改性光觸媒溶膠後’使上 述該反應性基與對該反應性基具有反應性之含賦予功能性 基的化合物反應之方法。 -45 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) Φ Α7 —__Β7____ 五、發明說明(43 ) 在此(I I )之方法中所指使具有反應性基之含s i - Η基矽化合物所改性之光觸媒溶膠,與對該反應性基具 有反應性之含賦予功能性基化合物之反應,可以與上述( b ) —方法中具有反應性基之含S 1 - Η基矽化合物與對 該反應性基具有反應性之含賦予功能性基化合物的反應一 樣進行。 至於藉上述平均組成式(4 )所示含有S i - Η基矽 化合物予以改性光觸媒時係最好對S i - Η基可做爲脫氫 縮合觸媒作用之物質被固定於光觸媒之狀態下,於〇〜 1 ◦ 0 °C實施爲宜。 這時可以預先以光還原法等方法使做爲脫氫縮合觸媒 作用之物質固定於光觸媒,再以含S i — Η基矽化合物改 性,亦可以在做爲脫氫縮合觸媒作用之物質的存在下,以 含S 1 - Η基矽化合物改性光觸媒。後者之方法中,做爲 脫氫縮合觸媒作用之物質可藉由物理吸附或光還原被固定 於光觸媒,以含S 1 - Η基矽化合物被改性。 在此做爲對S i - Η基具有脫氫縮合觸媒作用之物質 係指可以對S i - Η基與光觸媒表面存之羥基(氧化鈦時 係T i — ◦ Η基)或硫醇基、胺基、羧基等活性氫基,甚 至於水等加速脫水縮合反應之物質而言,固定該做爲脫氫 縮合觸媒作用之物質於光觸媒時,可以在溫和條件下選擇 性地改性光觸媒表面。 該對於S i - Η基可做爲脫氫縮合觸媒作用之物質可 爲例如鉑族觸媒,即,釕、铑、鈀、餓、銥、鉑之單體及 (請先Μ讀背面之注意事項再· -裝___ 本頁) --線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印: 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) • 46 - d Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(44 ) 其化合物,或銀、鐵、銅、鈷、鎳、錫等之單體及其化合 物。此等中以鈾族觸媒爲宜,更以鉑之單體及其化合物爲 宜。 以下,以光還原法用鉑改性光觸媒之溶膠的方法爲例 說明之。 首先以固體成份爲0 . 0 0 1〜5重量之鈾溶液添力口 予光觸媒溶膠溶液。在此使鈿溶液之p Η値大約與光觸媒 溶膠相同,最好儘量使光觸媒溶膠溶液中之Ζ電位不要有 所變化,藉此維持光觸媒溶膠之單分散性爲宜。 在此所稱鈾溶液係指含鉑之鹽與溶媒所成溶液而言, 含鉛之鹽可用例如氯化鉑(I I )、四氯化鈾酸(I I ) 、氯化鉛(I V )、六氯化鈾酸(I I I )、六氯化鉑( I V )、銨、六氯化鉑(I V)鉀、氫氧化鉑(I I )、 二氧化鉑(I V )、二氯一二環戊二烯一鉛(I I )、鈿 -乙烯基矽氧烷錯合物、鉑-膦錯合物、鉑一烯烴錯合物 等。又’溶媒可用乙醇、丙醇、異丙.醇、二噁烷、四氫呋 喃、甲苯等。鈾溶液中含鋁鹽的濃度係以0 . 0 0 1〜 8 0重量%爲宜。 其次,一邊攪拌光觸媒溶膠溶液與鉛鹽溶液之混合物 ,一邊照射可在光觸媒產生電子與正電子洞(positive hole )的波長光(較佳係含紫外線之光)。在此照射光之 光源可用例如紫外線燈、B L B燈、氙燈、汞燈、螢光燈 等。 基本上亦不限定光之照射方法,惟即使用透明之容器 (請先閱讀背面之注意事項再 -裝___ 1^1本頁 --線· 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -47 - A7 B7 五、發明說明(45 ) 亦因容器壁面會吸收光,所以最好自容器之開口部照射光 〇 光源與容器間之距離係以數cm〜數1 〇 cm左有爲 宜。太接近時會有因光源所發生之熱使試料溶液上面變乾 之虞’太遠時則會降低照度。照射時間係因光源之照度而 異’只要照數秒〜數十秒左右即可在光觸媒粒子上堅牢地 附著鉑。 本發明之改性之光觸媒溶膠係改性光觸媒被安定地分 散於水及/或有機溶媒中者。 本發明之改性之光觸媒溶膠中改性之光觸媒粒子的平 均粒徑係以體積平均粒徑爲8 0 0 n m以下者。又,此平 均粒徑係指分散於本發明之改性光觸媒溶膠中之狀態下的 平均粒徑而言者,並非指自改性之光觸媒溶膠中被分離之 狀態下的平均粒徑。 改性之光觸媒粒子的平均粒徑若較8 0 0 n m大時, 該改性之光觸媒溶膠之分散安定性不佳,不但改性之光觸 媒溶膠本身,連包含改性之光觸媒溶膠與樹脂所成改性光 觸媒組成物亦無法做爲塗劑使用。 本發明中,爲使改性之光觸媒溶膠之分散安定性更佳 ,更有效率地表現成膜性等各種功能起見,改性之光觸媒 粒子的平均粒徑以體積平均粒徑爲4 0 〇 n m以下者爲宜 ,較佳係2 0 0 n m以下,更佳係1 n m〜1 0 n m,最 佳係5 nm〜8 ◦ nm。 又,以往在二氧化鈦等只用粒徑表示之數値係通常爲 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再本頁) -裝 ^1 士 -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -48- Α7 Β7 五、發明說明(46 ) 一次粒徑較多,並非考量因凝聚所成二次粒徑的數値。 (請先閲讀背面之注意事項再iff!本頁) 本發明之改性光觸媒溶膠係在液體溶媒中如上述之改 性之光觸媒粒子被分散於其中之溶膠。本發明之改性光觸 媒溶膠中,改性之光觸媒粒子的含量係對改性之光觸媒溶 膠重量爲0.01〜70重量%爲宜,更佳係〇.1〜 5 0重量%。 液體媒體之種類並不特別限制’惟可用水及/或有機 溶媒。可用之有機溶媒係例如二嘌烷、四氫呋喃、二甲基 乙醯胺、丙酮、甲基乙基酮、乙二醇、丁氧基乙醇、乙醇 、甲醇等親水性有機溶媒、及甲苯、二甲苯、己烷等疏水 性有機溶媒。 -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 又,做爲改性之光觸媒的形態使用光觸媒水溶膠〔實 質上指以水分爲散溶媒,在其中光觸媒被膠溶之溶膠而言 (在此所稱實質上以水爲分散溶媒係指分散溶媒有8 0 % 左右以上的水而言)〕時,可得水系之改性光觸媒溶膠。 又,自如此所得之水系改性光觸媒溶膠,可以藉由將該分 散媒予以溶媒取代爲有機溶媒,即可得改性光觸媒有機溶 膠〔指實質上以有機溶媒爲分散媒,該改性之光觸媒粒子 被安定地分散之溶膠而言(在此所稱實質上以有機溶媒爲 分散溶媒係指以含有8 0 %左右以上有機溶媒之液爲分散 媒而言者)〕。 以有機溶媒予以溶媒取代水系之改'性光觸媒溶膠的方 法可用用例如 (1 )在水系之改性光觸媒溶膠中添加有機溶媒後, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮) -49- ? 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 _________Β7 五、發明說明(47 ) 於減壓或常壓下加熱除去水之方法 (1 i )減壓或常壓下加熱除去水系改性光觸媒溶膠 之水後,添加有機溶媒之方法, (i i i )以有機溶媒對水系改性光觸媒溶膠中的改 性光觸媒進行溶媒萃取之方法等。· 在此溶媒取代時所用有機溶媒可爲例如甲苯或二甲苯 等芳香族烴類、乙醇'正丁醇等醇類、乙二醇、丙二丙醇 等多二醇類、丁氧基乙醇、乙酸丁氧基乙基醇酯、丙二醇 -乙酸、丙二醇-丙醇等乙二醇衍生物類、已烷、環己烷 、庚烷等脂肪族烴類、乙酸乙酯、乙酸正丁酯等酯類、丙 酮、甲基乙基酮、甲基異丁酮等酮類、四氫呋喃、二噁烷 等醚類、二甲基乙醯胺、二甲基甲醯胺等醯胺類、二丁胺 、三乙醇胺等胺類、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳等幽化合 物類、二甲亞硕、硝基苯、酸類、鹼類或此等之—種以上 混合物。此等中以(i )方法溶媒取代時,以例如使用丁 氧基乙醇、丙二醇一乙醱、二噁烷、四氫呋喃、二甲基乙 醯胺、甲基乙基酮、乙二醇、乙醇等親水性有機溶媒爲宜 ’以(i 1 i )之方法溶媒取代時係以使用甲苯、二甲苯 、己烷、乙酸丁酯等疏水性有機溶媒爲宜。 本發明之改性光觸媒溶膠可直接做爲改性光觸媒塗劑 使用,亦可做爲與後述之功能性物質所成光觸媒組成物使 用。 本發明中光觸媒組成物係上述改性之光觸媒溶膠(C )與功能性物質(D )之固體成份重量比(C ) / ( D ) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再本頁) . --線. -50- B7 t 90. 8, -2 ^rsh,i f _ j 五、發明説明(4δ) =0 . 0001 〜100 爲宜。又,以(C)/(D)= O-ooi〜ίο之比率爲更佳。 有關做爲上述功能性物質使用樹脂時之情況說明如下 〇 本發明之光觸媒組成物所用之樹脂係全部之合成樹脂 及天然樹脂均可使用。又,其形態可爲鎖片狀、或爲溶解 或分散於溶媒之形態者,並不特別限制,以做爲塗劑用之 樹脂塗料的形態爲最適宜。 本發明中可用之樹脂塗料並不特別限制,可用公知者 。樹脂塗料之例可爲油性塗料、漆、溶劑系合成樹脂塗料 (丙烯酸酯樹脂系、環氧樹脂系、胺基甲酸乙酯樹脂系、 氟樹脂系、矽-丙烯酸酯樹脂系、醇酸樹脂系、胺基醇酸 樹脂系、乙烯樹脂系、不飽和聚酯樹脂系、氯化橡膠系等 )、水系合成樹脂塗料(乳膠系、水系樹脂系等),無溶 劑合成樹脂塗料(粉體塗料等)、無機質塗料、電絕緣塗 料等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此等樹脂塗料中以對光觸媒爲難分解性之矽系樹脂或 氟系樹脂,更以矽系樹脂與氟系樹脂之倂用系樹脂塗料爲 最適於使用。 此種矽系樹脂可爲例如烷氧基矽烷及/或有機基烷氧 基矽烷或此等之水解生成物(聚矽氧烷)及/或膠態二氧 化矽,更可爲矽含量1〜8 0重量%的丙烯酸-矽樹脂、 環氧-矽樹脂、胺基甲酸乙酯-矽樹脂或烷氧基矽烷及/ 或有機基烷氧基矽烷或含此等之水解性生成物(聚矽氧烷 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) A4規格(210X297公釐) -51 - A7 B7 五、發明說明(49 ) )及/或膠態二氧化矽1〜8 0重量%之樹脂等。此等砂 系樹脂可爲溶於溶劑型者、分散型者、粉體型之任一,又 ,還可含有交連劑、觸媒等添加劑。 上述烷氧基矽烷及/或有機基烷氧基矽烷係具體言可 爲四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四正丙氧基矽烷、四異 丙氧基矽烷、四正丁氧基矽烷等四烷氧基矽烷類;甲基三 甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙 基三乙氧基矽烷、正丙基三甲氧基矽烷、正丙基三乙氧基 矽烷、異丙基三甲氧基矽烷、異丙基三乙氧基矽烷、正丁 基三甲氧基矽烷、正丁基三乙氧基矽烷、正戊基三甲氧基 矽烷、正己基三甲氧基矽烷、正庚基三甲氧基矽烷、正辛 基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基 矽烷、環己基三甲氧基矽烷、環己基三乙氧基矽烷、苯基 三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、3—氯丙基三甲氧基 矽烷、3 -氯丙基三甲氧基矽烷、3,3 ’ 3 -三氟化丙 基三甲氧基矽烷、3,3,3 -三氟化丙基三乙氧基矽院 、3-胺丙基三甲氧基矽烷、3—胺丙基三乙氧基矽烷、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 <請先閱讀背面之注意事項再本頁) --線· 2— 羥乙基三甲氧基矽烷、2-羥乙基三乙氧基矽烷、2 -羥丙基三甲氧基矽烷、2 -羥丙基三乙氧基矽烷3 -經 丙基三甲氧基矽烷、3 -羥丙基三乙氧基矽烷、3 -氫硫 丙基三甲氧基矽烷、3-氫硫丙基三乙氧基矽烷、3-異 氰酸丙酯三甲氧基矽烷、3 -異氰酸丙酯三乙氧基矽烷、 3- 縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧丙基 三乙氧基矽烷、2 —(3,4 一環氧環己基)乙基三甲氧 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公1 ) - 52 - φ ^ Α7 ---------Β7_______ 五、發明說明(5〇 ) 基矽烷、2 — (3,4 —環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷 、3 —(甲基)丙烯氧丙基三甲氧基矽烷、3_(甲基) 丙烯氧丙基三乙氧基矽烷、3-脲丙基三甲氧基矽烷、3 ~脲丙基三乙氧基矽烷等三烷氧基矽烷類;二甲基二甲氧 基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽烷、二 乙基二乙氧基矽烷、二正丙基二甲氧基矽烷、二正丙基二 乙氧基砂院、二異丙基二甲氧基砂院、二異丙基一乙氧基 矽烷、二正丁基二甲氧基矽烷、二正丁基二乙氧基矽烷、 二正戊基二甲氧基矽烷、二正戊基二乙氧基矽烷、二正己 基二甲氧基矽烷、二正己基二乙氧基矽烷、二正庚基二甲 氧基矽烷、二正庚基二乙氧基矽烷、二正辛基二甲氧基矽 烷、二正辛基二乙氧基矽烷、二環己基二甲氧基矽烷、二 環己基二乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、二苯基二乙 氧基矽烷等二烷氧基矽烷類;三甲基甲氧基矽烷、三甲基 乙氧基矽烷等一烷氧基矽烷類等。此等中以三烷氧基矽烷 類、二烷氧基矽烷類爲宜,又,三烷氧基類中以甲基三甲 氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷爲宜,又,二烷氧基矽烷類 中係以二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷爲宜。 又,此等烷氧基矽烷及/或有機烷氧基矽烷係可單獨或混 合二種以上使用。 上述烷氧基矽烷及/或有機基烷氧基矽烷若做爲水解 物(聚矽氧烷)被使用時該部份縮合物之換算聚乙烯重量 平均分子量(以下稱「Mw」)係較佳爲4 0 0〜 100,000,更佳係 800 〜50,000。 (請先閱讀背面之注意事項再 I --- 本頁) 訂 線: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -53- Α7 Β7 五、發明說明(51 ) {請先閱讀背面之注意事項再本頁) 又,上述氟系樹脂可爲例如p T F E或聚氟化亞乙燃 ’更可爲氟含有量1〜8 0重量%之丙烯酸一氟樹脂、環 氧-氟樹脂、胺基甲酸乙酯-氟樹脂或氟化燦烴與碳一碳 不飽和化合物(乙烯醚類、乙烯酯類、烯丙基化合物、( 甲基)丙烯酸酯類等)之共聚物等。此等氟系樹脂可爲溶 於溶劑型、分散型、粉體型之任一。又,還可以含有交連 劑、觸媒等添加劑。 -線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*'1^ 又,本發明之改性光觸媒溶膠若爲以含有至少一種選 自環氧基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、酸酐基、酮基、羧 基、肼基、異氰酸酯基、異硫氰酸酯基、羥基、胺基、環 狀碳酸酯基、酯基所成群反應性基之化合物予以改性者時 ,該改性之光觸媒溶膠最好係混合該反應性基與含有具反 應性之官能基的化合物或樹脂,做爲光觸媒組成物使用較 爲適宜。