氧化鈦分散液、氧化鈦涂布液及光催化劑涂膜的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于形成具有光催化劑能力的涂膜的氧化鈦分散液、含有所述氧化鈦分散液的氧化鈦涂布液、使用所述氧化鈦涂布液形成的光催化劑涂膜及光催化劑涂裝體。本申請主張2013年3月15日在日本提出申請的日本特愿2013-053082號的優先權，在此引用其內容。
【背景技術】
[0002]氧化鈦粒子吸收紫外線后發揮出強氧化作用，因此，近年來，作為光催化劑被利用于各種用途(例如下述(I)?(5))。
[0003](I)分解從汽車尾氣等排出的氮氧化物(NOx)或硫氧化物(SOx)等環境污染物質從而進行大氣凈化；
[0004](2)通過分解氨、乙醛、硫化氫、甲基硫醇等惡臭物質而實現除臭；
[0005](3)通過分解四氯乙烯或三鹵甲烷等有機氯化合物而進行水凈化；
[0006](4)通過殺菌并進一步分解其尸體而實現抗菌；
[0007](5)通過分解油分而防止砂或污垢附著于油分所產生的污染而實現防污。
[0008]氧化鈦光催化劑包括懸浮于溶液中來使用的情況、和在擔載于基材的狀態下使用的情況。一般而言，其表面積的大小與光催化劑能力成正比，因此，前者的活性較高，但從實用性的觀點出發，大多采用后者。采用后者的情況下，主要采用以下方法:使用粘合劑成分使通過分散劑進行了高分散的氧化鈦光催化劑密合于基材。
[0009]作為分散劑，已知有使用多羧酸鹽、萘磺酸甲醛縮合物鹽、聚乙二醇等有機高分子化合物、或六偏磷酸鹽、焦磷酸鹽、磷酸鹽、草酸鹽等無機化合物(專利文獻I?3)。使用分散劑時，通過將氧化鈦光催化劑進行高分散并增大其比表面積而得到使光催化劑能力提高的效果，但分散劑存在于氧化鈦光催化劑的表面時，會優先對覆蓋氧化鈦光催化劑表面的那一部分分散劑發揮氧化作用，表觀上光催化劑效果降低。特別是使用難以通過氧化鈦光催化劑的光催化劑作用而被分解的無機化合物作為分散劑時，會出現不能表現出本來的光催化劑效果的問題。另外，使用無機化合物作為分散劑時，初期的分散性優異，但存在難以長時間地維持高分散狀態，分散穩定性低的問題。
[0010]另一方面，使用有機高分子化合物作為分散劑時，存在于氧化鈦光催化劑表面的分散劑優先被分解，因此，存在以下問題:使用能夠將氧化鈦光催化劑高分散的充分量的有機高分子化合物時，直到表現出本來的光催化劑效果的等待時間變長。另外，減小有機高分子化合物的分子量時，可以縮短直到表現出光催化劑能力的等待時間，但存在難以得到分散劑效果的問題。
[0011]另外，作為粘合劑成分，公開了使用鈦過氧化物和殼聚糖或纖維素等多糖(專利文獻4)。但是，存在以下問題:由于所述殼聚糖或纖維素等多糖不溶于水，因此，在制備粘合劑液時，必須使其在高溫下溶解于大量的過氧化氫水溶液，涂布液變為酸性，導致用途受至IJ限制。
[0012]現有技術文獻
[0013]專利文獻
[0014]專利文獻1:日本特開2007-252987號公報
[0015]專利文獻2:日本特開2009-056348號公報
[0016]專利文獻3:日本特開2010-222444號公報
[0017]專利文獻4:日本專利第3755852號公報
【發明內容】
[0018]發明所要解決的技術問題
[0019]因此，本發明的目的在于，提供一種氧化鈦分散液，其分散性及分散穩定性優異，可以通過涂布、干燥而形成迅速地表現出優異的光催化劑能力的光催化劑涂膜。
[0020]本發明的其它目的在于，提供一種氧化鈦涂布液，其不需要在高溫下使粘合劑溶解于大量的過氧化氫水溶液，可以以簡單的操作制備，且可以降低成本，同時分散性、分散穩定性及涂敷性優異。
[0021]本發明的進一步其它目的在于，提供一種氧化鈦涂布液，其可以在接近于中性的區域制備，同時分散性、分散穩定性及涂敷性優異。
[0022]本發明的進一步其它目的在于，提供一種使用所述氧化鈦涂布液而形成的光催化劑涂膜、以及在基材表面設置有所述光催化劑涂