所得光觸媒組成物中雖有一部份改性光觸媒溶膠 中所含反應性基與上述化合物或樹脂之官能基會起反應( 4 0 °C以下之溫度及8小時貯藏期間中反應率爲5 0 %以 下),但通常大部份之光觸媒組成物係爲改性之光觸媒溶 膠與上述化合物或樹脂之混合物所成。 此等中含有做爲該反應性基具有肼殘基及/或酮基的 本發明改性之光觸媒溶膠,與含有做爲功能性物質之聚肼 化合物’及/或聚羰基化合物之光觸媒組成物係兼具低溫 硬化性與貯藏安定性,可以形成爲耐水·性、耐污染性、硬 度等優異之藉由脘結合或半卡腙結合予以交連之被膜,所 以最爲理想。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -54- A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(52.) 上述聚肼化合物可爲聚醯肼化合物、聚胺基尿化合物 、碳酸聚醯肼類等。 此等較佳之聚肼化合物可爲己二酸二醯腓或國際申請 案公開公報W〇 96/01252號說明書中所提案之 聚胺基脲衍生物。 ’ 又’做爲上述聚羯基化合物,可爲例如含有羯基之共 聚物’日本特開平2 - 2 3 8 0 1 5號公報所記載之以經 基丙酮等具有羰基之一或多元醇爲聚之含羰基聚胺基甲酸 乙酯、乙醯乙醯基化聚乙烯醇、乙醯乙醯基化羥基纖維素 等,及倂用此等。 此等中較佳之聚羰基化合物係共聚含有羰基之乙烯性 不飽和單體(甲)、與可以該單體(甲)共聚合之乙烯性 不飽和單體(乙)所得之含有羰基之共聚物,更佳係共聚 0 . 1〜3 0重量%含有羰基之乙烯性不飽和單體(甲) ,與7 0〜9 9 . 9重量%可與單體(甲)共聚之乙烯性 不飽和單體(乙)所得含有羰基之共聚物。 含有羰基之乙烯性不飽和單體(甲)可爲二丙酮丙嫌 醯胺、二丙酮甲基丙烯醯胺、丙烯醛、乙烯基甲酮、乙酸 基乙醯氧基甲基丙烯酸乙酯、乙醯基乙醯氧基丙烯酸乙酯 、甲醯基苯乙烯等,或其倂用。 可與單體(甲)共聚之乙烯性不飽和單體(乙)可爲 丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯,具有羧基之乙烯性不飽和單體 類,具有環氧基之乙烯性不飽和單體類、丙烯醯胺系單體 、甲基丙烯醯系單體、氰化乙烯類等、(甲基)丙烯酸醋 (請先閱讀背面之注意事項再 I · 11 本頁) . 線: 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -55- A7 B7 五、發明說明(53 ) 之例可爲烷基部之碳數爲1〜18之(甲基)丙烯酸烷酯 、h基部爲Cl〜’ClS的(甲基)丙烯酸羥烷基酯、氧化 乙稀基之數爲1〜1 〇〇個的(聚)氧化乙烯(甲基)丙 嫌酸酯、氧化丙烯之數爲1〜100個的(聚)氧化丙烯 (甲基)丙烯酸酯、氧化乙烯之數爲1〜100個的(聚 )氧化乙烯二(甲基)丙烯酸酯等。(甲基)丙烯酸酯之 具體例係(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、( 甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2 —乙基己酯、‘( 甲基)丙烯酸甲基環己基、(甲基)丙烯酸十二烷酯等。 (甲基)丙烯酸羥烷基酯之具體例可爲(甲基)丙烯酸2 一羥乙酯、(甲基)丙烯酸2 —羥丙酯、(甲基)丙烯酸 2 -羥基環己酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯等。(聚)氧 化乙烯(甲基)丙烯酸酯之具體例係(甲基)丙烯酸乙二 醇酯、(甲基)丙烯酸乙二醇一甲醚、(甲基)丙烯酸二 乙二醇酯、.(甲基)丙烯酸二乙二醇一甲迷、(甲基)丙 烯酸四乙二醇酯、(甲基)丙烯酸四乙二醇一甲醚等。聚 氧化丙烯(甲基)丙烯酸酯之具體例可爲(甲基)丙烯酸 丙二醇酯、(甲基)丙烯酸丙二醇一甲醚、(甲基)丙烯 酸二丙二醇酯、(甲基)丙烯酸二丙二醇一甲醇、(甲基 )丙烯酸四丙二醇酯、(甲基)丙烯酸四丙二醇一甲醚等 。(聚)氧化乙烯二(甲基)丙烯酸酯之具體例可爲二( 甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、 甲氧基(甲基)丙烯酸二乙二醇、二(甲基)丙烯酸四乙 二醇酯等。 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再本頁) -S . 丨線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -56- A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 i、發明說明(54 ) 具有羧基之乙烯性不飽和單體類的具體例可爲丙烯酸 、甲基丙烯酸、亞甲基丁二酸、反丁烯二酸、反丁烯二酸 之半酯、丁烯酸等、(甲基)丙烯醯胺系單體類有例如( 甲基)丙烯醯胺、N —羥甲基(甲基)丙烯醯胺 . N -丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺等、氰化乙烯類有例如 (甲基)丙烯腈等。 具有環氧基之乙烯性不飽和單體類係具體言可爲(甲 基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸2,3 —環己烯 氧化物、烯丙基縮水甘油醚等。 又,上述以外之具體例有例如乙烯、丙烯、異丁烯等 烯煙類、丁二燃等二烯類、氯化乙稀、二氯化亞乙稀等鹵 化烯烴類、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、正丁酸乙烯酯、苯 甲酸乙烯酯、對第三丁基苯甲酸乙烯酯、三甲基乙酸乙烯 酯、2 -乙基己酸乙烯酯、維爾酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯 等羧酸乙烯酯類、乙酸異丙烯酯、丙酸異丙烯酯等羧酸異 丙烯酯類、乙基乙烯醚、異丁基乙烯醚、環己基乙烯醚等 乙烯醚類、苯乙烯、乙烯甲苯等芳香族乙烯化合物、乙酸 烯丙酯、苯甲酸烯丙酯等烯丙酯類、烯丙基乙醇、烯丙基 苯醚等烯丙基醚類,更可爲r-(甲基)丙烯醯氧基一2 ’ 2,6 ’ 6 —四甲基吡咯啶、4 一(甲基)丙烯醯氧基 一 1 ,2 ’ 2,6 ,6 —五甲基吡咯啶、全氟化甲基(甲 基)丙烯酸酯、全氟化丙基(甲基)丙烯酸酯、全氟化丙 基甲基(甲基)丙烯酸酯、乙烯基吡咯烷酮、三羥甲基丙 烷二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯等或此等 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) -裝 訂· ;線- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 57 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(55 ) 之倂用。 聚羰基化合物係最好藉由懸濁聚合、乳化聚合或溶液 聚合予以製造,更佳係藉由乳化聚合所得之膠乳。這時若 乳化劑使用反應性乳化劑時,由所得膠乳與本發明之改性 光觸媒組成物所生成之被膜可成爲耐水性極佳者,所以較 爲適宜。 製得上述聚羰基化合物時做爲自由基聚合觸媒係可藉 由熱或還原性物質等自由基分解以產生乙烯性不飽和單體 之附加聚合者,可用水溶性或油溶性之過硫酸鹽、過氧化 物、偶氮雙化合物等。可爲例如過硫酸鉀、過硫酸鈉、過 硫酸銨、過氧化氫、第三丁基過氧化氫、第三丁基過氧化 苯甲酸酯、2,2 —偶氮雙異丁烯腈、2,2 —偶氮雙( 2 -胺丙烷)氯化氫、2,2 -偶氮雙(2,4 一二甲基 戊烯腈)等。其量係對乙烯性不飽和單體通常配合〇 . 1 〜1重量%。通常係在常壓下,65〜90 °C之聚合溫度 實施爲宜,惟還可配合單體之聚合溫度下的蒸汽壓等特性 、高壓下亦可實施。又,若烯望促進聚合速度,及希望在 7 0 °C以下低溫配合時則可組合重亞硫酸鈉、氯化亞鐵、 抗壞血酸鹽、雕白粉(Rongalit)等還原劑與自由基聚合 觸媒使用較爲有利。另外,爲調節分子暈亦可隨意添加十 二院基硫醇等鍵移動劑。 又’聚合上述聚羰基化合物時,或聚合後,若以上述 烷氧基矽烷及/或有機基烷氧基矽烷或此等之水解生成物 (聚矽氧烷)及/或膠乳以0 . 1〜8 0重量%改性量改 本纸張尺度埤用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) .58 - (請先閱讀背面之注意事項再 • i I 本頁) 幻· .線· A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制^ 五、發明說明(56 ) 性該聚羰基化合物時,自本發明改性之光觸媒溶膠所光觸 媒組成物可得耐候性極佳之被膜,所以極爲理想。 本發明之光觸媒組成物可以混合本發明之改性光觸媒 溶膠與上述樹脂等功能性物質以製得,亦可以在該改性之 光觸媒溶膠存在下,自由基聚合或聚縮合乙烯性不飽和單 體(製取上述具有羰基之共聚物時例示之乙烯性不飽和單 體等)及/或水解性矽烷化合物(上述烷氧基矽烷及/或 有機基烷氧基矽烷或此等之水解生成物等)亦可製得。這 時本發明之改性光觸媒溶膠若含有如(甲基)丙烯醯基之 乙烯性不飽和單體與具有反應性基及/或如羥矽烷基之類 的水解性矽烷化合物與具有反應性之基時,所得改性光觸 媒組成物會成爲介著化學結合該改性光觸媒與樹脂會被複 合化之改性光觸媒一樹脂複合組成物,所以極爲適宜。 又,本發明中做爲上述之功能性物質以使用表面能量 較該改性光觸媒溶膠中之改性光觸媒粒子大之化合物爲宜 。含有這類化合物之光觸媒組成物係在改性光觸媒之分佈 具有自行傾斜性(以下有時稱其爲「自行傾斜型之光觸媒 組成物」)。所以具有其所形成被膜之基材,或自其所成 形構造材料等成形體乃成爲改性光觸媒之分佈上具有各向 異性者。即,自行傾斜型之改性光觸媒會在上述被膜或成 形體的形成過程中,會自動地成爲具有自被膜或成形體之 內部血著表面側漸多之濃度梯度的構造(這種功能以下有 時稱爲「自行傾斜功能」)。從自行傾斜型之改性光觸媒 組成物所得被膜或成形等表面中之改性光觸媒含有率係對 (請先閱讀背面之注意事項再_ i I 本頁) 訂· -線· 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 59 A7 B7 五、發明說明皮7 ) 改性光觸媒總含量爲5〜1 0 0重量%,較佳係5 0〜 1 0 0重量%,內部(例如被膜時係與基材之接觸面,成 形體時係中心部)中係〇〜5 0重量%,較佳係0〜1 ◦ 重量% ’且表面與內部之含率比爲1 5以上。 爲表現出上述功能,改性光觸媒溶膠之體積平均粒徑 最重量必須爲8 0 0 n m以下。即,改性之光觸媒溶膠的 體積平均粒徑若較8 0 0 n m爲大時,該改性之光觸媒溶 膠中的改性光觸媒之自行傾斜功能會變得很小。本發明中 做爲自行傾斜型之改性光觸媒組成物最適於使用之改性光 觸媒溶膠係就表現自行傾斜功能而言,以體積平均粒徑爲 200nm以下者爲宜。更佳係i〇〇nm〜lnm,最 佳係5 0 nm〜5 nm。 又’上述自行傾斜型之改性光觸媒組成物中,本發明 之改性光觸媒可發揮自行傾斜功能的理由之一,根據推測 應爲來自上述(1 )〜(3 )之構造單位的低表面能量所 造成者。所以本發明之自行傾斜型改性光觸媒組成物所用 功能性物質必須爲該表面能量較改性光觸媒爲大之化合物 ’最好係表面能量較改性光觸媒大2達因/ c m以上者。 在此所指上述表面能量可以依如下方法測定。即,自 構造上述自行傾斜型之改性光觸媒組成物之改性光觸媒溶 膠及改性光觸媒以外之化合物,分別調製各具有此等被膜 之基材或構造材料等之材料,滴下脫離·子水,測定2 〇 下之接觸角(β )’依以下Shell與Neumann之實驗式,即 可求得各表面能量。 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂· 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公;g ) 60 φ ^ Α7 --______Β7___ 五、發明說明(58.) C 0 S = (〇·〇157^~2)Χ·\/7 S X γ 1 + χ 1 r 1 χ (〇.oi5x/r s χ r - 1) <請先閱讀背面之注意事項再本頁) 〔式中r s係測定對脫離子水之接觸角的被膜(或成 形體)所具表面能量(達因/ c m ).、7 1係水之表面能 量{72.8達因/〇111(20。(:)}。 本發明之改性光觸媒組成物中,自行傾斜型改性光觸 媒組成物可使用之高表面能量化合物係只要具有可滿足上 述條件之表面能量者即不予特別限制,惟可爲各種單體, 合成樹脂及天然樹脂等’又,還可以被膜或成形體形成後 ’經由乾燥、加熱、吸濕、光照射等硬化者。 線· 又’本發明之上述自行傾斜型的改性光觸媒組成物中 可用之高表面能量化合物係其本身爲一組成物,該組成物 中對改性光觸媒爲難分解性之成份的濃度可以具有自被膜 或成形體內部向著表面漸高之傾斜構造的矽系樹脂組成物 及/或氟系樹脂組成物最適於使用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述矽系樹脂組成物及/或氟系樹脂組成物可爲如曰 本特開平1 0 - 7 2 5 6 9號公報等所提案之烷氧基矽烷 及/或有機基烷氧基矽烷或此等之水解生成物(聚矽氧烷 )之含量爲0·1〜50重量%的氟系樹脂組成物及/或 丙烯酸系樹脂組成物等。此等樹脂組成物還可含有交連劑 、觸媒等添加劑。 又’自行傾斜型之改性光觸媒組成物之形態可爲錠片 ’亦可爲溶解或分散於溶媒之形態,並不特別限制,惟以 做爲塗佈用樹脂塗料的形態爲最佳。 -61 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐) A7 B7 五、發明說明(59 ) 本發明之改性光觸媒組成物,且爲自行傾斜型之改性 光觸媒組成物中之上述改性光觸媒(C/)與高表面能量 化合物(D > )之固體成份重量比(c / ) / ( D ζ )係 以 〇 . 0001 〜10 爲宜。更以(C/)/(D>)= 〇 . 001〜1之比率爲宜。即使爲(c>)/(d/) =0 . 0 0 0 1〜0 . 2之改性光觸媒含量極少的範圍, 所形成被膜或成形體亦可經由光照射表現出充分之光觸媒 活性及/或親水性或疏水性。 又,自該自行傾斜型之改性光觸媒組成物所得,具有 改性光觸媒粒子爲自內部向著表面逐漸增多之濃度梯度構 造之被膜係與基材之緊貼性優,可提供具有耐久性極佳之 光觸媒性能的功能性複合體。 本發明中可以混合自改性光觸媒溶膠除去液體媒體所 得,平均粒徑爲8 0 0 n m以下體積平均粒徑之改性光觸 媒粒子,與上述高表面能量化合物以得到改性光觸媒之分 佈具有自行傾斜性的改性光觸媒組成物。此種組成物主要 成爲錠片之狀態較易於處理,極適於在獲得表面具有較多 改性光觸媒之濃度梯度構造的成形體中使用。 本發明.中欲自上述改性光觸媒溶膠或該改性光觸媒溶 膠與功能性物質所成改性光觸媒組成物,或欲自含有該改 性光觸媒溶膠中之改性光觸媒與表面能量較爲大之化合物 的自行傾斜型改性光觸媒組成物製得被膜或成形體之方法 ,例如此等形態爲塗料時可塗佈於基材、乾燥後視其需要 熱處理等,即可得藉由光照射而具有疏水性或親水性及/ <請先閱讀背面之注意事項再 I ' 11 本頁) --線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制取 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 7〇2^ d· A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(6〇 ) 或光觸媒活性,甚至具有光電轉換功能之功能性複合體。 塗佈方法可採用例如噴塗方法、澆塗方法、輥塗方法、毛 刷塗法、浸塗法、網版印刷法、旋塗法、澆鑄法、凹版印 刷法、橡皮凸版刷法等。 . 又,例如改性光觸媒組成物(含自行傾斜型者)之形 態爲錠片時,可藉由擠製成形、射出成形、壓製成形等得 型經由光照射得到具有疏水性或親水性及/或改性光觸媒 活性’甚至具有光電轉換功能之成形體。 自本發明之改性光觸媒溶膠或改性光觸媒組成物(含 自行傾斜型)所得被膜或成形體可藉由照射比所含光觸媒 之帶譜間隙能量更高能量之光(該改性光觸媒爲具有增感 色素時係含該增感色素之吸收光的光)即可具有疏水性或 親水性及/或光觸媒活性,更可具有光電轉換功能。 這時自本發明改性光觸媒溶膠或改性光觸媒組成物( 含自行傾斜型)所得被膜或成形體係彼等所含改性光觸媒 之改性光觸媒周邊含有無法以光觸媒之分解作用被分解分 子架構的構造單位(上述式(1 )〜(3 )之構造單位) 之改性劑化合物在內,所以不會因光觸媒作劣化結合劑或 構造材料之樹脂。 又,使用具有上述式(3 )所示構造單位之改性劑化 合物時,自該改性光觸媒溶膠或改性光觸媒組成物(含自 行傾斜型)可得疏水性極高之被膜或構造材料。 本發明中做爲較光觸媒之帶譜隙能量更高能量之光, 或含增感色素之吸收光的光之光源可利用太陽光或室內照 (請先閱讀背面之注意事項再 --- 本頁) . -線- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -63- Α7 Β7 五、發明說明(ei ) 明燈第一般住宅環境下所得光以外,還可利用近紫外光燈 、氙燈、汞燈等之光。 又,本發明之改性光觸媒溶膠或改性光觸媒組成物( 含自行傾斜型)中還可以配合各種目的選擇、組合配合例 如顔料、塡充劑、分散劑、光安定劑、濕潤劑、增粘劑、 液流控制劑、去泡劑、可塑劑、成膜助劑、防銹劑、染料 、防腐劑等。 本發明中在基材上形成自上述改性光觸媒溶膠或改性 光觸媒組成物(含自行傾斜型)所形成之成形體,及含上 述改性光觸媒溶膠或改性光觸媒組成物(含自行傾斜型) 之被膜所得之功能性複合體係可藉由光照射表現疏水性或 親水性及/或光觸媒活性,甚至於光電轉換功能者。即, 本發明另一種實施形態中可提供在基材上形成自上述改性 光觸媒溶膠或改性光觸媒組成物(含自行傾斜型)所形成 之成形體,及含上述改性光觸媒溶膠或改性光觸媒組成物 (含自行傾斜型)之被膜所得之功能性複合體。 由本發明所提供之上述成形體或功能性複合體,且具 有有機物分解等光觸媒活性者係具有抗菌、防污、防臭、 Ν Ο X分解等各種功能者,可使用於大氣、水等環境淨化 等用途。 由本發明所提供之上述成形體或功能性複合物,且可 藉由光照射2 0 °C下成爲與水之接觸角爲6 0 °以下(較 佳爲1 〇 °以下)之親水性者(親水性之成形體或親水性 膜,及以該親水性膜所被覆之基材等)可應用於防止鏡子 本紙張尺度迺用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) <請先閱讀背面之注意事項再 • --- 本頁) .線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -64- 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 φ Α7 _________Β7___ 五、發明說明辟) 或玻璃混濁之防霧技術,更可應用於對建築外部裝璜等的 防污技術或防帶電技術等之應用,可使用於窗玻璃、鏡子 、鏡片、防風眼鏡、罩子、絕緣體、建材、建築物外裝橫 、建築物內裝璜、構造材料、座車外裝及塗裝、機械裝置 或物品之外裝、各種顯示裝置、照明裝置、住宅設備、餐 具、廚房用品、家庭用電氣製品、磁性光記錄媒體或光記 錄媒體等用途。 由本發明所提供上述成形體或功能性複合體,且成爲 藉由光照射2 0 °C下與水之接觸角爲7 0 °以上(較佳係 9 0 °以上)的疏水性者(疏水性之成形體或疏水性膜, 及以該疏水性膜所被覆基材等)係可應用於利用具有防滴 性或滴乾性、防止水污垢附著或流水洗淨性之防污技術, 更可應用於防冰雪附著技術等,因此可使用於窗玻璃、防 風玻璃、鏡子、鏡片、防風眼鏡、罩子、絕緣體、建材、 建築物外裝璜、建築物內裝璜、構造材料、座車外裝及塗 裝、機械裝置或物品之外裝、各種顯示裝置、照明裝置、 住宅設備、餐具、廚房用品、家庭用電氣製品、屋頂材料 、天線送電線、冰雪滑具或光記錄媒體等用途。 由本發明可提供之上述成形或功能性複合體,且具有 光電轉換功能可以呈現轉換太陽能之電力轉換功能,可使 用在(濕式)太陽電池等使用之光半導體電極等用途。 又,藉由本發明所提供之藉由光照改變其與其水之潤 濕性(自疏水性變爲親水性、或自親水性變爲疏水性)的 材料係對應用於膠印刷用原版上言極爲有用。 <請先閱讀背面之注意事項再本頁) -裝 太 訂· .線- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -65- 4 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制私 Α7 Β7 i、發明說明(63 ) 藉由以下實施例,參考例及比較例具體說明本發明’ 惟本發明範圍並非只限於此等。 實施例、參考例及比較例中之各種物性係如下方法測 定者。 ① 平均粒徑(體積平均粒徑) 添加適量之溶媒以稀釋或試料中之固體成份的含量可 成1〜2 0重量%,使用濕式粒度分析計(日本日機裝製 Microtrack UPA-9230 )予以測定。 ② 重量平均分子量 使用二甲基聚矽氧標品作成校正曲線,藉由滲透層析 法(G P C )求得。 G P C之條件如下。 •裝置:日本東曹公司製HLC — 8020 LC — 3 A型層析 •管柱:竪列 TSK gel GIOOOHxl、TSK gel G2000Hxl 及TSK gel G4000HxL (均爲東曹公司製)連接 予以使用。 •數據處理裝置:日本島津製作所製C R — 4 A型數 據處理裝置 •流動相:氯仿 •流速:1 . OmC/min •試樣之調製方法 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -66- ---—0-------I--裝 i I (請先閱讀背面之注意事項再本頁) ·. --線· Α7 Β7 五、發明說明(64 ) 做爲氯仿溶液(適當地調節爲0 . 5〜2重量%濃度 範圍)供予分析。 ③ 紅外線吸收(I R )光譜 使用日本分光製FT/IR-5300型紅外分光計 測定。 ④ 粘度 使用布'洛克非爾德型粘度計(Brookfield viscosity ) 以Ν ο · 2轉子’轉數6 〇 r p m,2 0 t條件測定。 ⑤ 被膜(或成形體)之表面能量 依以下⑦之方法測定對被膜(或成形體)表面的水之 接觸角(Θ )’依以下Sell與Neumann之實驗式算出。 「。= (0.015 2) xVrsxri+ri〕 r 1 x (o.oi5xVr s χ r 1 - 1) 〔式中r s係測定對脫離子水之接觸角的被膜(或成 形體)所具表面能量(達因/ c m )、r 1係水之表面能 量{72.8 達因/ cm(20°C) }。 ⑥ 測定被膜中之改性光觸媒的分佈 在投影機用薄膜(以下稱爲「〇 Η P薄膜」)上澆鑄 改性光觸媒組成物使其膜厚爲2 0 V m ’於室溫乾燥二天 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) -裝 太 -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -67- A7 B7 五、發明說明(65 ) 後’於5 0 °C加熱乾燥3天,.在◦ P Η薄膜上形成平滑之 薄膜。 . 使用日本ΕΜ公司製Queto 1812套具將此Ο Η薄膜包 埋在環氧樹脂內後,切斷整個被膜,使用能量分散型X射 線分光光度計(日本Philips製D X - 4型X射線分光光度 計)分析其剖面,測定被膜中各位置上之光觸媒含量。 ⑦ 對被膜(或成形體)表面之水的接觸角 在被膜(或成形體)表面上放置脫離子水滴,於 2 0°C放置1分鐘後,使用日本協和界面科學製CA -X 1 5 0型接觸角計測定。 對被膜(或成形體)之水的接觸角愈小,被膜(或成 形體)表面之親水性愈高。 ⑧ 照射紫外線後,被膜(或成形體)表面親水性或疏水性 之變化 以曰本東芝L ITEC製FL20S BLB型紫外 光燈照射被膜(或成形體)表面1日或3日後,依上述⑦ 之方法測定.水之接觸角,與照射前之接觸角做比較。 又’使用日本Topcon UVR-2型紫外線強度計{使用日 本Tope on製CD — 3 6型受光部(對應於波長3 1 〇〜 4 0 0 n m之光)做爲受光部}調整測定之紫外線強度爲 1 m W / c m 2。 ⑨ 照射陽光前後之被膜(或成形體)表面的親水性或疏水 (請先閱讀背面之注音?事項再 * I · 本頁; 線_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2】〇x297公釐) -68- A7
五、發明說明牌) •rl濟部智慧財產局員工消費合作社印製 性之變化 照射陽光於被膜(或成形體)表面3小時後,依上述 依上述⑦之方法測定水之接觸角’與照射前之接觸角做比 較。 又’這時使陽光強度透過玻璃板調整使用上述UVR 2型紫外線強度計測定紫外線強度(使用上述^ - 3 6型受光部做爲受光部)爲〇 . 3mW/cm2,使用同 紫外線強度測定之可視光強度{使用日本T〇pc〇n製U D - 4 〇型受光部(對應於波長3 7 〇〜4 9 〇 nm之光)做 爲受光部}爲3111评/(:1112。 ⑩照射幾乎不含紫外線之光前後的被膜(或成形體)之親 水性或疏水性之變化 在被膜(或成形體)表面照射自日本東芝L I TE C 製FL20S·N—SDL NU型螢光燈的幾乎不含紫 外線之光丨圖1中示此光之分光能量分佈,表示此光幾乎 不含3 8 0〜3 9 0 n m可視光線及紫外線(波長3 8 0 n m以下)丨經2 4小時後,以上述⑦之方法測定水之接 觸角’與照射前之接觸角比較。 又’這時調整幾乎不含紫外線之光強度爲使用上述 ϋ V R — 2型紫外線強度計之可視強度(使用上述u D — 4 0型受光部做爲受光部)爲〇 · 3mW/cm2。 ⑪被膜(或成形體)表面之光觸媒活性 本紙‘尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐)一· -69- ' (請先閱讀背面之注意事項再 I --- 本頁) --6· .線· ~ 1· 1· · ? 4 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(67 ) 以亞甲藍之5重量%乙醇溶液塗佈於被膜表面後,照 射紫外光燈之光5天。 又,這時調整使用上述UVR - 2型紫外線強度計之 可視強度(使用上述U D _ 3 6型受光部做爲受光部)測 定之紫外線強度爲1 m W/ c m 2。 其後依據光觸媒作用評估亞甲藍之分解程度{彳衣被膜 (或成形體)表面退色之程度以目視評估},依以下三階 段評估光觸媒活性。 ◎:亞甲藍完全分解 △:稍留下亞甲藍之藍色 X :幾乎未觀測到亞甲藍之分解 ⑫被膜之耐溶劑性 噴塗改性光觸媒組成物於被璃板上使其膜厚爲3 0 以m後,於室溫乾燥1週,依玻璃表面形成透明且平滑之 被膜。 自玻璃板剝離此被膜,放入金屬綱(2 0 〇舗孔)袋 中,於室溫下浸漬於丙酮中2 4小時後,依以下式算出被 膜重量之保持率。 被膜重量之保持率=ΓΟ Ο X 沒漬於丙酮即之被膜重量 被膜重量之保持率愈高、被膜之耐溶劑愈高。 參考例 合成水溶性含S i - Η基之砂化合物(1 ) (請先閱讀背面之注意事項再 -裝i — 本頁) --6- -線. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -70- 4 -— ο/ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 φ ^ Α7 ---------- 五、發明說明(68 ) 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入500g二噁烷、5〇〇g KF9901 {甲基氫 化砂氧院-二甲基矽氧烷共聚物商品名(日本信越化學公 司製)、S i — H基含量7 · 1 4毫莫爾/公克(型錄記 載値)重量平均分子量3 9 0 0 },攪拌下昇溫爲8 0°C ’在其中加入1370g UNIOX MUS-8 {聚氧化乙烧稀 丙基甲基醚之商品名(日本油脂公司製)重量平均分子量 800 (型錄記錄値)},與將5g氯化鉛(IV)酸六 水合物之5重量%異丙醇溶液溶解於2 3 1 0 g二噁烷之 溶液,於8 0 °C攪拌下以約1小時之時間添加入,再於 8 0 °C繼續攪拌2小時後冷却至室溫。得含有含s 1 — Η 基矽化合物(1 ) {以下稱爲化合物(1 ) }的溶液。 在4 g所得含化合物(1 )之溶液中加入1 〇 〇 g即 成爲均勻透明之溶液。又,在4 g含有此化合物(1 )之 溶液中添加8 g 丁氧基乙醇,混合後添加8 W 1 N氫氧 化鈉水溶液即產生氫氣,體積係2 3 °C下爲3 7 。由此 氫氣生成量求得每1 g含化合物(1 )之S i — H基含量 係0 . 35毫莫爾/公克(換算爲每lg KF9901 之S i — Η基含量係約3 . 5毫莫耳/公克)。 參考例2 合成對水具有自行乳化性之含S i - Η基矽化 合物(2 ) 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入 170g 二噁烷、l〇〇g HMS — 301- <請先閱讀背面之注意事項再本頁) •襄 0,
^eJ 線. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -71 - A7 ___________B7___ 五、發明說明(69 ) 1 〇 0 G< {甲基氫人矽氧烷一二甲基矽氧烷共聚物商品 名(日本窒素公司製)、8丨一11基含量4.523毫莫 爾/公克(値)重量平均分子量5 4 0 0 },攪拌下昇溫 爲8 〇t,在其中加入5 〇 g UNIOX MUS-8 (與參考例 1使用者相同),與25g 5 —原冰片烯—2,3 —二 殘酸酐及將1 · 0 7 g氯化鉑(I V )酸六水合物之5重 量%異丙醇溶液溶解於2 3 1 0 g二噁烷之溶液,於8 0 °C攪拌下以約1小時之時間添加入,再於8 〇 t繼續攪拌 2小時後冷却至室溫。得含有含s i - Η基矽化合物(2 )丨以下稱爲化合物(2 )}的溶液。 在4 g所得含化合物(2 )之溶液中加入1 0 0 g即 成爲白色混濁分散液。又,在2 . 1 1 9 g含有此化合物 (2 )之溶液中添加8 g 丁氧基乙醇,混合後添加8 J 1 N氫氧化鈉水溶液即產生氫氣,體積係2 2 °C下爲 31 . 0 2。由此氫氣生成量求得每ig含化合物(2) 之S 1 — Η基含量係〇 . 5 8 8毫莫爾/公克(換算爲每 1 g HMS — 301 — l〇〇GM之 Si— Η 基含量係 約2 . 8 5毫莫耳/公克)。 實施例1 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入2 0 0 g Tinoc A-6 {銳鈦礦型溶膠之商品(日本多 木化學製)、氨膠溶型溶膠中分散之粒子的體積平均粒徑 1 3 nm、T i 02濃度6重量%平均結晶粒徑1 0 nm ( (請先間讀背面之注意事項再 _ ί 丨 本頁) 訂· -線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -72 - Α7 Β7 五、發明說明(7〇.) 型錄記値値)},於3 0 t攪拌下以約3 0分鐘之時間添 加1 2 · 5 g含有參考例1所得化合物(1 )之溶液,再 Μ 3 〇 t下攪拌3小時,即可得含分散性極佳,2 0 n m 體積平均粒徑之改性氧化鈦粒子的溶膠。這時隨化合物( 1 )之反應發生氫氣,其體積係2 3°C下爲1 2 5m£。 塗佈所得溶膠於K R S _ 5板上後,於5 0 °C乾燥2 小時,在K R S — 5板上形成被膜,以此做爲試樣測定 I R光譜,結果在改性前之氧化鈦於I R光譜中被觀測到 之直接結合於鈦原子的羥基(以下稱爲「T i — 0H基」 )所顯示之3 6 3 0〜3 6 40 cm — 1吸收已消失。 又,於3 0 °C靜置保存所得溶膠1 0 0天,其體積平 均粒徑2 3 n m。 用所得溶膠,噴塗於玻璃板上使其膜厚爲2 // m後, 於室溫乾燥1週,在玻璃板表面形成透明平滑之被膜,針 對此被膜之表面評估照射紫外線前後之親水性或疏水性的 變化(依據被膜表面對水之接觸角的變化評估)及光觸媒 活性。結果示於表1。 實施例2 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入2 0 0 g Nanotitania NTB-1 {銳鈦礦型氧化鈦溶膠 之商品(昭和電工製)、鹽酸膠溶型,溶膠中分散之粒子 的體積平均粒徑1 8 nm、T i 〇2濃度1 5重量%丨於 3 0 C擾伴下以約.3 0分la之時間添加7 0 . 2 g含有參 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2】0 X 297公釐) (請先閱讀背面之注音?事項再本頁) 訂· -丨線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(η ) 考例1所得化合物(1 )之溶液,再於3 〇 r下攪拌1 〇 小時,即可得含分散性極佳,1 5 n m體積平均粒徑之改 陡氧化鈦粒子的溶膠。這時隨化合物(1 )之反應發生氫 氣’其體積係23 r下爲274 m£。 與實施例1 —樣之方法測定I R光譜,結果改性前之 氧化鈦I R光譜中被觀測到之T i - 〇 Η基吸收已消失。 又’於3 0°C靜置保存所得溶膠1 〇 〇天,其體積平 均粒徑2 1 n m。 使用所得溶膠,與實施例1 一樣之方法在玻璃板表面 形成透明平滑之被膜’針對此被膜之表面評估照射紫外線 前後之親水性或疏水性的變化及光觸媒活性。結果示於表 <請先閱讀背面之注意事項再本頁) 裝 訂 實施例3 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入420g TO— 240 {含有粒子表面以過氧基所 改性之銳鈦礦型氧化鈦的溶膠商品名(日本田中轉寫製) 溶膠中分散之粒子的體積平均粒徑1 5 n m、T i 0 2濃 度1 5重量% }於3 0 °C攪拌下以約3 0分鐘之時間添加 2 3 · 4 g含有參考例1所得化合物(1 )之溶液,再於 3 0 °C下攪拌1 0小時,即可得含分散性極佳,1 7 n m 體積平均粒徑之改性氧化鈦粒子的溶膠。這時隨化合物( 1 )之反應發生氫氣,其體積係2 3 下爲6 7 · 54。 又,於3 0°C靜置保存所得溶膠1 〇 〇天,其體積平 _線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -74 - B7 五、發明說明(72 ) 均粒徑1 7 n m。 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 使用所得溶膠,與實施例1 —樣之方法在玻璃板表面 形成透明平滑之被膜,針對此被膜之表面評估照射紫外線 前後之親水性或疏水性的變化及光觸媒活性。結果示於表 1 ° 實施例4 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入:iupiter F6-APS {含有粒子表面以磷灰石改性之銳鈦礦 型氧化鈦溶膠之商品(日本昭和電工製),溶膠中分散之 粒子的體積平均粒徑36nm、 Ti〇2濃度15重量 於3 0 °C攪拌下以約3 0分鐘之時間添加7 8 g含有參考 例1所得化合物(1 )之溶液,再於3 0 °C下攪拌1 〇小 時,即可得含分散性極佳,6 1 n m體積平均粒徑之改性 氧化鈦粒子的溶膠。這時隨化合物(1 )之反應發生氫氣 ,其體積係2 3 °C下爲8 5 · 7 m£。 與實施例1 一樣之方法測定I R光譜,結果改性前之 氧化鈦I R光譜中被觀測到之T i _ Ο Η基吸收已消失。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又,於3 0°C靜置保存所得溶膠1 0 0天,其體積平 均粒徑8 0 n m。 使用所得溶膠,與實施例1 一樣之方法在玻璃板表面 形成透明平滑之被膜’針對此被膜之表面評估照射紫外線 前後之親水性或疏水性的變化及光觸媒活性。結果示於表 1 ° 1本紙張尺I適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公餐)-75- d A7 B7 五、發明說明(73 ) 實施例5 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入1 OOg STS — 02 {銳鈦礦型氧化鈦溶膠之商 品(日本石原產業製)、鹽酸膠溶型氨,溶膠中分散之粒 子的體積平均粒徑1 8 nm、T i 〇2濃度3 0重量%平均 結晶粒徑7 n m (型錄記載値)、粘度1 7 5 c p s }攪 持下於5 0 °C以約3 0分鐘之時間添加3 1 g含有參考例 1所得化合物(1 )之溶液,再於5 0 t下攪拌3小時, 冷却至室溫即可得含分散性極佳,4 9 n m體積平均粒徑 之.改性氧化鈦粒子的溶膠。這時隨化合物(1 )之反應發 生氫氣,其體積係2 4 °C下爲2 〇 〇2。 與實施例1 一樣之方法測定I R光譜,結果改性前之 氧化鈦I R光譜中被觀測到之T i — ◦ Η基吸收已消失。 在所得4 4 g溶膠中,以約1 〇分鐘之時間攪拌下於 室溫(2 3°C)添加4 8 g 丁氧基乙醇,以蒸發器減壓除 去水後,加入適量之丁氧基乙醇,使固體成份含量對溶膠 之總重量可成爲6重量%,得到分散性極佳,含有體積平 均粒徑5 3 n m之改性氧化鈦粒子,以丁氧基乙醇爲分散 媒之有機溶膠。 1 ◦ g所得有機溶膠中添加1 0 g甲苯之分散液係放 置於室溫6個月亦不會發生改性氧化鈦粒子之凝聚,極爲 安定。 使用所得溶膠,與實施例1 一樣之方法在玻璃板表面 形成透明平滑之被膜,針對此被膜之表面評估照射紫外線 (請先閱讀背面之注意事項再 -^--- 本頁 --線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -76- A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 i '發明說明(74 ) 即後之親水性或疏水性的變化及光觸媒活性。結果示於表 1。 實施例6 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入3 0 0 g Tinoc A-6 (與實施例1使用者相同)’於 3 〇°C攪拌下以約3 0分鐘之時間添加8 . 8 g含有參考 例2所得化合物(2 )之溶液,再於3 0 t下攪拌2 4小 時’即可得含分散性極佳,4 8 n m體積平均粒徑之含改 性氧化鈦粒子的溶膠。這時隨化合物(2 )之反應發生氫 氣’其體積係23 °C下爲93 m£。 與實施例1 一樣之方法測定I R光譜,結果改性前之 氧化鈦I R光譜中被觀測到之T i 一 ◦ Η基吸收已消失。 另外,由上述I R光譜亦可確認化合物(2 )之製造時所 用5 -原冰片烯-2 ’ 3 —二羧酸酐由來之環狀酸酐己被 開環。 又,於3 0 °C靜置保存所得溶膠1 〇 〇天,其體積平 均粒徑7 8 n m。 使用所得溶膠,與實施例1 一樣之方法在玻璃板表面 形成透明平滑之被膜,針對此被膜之表面評估照射紫外線 前後之親水性或疏水性的變化及光觸媒活性。結果示於表 (請先閱讀背面之注意事項再 I --I 本頁) =°· -線- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -77- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明(75 ) 實施例7 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入3 0 0 g Tinoc A-6 (與實施例1使用者相同),於 3 0 °c攪拌下以約3 0分鐘之時間添加1 9 . 7 g含有參 考例2所得化合物(2 )之溶液,再於3 0 °C下攪拌2 4 小時,即可得含分散性極佳,1 9 0 n m體積平均粒徑之 含改性氧化鈦粒子的溶膠。這時隨化合物(2 )之反應發 生氫氣,其體積係2 3 °C下爲7 2 m£。 與實施例1 一樣之方法測定I R光譜,結果改性前之 氧化鈦I R光譜中被觀測到之T i — 0 Η基吸收已消失。 另外,由上述I R光譜亦可確認化合物(2 )之製造時所 用5 -原冰片烯一 2,3 —二羧酸酐由來之環狀酸酐己被 開環。 又,於3 0 °C靜置保存所得溶膠1 0 0天,其體積平 均粒徑1 9 8 n m。 使用所得溶膠’與實施例1 一樣之方法在玻璃板表面 形成透明平滑之被膜’針對此被膜之表面評估照射紫外線 前後之親水性或疏水性的變化及光觸媒活性。結果示於表 參考例3 製造含有薄片狀氧化鈦粒子之溶膠 以硏缽混合l〇g ST—2 1 〔'日本石原產業製氧 化鈦粉末之商品名’平均結晶粒徑2 0 n m (依型錄所記 載値)〕與7 . 2 g碳酸鉋,將所得混合物移至附蓋子之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐) -78- (請先閱讀背面之注意事項再本頁) · -線· Φ Α7 ----------Β7____ 五、發明說明(76 ) ® ±甘鍋,在電爐中於8 〇 〇 t加熱3 0分鐘予以燒成,分 $碳酸鹽。所得燒成物再以硏缽磨碎,於8 0 〇。(:燒成 4 0 小時,得鈦酸鉋(c s x T i ( 2 - x/ 4 ) 0 4 ) ( x = 〇 · 68)(斜方晶系之結晶性粉末)。 所得9 g鈦酸鉋中加入3 0 0 g 1 N鹽酸水溶液, 於室溫攪拌3天,過濾(使用規格5 C之濾紙)所得反應 i昆合物,得殘渣。以離子交換水洗淨殘渣,於1 〇 〇 〇c乾 燥3小時,得到5 .丨g以氫離子取代鉋離子之鈦酸( ΗχΤί ( 2 - X / 4 ) 0 4 · η Η 2 0 ) ( χ = 〇 . 68 (結晶 性粉末)。此物獲知係爲具有層狀結晶構造者。 其次,在5g此鈦酸中加入lOOOg 1莫爾 四丁丁基銨氫氧化物水溶液,以振盪器於1 5 0 r p m振 盪’得含有體積平均粒徑1 1 0 n m之氧化鈦粒子(微細 薄片片)的溶膠。 實施例8 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入5 0 0 g參考例子所得含薄片狀氧化鈦粒子之溶膠攪 拌下以約3 0分鐘之時間添加5 1 g含有參考例1所得化 合物(1 )之溶液,再於3 0 °C下攪拌1 0小時,即可得 含分散性極佳,1 2 0 n m體積平均粒徑之改性氧化鈦粒 子的溶膠。這時隨化合物(1 )之反應發生氫氣,其體積 係 2 3 °C 下爲 1 3 . 7 m£。 又,於3 0 °C靜置保存所得溶膠1 0 0天,其體積平 (請先閱讀背面之注音? -事項再本頁) --裝 . -線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐) -79- A7 B7 i、發明說明〇7 ) 均粒徑1 4 3 n m。 使用所得溶膠,與實施例1 一樣之方法在玻璃板表面 Μ成透明平滑之被膜,針對此被膜之表面評估照射紫外線 @後之親水性或疏水性的變化及光觸媒活性。結果示於表 2。 參考例4 合成對水具有自行乳化性,具有梯型架構之含 S i — Η基矽化合物(3 ) 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入14〇〇2二噁烷、25.9运三氯矽烷及51.6 g甲基三氯矽烷,於室溫攪拌約1 0分鐘,所得混合物中 ,保持溫度爲2 5〜3 0 °C,攪拌下以約3 0分鐘之時間 滴1 4 . 5 g水與5 8 g二噁烷之混合溶媒,然後再於 2 5〜3 0 t約3 0分鐘,於6 0 °C攪拌3小時。 冷却所得反應混合物至2 5〜3 0 °C,添加 65 . 5g三甲基氯矽烷,再保持於25〜30 t下一邊 攪拌一邊以3 0分鐘時間添加5 . 4 g水與2 2 g二噁烷 之混合溶媒,其後再於2 5〜3 0 °C攪拌約2小時。 自反應·器取出所得反應混合物,於約6 CTC減壓下餾 去溶媒,得具有梯型架構之重量平均分子量3 9 0 0的含 S i - Η基矽化合物〔以下稱爲「梯型矽化合物」,由此 化合物之I R光譜可以觀測到梯型架構所具有吸收 1130cm'1 及 l〇5〇cm - 。 溶解0 . 4 g所得上述梯型矽化合物於8 g 丁氧基乙 ---I,----^-------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再本頁) . 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -80- 4. 7^ Α7 五、發明說明(Γδ ) 醇’添加8 ni 1 n氫氧化鈉水溶液於所得溶液中時發生 氫氣,其體積係在2 4。(:下爲4 6 . 2m£。由此氫氣生成 量求得之上述梯型矽化合物的3丨—^^基含量係4 · 5 2 毫莫爾/公克。 ' 繼而在裝有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器 中添加1 0 g上述梯型矽化合物與2 0 g四氫呋喃’攪拌 下保持於3 0 °C。在其中添加〇 . 2 g鈾一二乙烯基四甲 基二矽氧烷錯合物2,2重量%之二甲苯溶液後,於攪拌 3 ◦ °C下以約2小時之時間添加溶解1 . 5 g Adekaliasorp SE-10E {以下式(1 9 ) /}-λ CH2OCH2CH=CH2 C9H19-/ y〇CH2CHO(CH2CH2O)10S〇3NH4 (19) 所示化合物之商品名(日本旭電化製)}於1 3 . 5g四 氫呋喃所成之溶液,繼續在3 0 °C攬拌3小時,得到對有 自行乳化性’具有梯型架構之含S i 一 η基矽化合物(3 )(以下稱爲「化合物(3 )」)之溶液。 在1 _ 7 5 g含所得化合物(3 )之溶液中添加8 g 丁氧基乙醇’混合後添加8 m£ 1 N氫氧化鈉水溶液即產 生氫氣’其體積係在2 2 °C下爲4 3 . 4m£。由此氫氣生 成量求得每1 g含化合物(3 )之S i 一 η基含量係〇 · 9 6 1毫莫爾/公克(換算爲每1 g化合物(3 )之S i 一 Η基含量係約4 · 3 5毫莫耳/公克)。 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注音?事項再本頁) 參 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -81 - Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(79 ) 參考例5 合成對水具有自行乳化性,具有梯型架構之含 Si—H基矽化合物(4) 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入445g二噁烷及25.9g甲基三氯矽烷’於室溫 攪拌約1 0分鐘,所得混合物中,保持溫度爲2 5〜3 ◦ °c ’攪拌下以約3 0分鐘之時間滴4 · 7 g水與 I 8 . 8 g二噁烷之混合溶媒,然後再於2 5〜3 0 °C約 3 0分鐘,於6 0 °C攪拌3小時。 冷却所得反應混合物至2 5〜3 0 t,添加 2.5 · lg二甲基氯石夕院,再保持於2 5〜3 0°C下一邊 攪拌一邊以3 0分鐘時間添加1 5 . 6 g水與6 . 2 4 g 二噁烷之混合溶媒,其後再於2 5〜3 0 °C攪拌約2小時 〇 自反應器取出所得反應混合物,於約6 0 °C減壓下餾 去溶媒,得具有梯型架構之重量平均分子量3 1 0 0的含 S i _ Η基矽化合物〔以下稱爲「梯型矽化合物」,由此 化合物之I R光譜可以觀測到梯型架構所具有吸收 II 30cm1 及 1050cm」〕。 溶解〇 . 4 4 g所得上述梯型矽化合物於8 g 丁氧基 乙醇,添加8 2 1 N氫氧化鈉水溶液於所得溶液中時發 生氫氣,其體積係在22 °C下爲40 . 92。由此氫氣生 成量求得之上述梯型矽化合物的S i -H基含量係 3.75毫莫爾/公克。 繼而在裝有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器 (請先閱讀背面之注意事項再 I --- 本頁) -l-6J_ --線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -82- A7 B7 五'發明說明(8〇 ) 中添加1 0 g上述梯型矽化合物與1 5 g二噁烷,攪拌下 昇·爲8〇它,於其中添加將3g U N I Ο X MUS — 8 (與參考例1使用者相同)與〇 . 1 g氯化鉑(I V ) 酸六水合物之5重量%異丙醇溶液溶解於2 . 2 5 g二噁 院之溶液,於8 0 t攪拌下以約1小時之時間添加入,再 Μ 8 〇 °C繼續攪拌2小時後冷却至室溫。得對於具有自行 乳化性,具有梯型架構之含S i - Η基矽化合物(4 )〔 &下稱爲「化合物(4 )」〕的溶液。 在含有1 · 4 2 g上述所得化合物(4 )之溶液中添 加8 g 丁氧基乙醇,混合物添加8 α 1 Ν氫氧化鈉水溶 '液即產生氫氣,其體積係在2 2 t下爲2 8 . 0 m£。由此 氣氣生成量求得每1 g含化合物(4 )之S i — Η基含量 係〇 · 796毫莫爾/公克(換算爲每lg化合物(4) 之3 1-:《基含量係約2.9 8毫莫耳/公克)。 實施例9 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入5 0 0 g Tinoc A-6 (與實施例1使用者相同),於 3 0 °C攪拌下以約3 0分鐘之時間添加1 5 g含有參考例 4所得化合物(3 )之溶液,再於3 0 °C下攪拌2 4小時 ,即可得含分散性極佳,5 3 n m體積平均粒徑之含改性 氧化鈦粒子的溶膠。這時隨化合物(3 )之反應發生氫氣 ,其體積係23°C下爲402。 與實施例1 一樣之方法測定I R光譜,結果改性前之 — 丨_1----II 裝 i (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂· _線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -83- A7 B7 五、發明說明(81 ) 氧化鈦I R光譜中被觀測到之T i - Ο Η基吸收已消失。 又,於3 Ot靜置保存所得溶膠1 0 0天,其體積平 均粒徑6 3 n m。 使用所得溶膠,與實施例1 一樣之方法在玻璃板表面 0成透明平滑之被膜,針對此被膜之表面評估照射紫外線 Μ後之親水性或疏水性的變化及光觸媒活性。結果示於表 2。 實施例1 0 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入5 0 0 g Tinoc A-6 (與實施例1使用者相同),於 3 0 °C攪拌下以約3 0分鐘之時間添加1 0 . 8 g含有參 考例5所得化合物(4 )之溶液,再於3 0 °C下攪拌8小 時,即可得含分散性極佳,2 9 n m體積平均粒徑之含改 性氧化鈦粒子的溶膠。這時隨化合物(4 )之反應發生氫 氣,其體積係23 °C下爲100 J。 與實施例1 一樣之方法測定I R光譜,結果改性前之 氧化鈦I R光譜中被觀測到之T i — Ο Η基吸收已消失。 又,於3 0°C靜置保存所得溶膠1 0 0天,其體積平 均粒徑3 0 n m。 使用所得溶膠,與實施例1 一樣之方法在玻璃板表面 形成透明平滑之被膜,針對此被膜之表面評估照射紫外線 前後之親水性或疏水性的變化及光觸媒活性。結果示於表 2 。 (請先閱讀背面之注咅?事項再本頁) 訂_ -I線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -84- A7 B7 五、發明說明啦.) 實施例1 1 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入5 0 g Tinoc A-6 (與實施例1使用者相同),於 3 〇 °C攪拌下以約3 0分鐘之時間添加6 g Aciplsx ® ~ s S 9 5 0 〔具有磺酸基之氟樹脂的5重量%乙醇—水( 重量比1 : 1 )溶液的商品名(日本旭化成工業公司製) 〕’繼續再於3 0 °C下攪拌8小時,即可得含分散性極佳 ’ 1 5 0 n m體積平均粒徑之含改性氧化鈦粒子的溶膠。 又,於3 0 °C靜置保存所得溶膠1 〇 〇天,其體積平 均粒徑1 4 7 n m。 使用所得溶膠’與實施例1 一樣之方法在玻璃板表面 形成透明平滑之被膜,針對此被膜之表面評估照射紫外線 前後之親水性或疏水性的變化及光觸媒活性。結果示於表 實施例1 2 攪拌下於室溫以約1 0分鐘之時間在1 0 0 g BISTRATORL NSC-200A〔有機溶劑系矽一丙烯酸系塗劑之 商品名(日本曹達公司製)固體成份2 0重量%〕(以往 含光觸媒塗料用之底塗用塗料)中添加1 5 0 g實施例5 所得有機溶膠,得改性之光觸媒組成物。 使用所得改性光觸媒組成物,噴塗於玻璃板上使其膜 厚成爲3 0 # m後,於室溫乾燥1週,繼而於5 0 °C加熱 5天,在玻璃板表面形成透明平滑之被膜,針對此被膜之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -85 - ~ ί請先閱讀背面之注意事項再本頁) •線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*'^ ? 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 ______Β7__ 五、發明說明(83 ) 表面評估照射紫外線前後之親水性或疏水性的變化及光觸 媒活性。結果示於表3。 比較例1 代替實施例1 2所得之改性光觸媒組成物,使用 BISTRETORL NSC-200A (與實施例1 2中使用者相同), 與實施例1 2 —樣之方法在玻璃板表面形成透明平滑之被 膜,針對此被膜之表面評估照射紫外線前後之親水性或疏 水性的變化及光觸媒活性。結果示於表3。 比較例2 攪拌下於室溫以2 0分鐘時間在2 5 0 g Polydulex G63 3 {水系丙烯酸-矽乳化液之商品名(日本旭化成工業 公司製),固體成份46重量%,pH8.8丨中,加入 22 _ 8g.成膜助劑之CS-12 {2,2,4一三甲基 一 1 ,3 —戊二醇一單異丁酸酯之商品名(日本窒素公司 製)丨。繼而於室溫攪拌下以2 0分鐘時間添加 2 2 . 8 g同樣爲成膜助劑之丁氧基乙醇水溶液(5 0重 量% )後,再於室溫攪拌3小時’得到含有成膜助劑之丙 烯酸-矽乳化液。此乳化液中之固體成份含量係3 8 . 6 重量%。 代替實施例1 2所得改性光觸媒組成物使用上述乳化 液,以實施例1 2 —樣之方法在玻璃板表面形成透明平滑 之被膜,針對此被膜之表面評估照射紫外線前後之親水性 (請先閱讀背面之注意事項再 — --- ^本頁: --線. 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -86- ?. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 牛产ο Α7 ---------Β7___ 五、發明說明(84 ) 或疏水性的變化及光觸媒活性。結果示於表3。 實施例1 3 在1 0 0 g比較例2所得含成膜助劑之丙烯酸_矽乳 化'液中於室溫以1 〇分鐘之時間添加7 5 g實施例6所得 溶膠,得改性光觸媒組成物。 使用所得改性光觸媒組成物,與實施例1 2之方法在 板表面形成透明平滑之被膜,針對此被膜之表面評估 Μ射紫外線前後之親水性或疏水性的變化及光觸媒活性。 結果示於表3。 比較例3 使用以50g水稀釋100g STS — 02 (與實 施例5使用者一樣)所得溶膠,以實施例1 一樣之方法在 玻璃板表面形成透明平滑之被膜,針對此被膜之表面無法 評估照射紫外線前後之親水性或疏水性的變化及光觸媒活 性。 又,6 8 g所得溶膠中於室溫攪拌下以1 0分鐘時間 添加1 ◦ 0 g 丁氧基乙醇後,以蒸發器減壓除去水,得有 機溶膠,但此溶膠中之粒子無法在液體媒體中被保持爲安 定之狀態而沈澱下去,無法得分散性極佳之有機基溶膠。 比較例4 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---7ι·ιτ------->t--- <請先閱讀背面之注意事項再本頁) 上6 . -線_ -87- Α7 Β7 五、發明說明狎) 之3〇g .ST— 〇1 {日本石原產業公司製銳鈦礦型氧 化欽粉末之商品名,平均結晶粒徑7 n m (型錄記載値) }添加1 2 0 g水,攪拌下昇溫至5 0 °C。於5 0 °C攪拌 下以約3 0分鐘之時間添加3 1 g含參考例1所得化合物 (1 )之溶液’再於5 0 °C繼續攪拌3小時後冷却至室溫 。所得反應混合物中之粒子係呈分離•沈澱狀態,體積平 均粒徑係3 # m以上。 又,在此反應混合物中添加2 0 0 g 丁氧基乙醇後, 以蒸發器減壓除去水,得有機溶膠,惟溶膠中之粒子在液 體媒體中無法保持安定地分散狀態,被沈澱下去,無法得 分散性極佳之有機溶膠。因此無法使用此溶膠在玻璃表面 形成被膜。 比較例5 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入1 00g STS - 02丨銳鈦礦型氧化鈦溶膠之商 品名(日本石原產業公司製,體積平均粒徑1 8nm,鹽 酸膠溶膠、T 1 0 2濃度3 0重量% ’平均結晶粒徑7 n m (型錄記載値))與1 0 0水’於3 0 t:攪拌下以3 ◦分 鐘時間添加溶解7 · 5 g甲基三甲氧基砂烷於7 · 5 g二 噁烷之溶液,再於3 0 °C繼續攪拌3小時’得9 0 0 n m 含體積平均粒徑之改性氧化鈦粒子的溶膠。 與實施例1 一樣之方法測定1 R光譜’結果改性前之 氧化鈦I R光譜中被觀測到之T i _ 〇 Η基吸收雖已變小 <請先閱讀背面之注意事項再本頁) ·. |線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制^ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公t ) -88- 4 ?-> <t A7 B7 發明說明(86 ) ’但未消失,所以確定有相當量之τ i 一 0H基殘留。 使用所得溶膠’與實施例1 一樣之方法在玻璃板表面 形被膜’但只能得到混濁、凹凸大之被膜而已。 又,所得改性氧化鈦溶膠係於3 Ο T:保存2個月即凝 @化’無法進行評估其塗膜。 比較例6 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入2 0 〇 g Tinoc A-6 (與實施例1使用者相同),於 3 0°C攪拌下以約3 0分鐘之時間添加3 g甲基三甲氧基 砂烷溶於3 g二噁烷之溶液,再於3 0 〇C繼續攪拌3小時 ’得到含有體積粒徑爲1 W m改性氧化欽粒子的溶膠。 與實施例1 一樣之方法測定I R光譜,結果改性前氧 化鈦的I R光譜中被觀測到之Τ 1 - 0 Η基吸收雖已變小 ’但未完全消失,所以確認有相當量之T i - 0 Η基殘留 其中。 所得改性氧化鈦溶膠係於3 0 °C保存一週後即凝膠化 ,所以無法進行塗膜評估。 比較例7 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入100g STS — 02 (與實施例5使用者相同) ,與1 0 0 g水,於3 0 t:攪拌下以3 0分鐘時間添加 6 g AC1plex ®-SS9 50 (與實施例1使用者相同) (請先閱讀背面之注意事項再 裝--- 本頁 --線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -89 y.7. 4 B7 五、發明說明(87 ) ’再於3 0 °C繼續攪拌8小時,得含體積平均粒徑3 V m 以上之改性氧化鈦粒子的溶膠。 所得改性氧化鈦溶膠係經久會產生沈澱,所以無法噴 塗。 表1 照射紫外線前後之被膜表面的親水性或疏水性變化 <請先閱讀背面之注意事項再 •裝— 訂- -線. 及光觸媒活性 項目 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 水之接觸角 (光照射前) 37 0 20 0 4° 6〇 33。 水之接觸角 (光照射1日後) 0〇 95 ° 114 ° 0 ° 3° 水之接觸角 (光照射3日後) 0 ° 0〇 0 0 0 0 0 ° 光觸媒活性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張用中國國家標準(cns)a4規格⑵0 χ 297公釐) -90 - ? 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 \ 五、發明說明(88.) $ 2照射紫外線前後之被膜表面的親水性或疏水性變化 及光觸媒活性 —項目 實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 實施例10 水之接觸角 98 ° 18。 34 0 17。 32 0 (光照射前) 水之接觸角 0 〇 43 ° 4° 0〇 0° (光照射1日後) 水之接觸角 0° 0° 0 ° 0° 0° (光照射3日後) 光觸媒活性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 表3照射紫外線前後之被膜表面的親水性或疏水性變化 及光觸媒活性 項目 實施例11 實施例12 比較例1 比較例2 實施例13 水之接觸角 60 ° 84 ° 95 0 89 ° 95。 (光照射前) 水之接觸角 65 ° 96 ° 96° 89 ° 94 ° (光照射1日後) 水之接觸角 65 ° 6。 94 ° 89 ° 8° (光照射3曰後) 光觸媒活性 ◎ ◎ X X ◎ 參考例6 合成具有酮基之含S i - Η基矽化合物(5 ) 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再 一--0, -91 - d Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(89 ) 放入5〇〇g二噁烷與500.g KF9901 (參考例 1中使用者),攪拌下昇溫爲60 °C。在其中添加 1 6 . 3 g 0 · 25重量%二氯一二環戊二烯一鉑( ϊ I )之二噁烷溶液後,於6 0 °C攪拌下以大約3 0分鐘 之時間添加溶解2 5 0 g U N I Ο X M U S - 8 ( H 參考例1中使用者相同)於2 5 0 g二噁烷之溶液,再於 6 0 t繼續攪拌3 0分鐘後,於6 0 °C攪拌下以3 〇分鐘 之時間添加溶解1 〇 〇 g 5 —己稀_ 2 —酮 於 1〇0 g二噁烷中之溶液,再於6 0 °C繼續攪拌1小時, 得具有酮基之含Si _H基矽化合物(5)〔以下稱爲「 化合物(5 )」〕之溶液。 在4 g含所得化合物(5 )之溶液中加入1 0 〇 g 7_K ,成爲稍白濁之分散液。又,在0 . 8 9 g含此化合物( 5 )之溶液中添加8 g 丁氧基乙醇,混合後添加8 d 1 N氫氧化鈉水溶液即產生氫氣,體積係2 3 °C下爲 27 . 2 m£。由此氫氣生成量求得每lg含化合物(5) 之溶液的S i - Η基含量係1 . 2毫莫爾/公克(換算爲 每lg KF9901之S i— Η基含量係約4 · 1毫莫 耳/公克)。 參考例7 合成具有甲基丙烯醯基之含Sϊ_Η基矽化合 物(6 ) 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入100g二噁烷與100g KF9901 (參考例 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) · .線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -92- d A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明@0 ) 1中使用者),攪拌下昇溫爲60 t。在其中添加5g 〇 . 2 5重量%二氯一二環戊二烯—鉑(I I )之二噁烷 溶液後,於6 0 t攪拌下以大約1小時之時間添加溶解 5 0 g U N I Ο X MUS — 8 (與參考例1中使用者 相同)於5 0 g二噁烷之溶液。繼而於6 0 t攪拌下以 3 0分鐘時間添加溶解2 0 g甲基丙烯酸烯丙酯與 〇 · 0 1 g聚合禁止劑之4 一甲氧羥基氫醌於2 0 g二噁 烷中之溶液,再於6 0 °C繼續攪拌1小時,得具有甲基丙 烯醯基之含Si - Η基矽化合物(6)〔以下稱爲「化合 物(6 )」〕之溶液。 在4 g含所得化合物(6 )之溶液中加入1 〇 〇 g水 ’成爲稍白濁之分散液。又,在1 . 2 5 g含此化合物( 6 )之溶液中添加8 g 丁氧基乙醇,混合後添加8 W 1 Ν氫氧化鈉水溶液即產生氫氣,體積係2 3 °C下爲 4 2 . OmC。由此氫氣生成量求得每1 g含化合物(6 ) 之溶液的S 1 - Η基含量係1 _ 3毫莫爾/公克(換算爲 每lg KF9901之S i—H基含量係約4 . 6毫莫 耳/公克)。 參考例8 調製具有酮基,以矽改性聚合物的乳化液 在裝配有攪拌機,回流冷却器,滴下槽及溫度計之反 應器中放入8g甲基丙烯酸、3g二丙酮丙烯醯胺、 34g甲基丙烯酸甲酯、40g丙烯酸丁酯、15g甲基 丙稀酸環己酯,3 ◦ ◦ g 水、2 0 g Latemul S-180A [ <請先閱讀背面之注意事項再iPF本頁) . .線. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -93-
五、發明說明(91 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 分子中具有可與乙烯性不飽和單體共聚合之雙鍵的磺基琥 拍酸二酯銨鹽的商品名(日本花王公司製)〕之2 〇%水 溶液,提昇反應器內之溫度爲78 t,然後添加〇 . 5g 過硫酸銨,於7 8 T:攪拌1小時,得第一階段膠乳晶種。 所得第一階段膠乳晶種之p Η係1 · 8。 其次在第一階段膠乳晶種中,分別自各滴下槽,攪拌 下於8 0 C以3小時之時間滴下含3 g甲基丙稀酸' 1 2 g二丙酮丙烯醯胺、i6g甲基丙烯酸甲酯、160 g丙烯酸丁酯' 60g甲基丙烯酸環己酯、330g水、 2 〇 g Latemul S-l 80A 之 2 0 % 水溶液' 1 . 〇 g 過硫 酸銨之溶液’以及含2 . 5 g r —甲基丙烯氧基丙基三 甲氧基矽烷、25g甲基二甲氧基矽烷、25g甲基三甲 氧基矽烷之溶液於反應器中。滴完後,提昇反應器內之溫 度爲8 5 °C ’攪拌6小時。其後冷却至室溫,測定反應器 內容物之氫離子濃度時爲2 · 1。添加2 5 %氨水溶液調 整反應器內容物爲PH8,以1 0 0篩網之金屬鋼過濾、 濾去凝聚物,得乳化液。凝聚物之乾燥重量係對使用之單 體總重量爲0 . 0 2九,其量極微少。 所得乳化液之固體成份含量係4 4 . 0重量%,體積 平均粒徑係1 2 8 # m。 參考例9 調製胺脲衍生物水溶液 在裝有回流冷却器、溫度計及攪伴裝置之反應器中, 於室溫下放入2 3 0 g異丙醇與2 0 g肼一水合物’於 <請先閱讀背面之注意事項再本頁) -裝 --6· •線- 本紙張尺度璋用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) -94- A7 ------ B7____ · -. 五、發明說明设2 ) 4 〇 °c攪拌下以大約1小時之時間添加溶解4 2 g Dulanate 2 4A {縮二脲型聚異氰酸酯之商品名(日本旭 化成工業公司製)、NCO含量23·3重量%}於 1 6 8 g四氫呋喃之溶液,再繼續於4 0 °C攪拌1小時》 於減壓下餾去所得反應混合物中之四氫呋喃、肼、水等後 ’添加適量之水,得固體成份3 0 %之胺脲衍生物。 實施例1 4 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入3 0 0 g Tinoc A-6 (與實施例1使用者相同),於 3 ◦ °C攪拌下以約3 0分鐘之時間添加1 5 . 3 g含有參 考例6所得化合物(5 )之溶液,再於3 0 °C下攪拌5小 時,即可得含分散性極佳,丨8 n m體積平均粒徑之含改 性氧化鈦粒子的溶膠。這時隨化合物(4 )之反應發生氫 氣,其體積係2 3 °C下爲1 2 2 。 與實施例1 一樣之方法測定I R光譜,結果改性前之 氧化鈦I R光譜中被觀測到之丁1—01^基吸收已消失。 又,於3 0 °C靜置保存所得溶膠1 0 0天,其體積平 均粒徑2 3 n m。 其次,於室溫攪拌下以約2 0分鐘之時間添加 1 1 . 3 g參考例9所得胺脲衍生物水溶液於2 0 0 g參 考例8所得具有酮基之矽改性聚合物的乳化液,於室溫攪 拌下以約3 0分鐘之時間在所得混合物中添加2 3 0 g上 述溶膠,再於室溫攪拌3小時,得改性光觸媒組成物。 {請先閱讀背面之注意事項再^一^本頁}
訂 --線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -95- ____B7__ 五、發明說明(93 ) 使用所得改性光觸媒組成物,與實施例1 2 —樣之方 法在玻璃表面形成透明平滑之被膜,評估此被膜表面之光 觸媒活性,結果係極佳(◎)。將所得被膜浸漬於丙酮後 被膜重量之保持率係9 7 %。可見耐溶劑性極佳。 實施例1 5 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入100g STS — 〇2 (與實施例5使用者相同) 與50g,於30t攪拌下以30分鐘之時間添加26g 含有參考例7所得化合物(6 )之溶液,再於3 0 t下攪 拌7小時,即可得含分散性極佳,3 8 n m體積平均粒徑 之含改性氧化鈦粒子的溶膠。這時隨化合物(1 )之反應 發生氫氣,其體積係2 4°C下爲2 4 0J。 與實施例1 一樣之方法測定I R光譜,結果改性前之 氧化鈦I R光譜中被觀測到之T i — ◦ Η基吸收已消失。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入 100g 上述溶膠,353g 水、2g Adekaliasorp S E - 1 〇 2 5 N〔界面活性劑之商品名(日本旭電化製 ),25%水溶液,昇溫反應器爲80 °C,自反應容器中 之滴下槽,攪拌下於8 0 °C以2小時之時間滴下含有6 g 甲基丙烯酸、61g丙烯酸丁酯、70g甲基丙烯甲酯、 1 . 2 g 丙烯醯胺、8 0 g 水、2 . 7 'g Adekaliasorp SE— 1025N、 1.4g對苯乙烯醯酸鈉、〇.5g 過硫酸銨之溶液。滴完後,於8 0 °C攪拌2小時。其後冷 -96- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) άΊΑ φβ Α7 Β7 五、發明說明科) 至室溫,添加2 5%氨溶液,調整反應器內容物爲 ρΗ8,然後以10 0篩網之金屬網過濾、除去凝聚物, 得2 3 . 4 %固體成份9 5 n m平均粒徑之改性光觸媒組 成物(改性光觸媒-丙烯複合乳化液)。 使用所得改性光觸媒組成物,與實施例1 2 —樣之方 &在玻璃表面形成透明平滑之被膜,評估此被膜表面之光 觸媒活性,結果係極佳(◎)。 參考例1 0 合成對水具有自行乳化性之含S i — Η基矽 化合物(7 ) 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入50g二噁烷與5〇g HMS-301-100GM(參考例2中使用者),攪拌下昇溫爲80 °C 。於8 0 °C攪拌下以約1小時之時間添加溶解2 5 g U N I Ο X MUS-8C參考例1使用者)與0.53 g氯鉑(I V )酸6水合物之5重量%異丙醇溶液於 6 2 . 5 g二噁烷之溶液,再於8 0 °C繼續攪拌2小時後 冷却至室溫,得含有含S i - Η基矽化合物(7 )〔以下 稱爲(化合物(7 )〕之溶液。 在4 g含所得化合物(7 )之溶液中加入1 0 0 g水 ,成爲稍白濁之分散液。又,在2 . 2 3 g含此化合物( 7 )之溶液中添加8 g 丁氧基乙醇,混合後添加8 m£ 1 N氫氧化鈉水溶液即產生氫氣,體積係2 1 °C下爲 45 · 2d。由此氫氣生成量求得每lg含化合物(7) --------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*1衣 1 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ^97 - Α7 ' -____Β7____ 五、發明說明(95 ) 溶、液的Si — Η基含量係ο. 8 2 5毫莫爾/公克(換 算爲每 lg HMS — 301 — 100GM之 S i — Η 基 s量係約3 . 1毫莫耳/公克)。 参考例1 1 對水具自行乳化性,具氟烷基之含S i - Η 基矽化合物(8 ) 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放:入5〇g甲基乙基酮與5〇g HMS-301-l〇〇GM(參考例2中使用者),攪拌下昇溫爲60 °C 。在其中添加1.6g 0.25重量%二氯一二環戊二 稀一鉑(I I )之二噁烷溶液後,於6 0 °C攪拌下以約 3 0分鐘之時間添加溶解2 5 g U N I Ο X M U S — 8 (參考例1使用者相同)於2 5 g甲基乙基之溶液,再 於6 0 t繼續攪拌3 0分鐘後,後6 0 °C攪拌下以1小時 之時間添加溶解1 0 g全氟化辛基乙烯與1 . 1 g二氯一 二環戊二烯一鉑(I I )之0 · 2 5 %二噁烷溶液於1 ◦ g甲基乙基酮中之溶液,再於6 0 °C繼續攪拌1小時,得 具有氟烷基之含S i - Η基矽化合物(8 )〔以下稱爲「 化合物(8 .)」〕之溶液。 在4 g含所得化合物(8 )之溶液中加入1 0 0 g水 ,成爲稍白濁之分散液。又’在1 . 〇 9 4 g含此化合物 (8 )之溶液中添加8 g 丁氧基乙醇,混合後添加8 m£ 1 N氫氧化鈉水溶液即產生氫氣,體積係1 7 °C下爲 2 5 . 5m£。由此氫.氣生成量求得每1 g含化合物(8 ) 中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -98 - --I,---*·1---------- {請先閱讀背面之注音?事項再本頁) -I線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制^ 4 A7 B7 五、發明說明(96 ) 之裕液的S i — Η基含量係〇 . 9 6 2毫莫爾/公克(換 算爲每 lg HMS — 3〇1_ 工 〇〇GM2s 丄__;9基 曰量係約3 . 3 1毫莫耳/公克)。 參考例1 2測試有機溶劑系丙烯塗劑之表面能量 將Pla-ace〔有機溶劑系丙烯塗劑之商品名(日本武藏 塗料公司製)固體成份5 〇重量%〕澆鑄於玻璃板上使其 膜厚爲2 0 // m後,於室溫乾燥2天,於5 〇 t加熱乾燥 3天,在玻璃表面形成透明且平滑之被膜。 對所得被膜表面2 0 °c下的水之接觸角係8 4。,由
Sell- Numann實驗式求得之上述被膜的表面能量係3 5 . 5 達因/ c m ( 2 ◦ t )。 參考例1 3 測試水系丙烯-矽乳化液之表面能量 使用比較例2之調製之含成膜助劑的丙烯一矽乳化液 與參考例1 2 —樣之方法在玻璃表面形成透明且平滑之被 膜。 對所得被膜表面20 °C下的水之接觸角係8 9。,由 Sell- Numann實驗式求得之上述被膜的表面能量係3 1 . 5 達因 / c m ( 2 0 °C )。 實施例1 7 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 ,於3 〇 °C攪拌下以約3 0分鐘之時間添加4 0 0 g {請先閱讀背面之注意事項再1^本頁) · •線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) -99 - Γ/. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 φ ^ ' * Α7 • ---Β7___ β說明(97 ) un〇c Α-6 (與實施例ι使用者相同)與ι 〇 . 3 g含有參 考例1 0所得化合物(7 )之溶液,再於3 〇艺下攪拌3 小時’即可得含分散性極佳’ 1 7 η功體積平均粒徑之含 改性氧化鈦粒子的溶膠。這時隨化合物(7 )之反應發生 氫氣,其體積係1 6。(:下爲80m£。 與實施例1 一樣之方法測定I R光譜,結果改性前之 氧化鈦I R光譜中被觀測到之T 1 一 Ο η基吸收已消失。 在所得1 0 0 g溶膠中,以約1 0分鐘之時間攪拌下 於室溫(2 3 °C )添加1 0 0 g 丁氧基乙醇,以蒸發器減 壓除去水後,加入適量之丁氧基乙醇,使固體成份含量對 溶膠之總重量可成爲5 . 8重量%,得到分散性極佳,含 有體積平均粒徑2 5 n m之有機溶膠。 使用所得有機溶膠,經由塗佈在玻璃板上形成2 " m 厚之膜,於5 0 °C乾燥一週,在玻璃板表面形成透明平滑 之被膜。 對所得被膜表面2 0 °C下水之接觸角係9 5 · 6 ° ’ 由Sen- Numann實驗式求得上述被膜之表面能量係 26. 5 達因/ cm (20 °C)。 在攪拌下於室溫1 0分鐘之時間在Pla-ace (參考例 1 2使用者)中添加2 0 g上述有機溶膠’得改性光觸媒 組成物。 . 在〇 Η P薄膜上澆鑄所得改性光觸媒組成物使其成 2 〇 " m膜厚’於室溫乾燥2天後於5 0 °C熱乾燥3天’ 在〇H P薄膜表面形成平滑之被膜。 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) -|線 &纸張λ度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -100 -
五、發明說明(98 ) 使用能量分散型X射線分光器測定此被膜剖面之鈦原 子分佈,結果示於圖2。 獲知基材之◦ Η P薄膜與被膜之界面間沒有氧化鈦存 在’自被膜內部向著被膜表面側(上述界面反面側)、氧 化鈦之含量有愈來愈高之分佈。 又,評估此被膜表面之光觸媒活性,結果極佳(◎) 實施例1 8 .在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 ’於3 0 °C攪拌下以約3 0分鐘之時間添加3 0 0 g Tinoc A-6 (與實施例1使用者相同)與1 5 . 5 g含有參 考例1 1所得化合物(8 )之溶液’再於3 0 °C下攪拌5 小時,即可得含分散性極佳,3 0 n m體積平均粒徑之含 改性氧化鈦粒子的溶膠。這時隨化合物(8 )之反應發生 氫氣,其體積係16 °C下爲14 2。 與實施例1 一樣之方法測定I R光譜’結果改性前之 氧化鈦I R光譜中被觀測到之T 1 - 0 Η基吸收已消失。 在所得1 ο 〇 g溶膠中’以約1〇分鐘之時間攪拌下 於室溫(2 3 °C )添加1 〇 〇 g 丁氧基乙醇’以蒸發器減 壓除去水後,加入適量之丁氧基乙酉子’使固體成份含直 溶膠之總重量可成爲7 . 1重量% ’得到分散性極佳’含 有體積平均粒徑2 5 nm之有機溶膠。 使用所得有機溶膠’與實施例1 7 —樣之方法在玻璃 {請先閱讀背面之注意事項再 — --- 本頁) -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) -101 - Α7 Β7 i、發明說明(") 丰反表面形成透明平滑之被膜。 對所得被膜表面2 0 °C下水之接觸角係1 0 6 . 0 ° ’由Sell-Numann實驗式求得上述被膜之表面能量係 19 . 2 達因/ cm (20 °C)·。 在攪拌下於室溫1 0分鐘之時間在Pla-ace (參考例 1 2使用者)中添加2 0 g上述有機溶膠,得改性光觸媒 組成物。 在Ο Η P薄膜上澆鑄所得改性光觸媒組成物使其成 2 0 " m膜厚,於室溫乾燥2天後於5 0 °C熱乾燥3天’ 在Ο Η P薄膜表面形成平滑之被膜。 使用能量分散型X射線分光器測定此被膜剖面之鈦原 子分佈,結果示於圖3。 獲知基材之Ο Η Ρ薄膜與被膜之界面間沒有氧化鈦存 在,自被膜內部向著被膜表面側(上述界面反面側)、氧 化鈦之含量有愈來愈高之分佈。 又,評估此被膜表面之光觸媒活性,結果極佳(◎) 實施例1 9 於室溫攪拌下(2 3 °C )以約1 0分鐘之時間在 1 0 0 g比較例2所得被添加成膜助劑之含成膜助劑的丙 烯-矽乳化液中添加1 9 g溶膠,得改性光觸媒組成物。 使用所得改性光觸媒組成物,與實施例1 8 —樣之方 法在OH P薄膜表面形成平滑被膜。 ---^-------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再頁) · -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -102- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 φ ^ Α7 ------___ 五、發明說明0〇〇 ) 獲知基材之〇 H P薄膜與被膜之界面間沒有氧化鈦存 在’自被膜內部向著被膜表面側(上述界面反面側)、氧 化鈦之含量有愈來愈高之分佈。 又,評估此被膜表面之光觸媒活性’結果極佳(◎) 〇 比較例8 使用pal-ace (與參考例1 2使用者相同),與實施例 1 8 —樣之方法在0 HP薄膜表面形成平滑之被膜。 ' 惟所得被膜表面完全未見到光觸媒活性(X )。 比較例9 使用K S - 2 4 7 〔銳鈦礦型氧化鈦有機溶膠之商品 名,日本Teica公司製),平均粒徑6 n m (型錄記値値) ,膠體徑30〜60nm (型錄記載値),固體成份15 重量%〕,在噴塗於玻璃板使其爲0 . 5 // m膜厚後,於 5 0 °C乾燥1週,在玻璃板表面形成被膜。 對所得被膜表面2 0 °C下水之接觸角係6 9 . 8 ° , 由SeU-Numann實驗式求得之上述被膜的表面能量係 48 . 0 達因/ cm (20°C)。 繼而於攪拌室溫(2 3 °C )下,以1 〇分鐘時間將8 g上述K S - 2 4 7添加於1 0 0 g _pla-ace (參考例 1 2使用者)中,使用所得組成物,依實施例1 8 —樣之 方法,在Ο HP薄膜表面形成平滑之被膜。 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂· _ i線· 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -103-
經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 五、發明說明(期) 使用能量分散型X射線分光器測定此被膜剖面之鈦原 子分佈,結果鈦原子之分佈係無規狀,無法看到自被膜內 部向著被膜表面側(上述界面之反面側)有氧化鈦含量逐 漸商之分佈。 又,評估此被膜表面之光觸媒活性’結果係不良(x 〜△)。 比較例1〇 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入3 0 g S T - 〇 1 (比較例4中使用者)與1 2 ◦ g甲苯,攪拌下昇溫爲5 0°C,但反應器內容物中之粒子 係在液體媒體無法分散、沈澱下去,無法成爲溶膠。 攪拌下於5 0 °C以3 0分鐘時間添加1 2 · 9 g含參 考例1 0所得化合物(7 )之溶液於其中,再於5 0 °C繼 續攪拌3小時,得改性光觸媒分散液。這時隨化合物(7 )之反應發生氫氣,其體積係1 9°C下爲7 Om£。所得改 性光觸媒分散液係無法保持改性光觸媒粒子分散於液體媒 體中之狀態,成經久即沈澱之不穩定狀態者。 於5 0 °C減壓下,自所得改性光觸媒分散液除去液體 媒體,將所得改性氧化鈦粉末放入作成紅外線吸收光譜測 定用試料所用之錠劑成形器中,以750kg/cm2壓力 壓縮,作成錠片。對所得錠片表面之2 0°C下水之接觸角 係9 3 . ◦ ° ,由SeU-Numann實驗式求得之上述錠片之表 面能量係28 _ 4達因/ cm (20 °C)。 (請先閱讀背面之注意事項本頁) -裝 . -I線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -104-
φ产P A7 B7 五、發明說明(1〇2 ) 使用能量分散型X射線分光器測定此被膜剖面之鈦原 子分佈,結果鈦原子之分佈係無規狀,觀察到有相當量之 氧化鈦與OHP薄膜接觸。
又,評估此被膜表面之光觸媒活性,結果係不良(X 〜△)。 參考例1 4 合成具有環狀酸酐之含S i _H基矽化合物 (9 ) 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入168g二噁烷與100g KF9901 (參考例 1中使用者),攪拌下昇溫爲80 °C,於80 °C攪拌下以 約1小時之時間添加溶解5 0 g U N I Ο X M U S -8 (與參考例1使用者相同),2 8 g 5 —原冰片烯_ 2,3 -二羧酸酐及1 . 1 g氯化鉛(I V ) 6水合物之 5重量%異丙醇溶液於1 0 0 g二噁烷溶液,再於8 0 °C 繼續攪拌2小時後冷却至室溫,得含具環狀酸酐基之含 S i — Η基矽化合物(9 )〔以下稱爲化合物(9 )〕的 溶液。 在1 . 4 g含此化合物(9 )之溶液中添加8 g 丁氧 基乙醇,混合後添加8 1 N氫氧化鈉水溶液即產生氮 氣,體積係21 °C下爲35 · 8m£。由此氫氣生成量求得 每1 g含化合物(9 )之溶液的S i —H基含量係 1 . 02毫莫爾/公克(換算爲每lg KF9901之 S i — H基含量係約4 . 5¾莫耳/公克)。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) .1〇5. (請先閱讀背面之注音?事項再本頁) 訂· -線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 五、發明說明(1〇3 ) 6考例1 5 合成具有分光增感基之含S i - Η基砂化合 物(1 〇 ) 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 ’放入3 0 g含有參考例1 4所得化合物(9 ),於2. 0 °C攪拌下以約3 0分鐘時間添加溶解〇 · 2 3 g 2,4 一二硝苯基腓於2 2 . 7 g四氫呋喃之溶液,再於2 0 t 繼續攪拌3小時’得含有具分光增感基之含s i - Η基矽 化合物(1 〇 )〔以下稱爲「化合物(1 〇 )」〕之溶液 實施例2 0 使用具有環狀酸酐基之含S i - Η基矽化合 物(9 )調製改性光觸媒溶膠 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 ,放入200g STS — 02 (實施例5使用者)與 1 0 0 g水,攪拌下加溫爲3 0 °C。攪拌下於3 0 °C以約 3 0分鐘之時間添加3 0 g含有參考例1 4所得化合物( 9 )之溶液,再於3 0 °C下攪拌3小時,即可得含分散性 極佳,2 9 n m體積平均粒徑之含改性氧化鈦粒子的溶膠 。這時隨化合物(9 )之反應發生氫氣,其體積係2 0°C 下爲1 1 2 。 與實施例1 一樣之方法測定I R光譜,結果改性前之 氧化鈦I R光譜中被觀測到之T i 一 Ο Η基吸收已消失。 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -106- Α7 Β7 i、發明說明(104 ) 貫施例2 1 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 ’放入5〇g STS — 02 (實施例5使用者)與 5 〇 g水’攪拌下加溫爲3 0 °C。於3 0 t攪拌下以約 3 〇分鐘之時間添加2 6 g含有參考例1 5所得化合物( 1 〇 )之溶液’再於3 0 °C下攪拌3小時,即可得含分散 性極佳’ 3 6 n m體積平均粒徑之含改性氧化鈦粒子的溶 膠。這時隨化合物(1 )之反應發生氫氣,其體積係2 ◦ °c 下爲 1 1 0 m£。 .與實施例1 一樣之方法測定I R光譜,結果改性前之 氧化鈦I R光譜中被觀測到之T 1 _ Ο Η基吸收已消失。 .線· 使用所得溶膠,與實施例1 一樣之方法在玻璃板表面 形成透明(橘色)平滑之被膜,針對此被膜之表面評估照 射紫外線前後之親水性或疏水性的變化及光觸媒活性。結 果示於表4。 實施例2 2 經茗部智慧財產局員工消費合作社印製 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 ’放入1 0 0 g實施例2 0所得溶膠,攪拌下於2 0 °C以 3 0分鐘時間添加溶解〇 · 〇 7 g 2,4 一二硝苯基肼 於7 g四氫呋喃之溶液,於2 0 °C下繼續攪拌3小時,即 可得含分散性極佳,3 3 n m體積平均粒徑之橘色改性氧 化鈦粒子的溶膠。 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -107- 在 y - 7 Φ # Α7 —- ___si 五、發明說明(1〇5 ) 使用所得溶膠,與實施例1 一樣之方法在玻璃板表面 形成透明(橘色)平滑之被膜,針對此被膜之表面評估照 射紫外線前後之親水性或疏水性的變化及光觸媒活性。結 果示於表4。 參考比較例1 使用實施例2 0所得溶膠,與實施例1 一樣方法在玻 璃表面形成透明且平滑之被膜,針對此被膜之表面評估陽 光照射前後之親水性或疏水性之變化。結果示於表4。 (請先閱讀背面之注咅?事項再本頁) 裝 表4 照射陽光前後之被膜表面的親水性或疏水性變化 項目 實施例2 1 實施例22 參考比較例1 光之接觸角 76.7 ° 77.0 ° 80.7 ° (光照射前) 光之接觸角 26.9 ° 39.1 ° 76.2 0 (光照射3時間後) · · .線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 參考例1 6 合成具有分光增感基之含s i -Η基矽化合 物(1 1 ) 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入10g 4-胺基螢光素與1400g二噁烷’攪拌 下於3 0 °C以約3 0分鐘之時間添加溶解2 · 4 g異氰酸 烯丙酯於2 2 . 6 g二噁烷之溶液,再於3 0 °C攪拌5小 時。所得反應混合液中添加5 0 0 g K F - 9 9 0 1 ( 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -108- Α7 五、發明說明(1〇6 ) 參考例1中使用者),攪拌下昇溫爲8 0 °C。於8 0 °C以 約1小時之時間添加溶解3 7 0 g u N I Ο X M U S ~8 (參考例1中使用者)與5g氯化鈾(I V)酸6水 合物之5重量%異丙醇管液,於8 0 °C繼續攪拌2小時後 冷却至室溫,得含有具分光增感基之含S i _H基矽化合 物(1 1 )〔以下稱爲化合物(1 1 )〕之溶液。 在4 g所得含化合物(1 1 )之溶液中加入1 〇 〇 g 水即成爲均式透明具螢光色水溶液。在4 g含此化合物( 1 1 )之溶液中添加8 g 丁氧基乙醇,混合後添加8 me 1 N氫氧化鈉水溶液即產生氫氣,體積係2 3 °C下爲3 3 。由此氫氣生成量求得每1 g含化合物(1 1 )之溶液 的S 1 - Η基含量係0 . 3 2毫莫爾/公克(換算爲每 1 g KF9901之S i—H基含量係約3 . 1毫莫耳 /公克)。 實施例2 3 在裝備有回流冷却器、溫度計及攪拌裝置之反應器中 放入2 0 0 g Tinoc A-6 (與實施例1使用者相同),於 3 0 °C攪拌下以約3 0分鐘之時間添加2 . 5 g含有參考 例1 6所得化合物(1 1 )之溶液,再於3 0 °C下攪拌3 小時,即可得含分散性極佳,2 3 n m體積平均粒徑之具 螢光色含改性氧化鈦粒子的溶膠。這時隨化合物(1 )之 反應發生氫氣,其體積係2 3°C下爲1 2 〇m£。 與實施例1 一樣之方法測定I R光譜,結果改性前之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再uPf本頁) ·*·Μ° 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 -109- A7 ___________B7__ 五、發明說明(1〇7 ) 氧化鈦I R光譜中被觀測到之T i _ Ο Η基吸收已消失。 使用所得溶膠’與實施例1 一樣之方法在玻璃板表面 形成透明(黃色〜綠色)且平滑之被膜,針對此被膜之表 面評估照射幾乎不含紫外線之光前後之親水性或疏水性之 變化。結果示於表5。 ’ 參考比較例2 針對實施例1之玻璃板表面形成之被膜表面評估照射 幾乎不含紫外線之光線時其前後之親水性或疏水性變化。 結果示於表5。 比較例1 1 使用Tmoc Α-6 (與實施例1中使用者相同),噴塗於 玻璃板上使其膜厚於0 · 5 // m,然後於室溫乾燥1小時 ,在玻璃表面形成透明且平滑之被膜,針對此被膜表面評 估照射幾乎不含紫外線之光時其前後之親水性或疏水性的 變化,結果示於表5。 <請先閱讀背面之注意事項再本頁) -丨線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制^ -110- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7R7 五、發明說明(1〇8 ) 表5 照射幾乎不含紫外線時其前後之被膜表面的親水性 或疏水性之變化 項目 實施例22 參考比較例2 比較例1 1 先之接觸角 25.7 ° 37.0 ° 15.7 ° (光照射前) 光之接觸角 102.9 0 38.3 ° 16.2 ° (光照射24小時後) 產業上之可利用性 使用本發明之改性光觸媒溶膠,以及包含該改性光觸 媒溶膠與功能性物質所成改性光觸媒組成物,在基材表面 形成包含改性光觸媒之被膜時,可以在不影響其活性之下 ,以溫和條件在基材表面堅牢地固定化改性光觸媒,並且 所形成被膜,或以上述被膜所被覆之基材不會因光觸媒之 作用而劣化.。更由於上述被膜係透明性、耐久性、耐污染 性、硬度等極優,所以對於防止污垢附著於各種基材表面 ,以防止其變混濁不透明化等均極爲有用者。 又,本發明之功能性複合體及成形體係在其表面改性 光觸媒可具有十足之效果,所以可有效地防止表面附著污 垢或變混濁不透明。 圖面之簡單說明 第1圖所示由日本東芝Litec製F L 2 0 S · Ν — S D L NU型螢光燈所得光之分光能分佈圖。 請* 先 閱* 讀― 背1 面 之 注 意 事 項 再
頁 I 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐) -111 - Α7 Β7 i、發明說明(109 ) 第2圖係使用實施例1 7製造之改性光觸媒組成物在 〇 Η p ( overhead projector )薄膜表面所形成被膜,使用 @量分散形X線分光器測定其剖面之鈦原子分佈的結果所 示圖。 第3圖係使用實施例1 8製造之改性光觸媒組成物在 〇 Η P薄膜表面所形成被膜,使用能量分散形X線分光器 測定其剖面之鈦原子分佈的結果所示圖。 <請先閱讀背面之注意事項再 裝i I 頁) 訂· -I線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) -112 -

Claims (1)

  1. ?" 2, ^1 告 公 8 8 8 8 ABCD 六、申請專利範圍 本年月 修正 補充 第 881 203 85 號專利 - 中文申請專利範圍修正本 民國9 0年8月修正 1 · 一種改性之光觸媒溶膠,其特徵爲包含在液體媒 體中所分散之改性光觸媒粒子所成改性之光觸媒溶膠,且 該改性光觸媒粒子係使用自具有至少一種選自式(1 )所 示一氧化二有機基矽烷單位、式(2)所示二氧化有機基 矽烷單位、及式(3 )所示二氟化亞甲基單位所成群構造 單位的化合物類群中所選出之至少一種改性劑化合物予以 改性處理所得, 該改性光觸媒粒子之平均粒徑爲以體積平均粒徑言爲 8 0 0 n m以下者, -(R 1 R 2 S i 0 ) - (1) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- (式中R 1,R 2係各自獨立示氫原子、直鏈狀或支鏈狀之 C !〜C 3。烷基、C 5〜C 2。環烷基、或不被取代或以c 1 〜C 2。烷基、C i〜C 2 Q烷氧基、或鹵素原子所取代的 C 6〜C 2 Q芳基)’ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R1 -Si—〇 式中R 1係如式(1 )所定義 -(C F 2 )- (2 ) 及 3 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Μ規格(210X297公釐) A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 .如申請專利範圍第1項之改性之光觸媒溶膠,其 中該改性光觸媒粒子之改性處理前的平均粒徑爲以體積平 均粒徑言爲2 0 0 n m以下。 3 .如申請專利範圍第1項之改性之光觸媒溶膠,其 中該改性之光觸媒粒子中除去來自該改性劑化合物部份之 部份的平均粒徑爲以體積平均粒徑言爲2 0 0 n m以下。 4 .如申請專利範圍第1項之改性之光觸媒溶膠,其 中靜置保持於3 0 °C 1 0 0天時,保持該改性光觸媒粒 子的平均粒徑爲以體積平均粒徑言爲8 0 0 n m以下。 5 .如申請專利範圍第1項之改性之光觸媒溶膠,其 中該改性劑化合物爲含有分光增感基者。 6 ·如申請專利範圍第1項之改性之光觸媒溶膠,其 中該改性劑化合物爲含有至少一個選自環氧基、丙烯醯基 、甲基丙烯醯基、酸酐基、酮基、羧基、肼殘基、異氰酸 酯基、異硫氰酸酯基、羥基、胺基、環狀碳酸酯基、酯基 所成群之反應性基者。 7 如申請專利範圍第6項之改性之光觸媒溶膠,其 中該改性劑化合物爲含有至少一個選自肼殘基及酮基所成 反應基者。 8 ·如申請專利範圍第1項之改性之光觸媒溶膠,其 中該改性劑化合物爲在水中具有自行乳化性或溶解性之化 合物。 9 .如申請專利範圍第1項之改性之光觸媒溶膠,其 中該改性劑化合物爲包含至少一個有至少一個氫原子結合 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 於碳原子的化合物。 1 0 ·如申請專利範圍第9項之改性之光觸媒溶膠, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) #中在對於結合於碳原子之氫原子具有脫氫縮合活性之脫 m縮'合觸媒存在下進行該改性劑化合物對該光觸媒粒子的 該改性處理。 1 1 .如申請專利範圍第1 〇項之改性之光觸媒溶膠 ’其中該脫氫縮合觸媒爲包含至少一種鉑族金屬或其化合 物者。 1 2 .如申請專利範圍第9項之改性之光觸媒溶膠, 其中該改性化合物爲具有式(4 )所示平均組成的矽化合 物。 HpRqQrXsS ί 〇(4 - μ-q-r — s)/2 (4) 〔式中 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R示直鏈狀或支鏈狀烷基、C5〜C2〇環 烷基、及不被取代或自被C i〜C 2 Q烷基、C i〜C 2 D烷 氧基、或鹵素原子所取代之C 6〜C 2。芳基所成群中選出 至少一個烴基, Q示含有至少一種選自以下賦予功能性之基, ①至少一種選自直鏈狀或支鏈狀Ci-Cs。烷基、c5 〜C 2 Q環烷基、不被取代或被至少一種C 1〜C 2。院基、 C i〜C 2 ^烷氧基、及鹵素原子所成群取代基取代之c 6〜 C 2。芳基、及C i〜c 3 〇氟化烷基所成疏水性基, 0至少一種選自羧基及其鹽、磷酸基及其鹽、磺酸基 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公着) - 4 7 4 A8 B8 C8 ^~—_— ----^_ 六、申請專利範圍 及其鹽及聚氧化稀基所成群之親水性基’ ③ 至少一種選自環氧基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、 酸奸基、酮基、胼殘基、異氰酸酯基、異硫酸酯基、羥基 、胺基、環狀碳酸酯基、及酯基所成群之反應性基,及 ④ 至少一種分光增感基’ X示至少一種選自c 1〜c 2。烷氧基、羥基、羥亞胺 基、烯氧基、胺基、醯胺基、Ci-Cs。醯氧基、胺氧基 、及鹵素原子所成群之水解性基, 0 < p < 4, 0 < q < 4, 0 ^ r < 4 1 0 S s < 2,及 (p + q + r + s) <4]。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之改性之光觸媒溶膠 ’其中該矽化合物爲式(5 )所示化合物, (R1HSiO)a(R,2SiO)b(R'QSiO)c(R13SiOi/2)d (5) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --裝 、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R 中 式 式 如 係 定 所 定 所 4 /IV 式 如 係 Q II 2 : d II 且 d 數, 整物 上合 以化 2 氧 且爲矽 ,} 聚 o C 狀 0 + 環 o b 係 ο + 物 整 1 a 合 , 之 VII C 化 數 1 } 惟示 整或 C ,所 上 0+2 } 以係 b 或,5 1 C + ο ( 係, 係式 3 b ( d , 時 〇 數 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) _ 4 - 六、申請專利範圍 時式(5 )所示化合物係鏈狀聚矽氧化合物〕。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 4 . 一種改性之光觸媒組成物,其特徵爲含如申請 專利範圍第1項至第1 3項中任一項的改性之光觸媒溶膠 與功能性物質的改性光觸媒組成物, 該功能性物質係含有至少一種選自樹脂、聚羰基化合物、 聚肼化合物、樹脂塗料、比該改性光觸媒溶膠中改性光觸 媒粒子具有較大表面能量之化合物、以及比該改性光觸媒 溶膠中改性光觸媒粒子具有較大表面能量之樹脂的塗料組 成物所成群者, 對於該功能性物質的固體成分之重量而言,該改性光觸媒 溶膠的固體成分的重量比爲0 _ 0 0 0 1至1 0〇。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之改性之光觸媒組成 物,其中該功能性物質爲樹脂。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項之改性之光觸媒組成 物,其中該樹脂爲至少一種選自聚矽氧系樹脂及氟系樹脂 所成群者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 7 .如申請專利範圍第1 5項之改性之光觸媒組成 物,其中該改性之光觸媒溶膠爲如申請專利範圍第6項之 改性之光觸媒溶膠,該樹脂爲對該改性之光觸媒溶膠所具 有之反應性基具有反應性者。 1 8 .如申請專利範圍第1 4項之改性之光觸媒組成 物,其中該改性之光觸媒溶膠爲如申請專利範圍第7項之 改性之光觸媒溶膠,該功能性物質爲至少一種選自聚羰基 化合物及聚肼化合物所成群化合物者。 ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -5 - 4 φ ^ Α8 Β8 C8 D8 ' ' . ------- - ..... 六、申請專利範圍 1 9 .如申請專利範圍第1 4項之改性之光觸媒組成 t/ ’其中該功能性物質爲樹脂塗料。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 0 .如申請專利範圍第1 4項之改性之光觸媒組成 物’其中該功能性物質爲表面能量較該改性之光觸媒溶膠 中之改性光觸媒粒子大之化合物,改性光觸媒之分布具有 自傾斜性者。 2 1 .如申請專利範圍第1 4項之改性之光觸媒組成 物,其中該功能性物質爲含有表面能量較該改性之光觸媒 溶膠中之改性光觸媒粒子大之樹脂所成塗料組成物,改性 光觸媒之分佈具自傾斜性者。 2 2 . —種改性之光觸媒組成物,其特徵爲由如申請 專利範圍第1至1 3項中任一項的改性光觸媒溶膠除去液 體溶媒所得,含有其平均粒子徑爲體積平均粒子徑而言, 8 0 0 n m以下的改性光觸媒粒子、與功能性物質之改性 光觸媒組成物, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該功能性物質係含有至少一種選自比該改性光觸媒粒子具 有較大表面能量之化合物、以及比該改性光觸媒粒子具有 較大表面能量之樹脂的塗料組成物所成群者, 對該功能性物質的固體成分之重量而言,改性光觸媒粒子 的重量比爲0 · 000 1至100。 2 3 .如申請專利範圍第2 2項之改性之光觸媒組成 物,其中該功能性物質爲表面能量較該改性光觸媒粒子大 之化合物,改性光觸媒之分布具有自傾斜性者。 2 4 .如申請專利範圍第2 2項之改性之光觸媒組成 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公釐) ~ 夂、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 物’其中該功能性物質爲含有表面能量較該改性光觸媒粒 子大之樹脂所成塗料組成物,改性光觸媒之分佈具自傾斜 性者。 2 5 .如申請專利範圍第1項至第1 3項中任一項之 改性之光觸媒溶膠,其使用於在該改性光觸媒溶膠存在下 ’聚合至少一種選自乙烯化合物及水解性矽烷化合物所成 群之化合物,所製造的改性光觸媒-樹脂複合組成物的製 造步驟。 2 6 ·如申請專利範圍第1項至第13項中任一項之 改性之光觸媒溶膠,其使用於製造含有該改性光觸媒溶膠 的被膜被形成在基材上所成的功能性複合體。 2 7 ·如申請專利範圍第1 4項之改性之光觸媒組成 物,其使用於製造經由成形的成形體。 2 8 ·如申請專利範圍第1 4項之改性之光觸媒組成 物,其使用於製造含有該改性光觸媒組成物的被膜被形成 在基材上所成的功能性複合體。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 9 ·如申請專利範圍第2 0項之改性之光觸媒組成 物,其使用於經由成形,以製造得對於改性光觸媒的分佈 具有各向異性的成形體。 3 ◦·如申請專利範圍第2 0項或第2 1項之改性之 光觸媒組成物,其使用於製造含有該改性光觸媒組成物的 被膜被形成於基材上,該被膜對於改性光觸媒的分佈具有 各向異性的功能性複合體。 3 1 ·如申請專利範圍第2 2項之改性之光觸媒組成 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -7 - \ ABC 8 D 六、申請專利範圍 物’其使用於製造經由成形的成形體。 3 2 ·如申請專利範圍第2 2項之改性之光觸媒組成 物,其使用於製造含有該改性光觸媒組成物的被膜被形成 在基材上所成的功能性複合體。 3 3 .如申請專利範圍第2 3項之改性之光觸媒組成 物,其使用於經由成形,以製造改性光觸媒的分佈具有各 向異性的成形體。 3 4 ·如申請專利範圍第2 3項或第2 4項之改性之 光觸媒組成物,其使用於製造含有該改性光觸媒組成物的 被膜被形成於基材上,該被膜對於改性光觸媒的分佈具有 各向異性的功能性複合體。 3 5 ·如申請專利範圍第2 5項之改性之光觸媒溶膠 ,其使用於經由成形該改性光觸媒-樹脂複合組成物的成 形體之製造上。 3 6 ·如申請專利範圍第2 5項之改性之光觸媒溶膠 ,其使用於製造含有該改性光觸媒-樹脂組成物的被膜被 形成在基材上所成的功能性複合體。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ 8 -
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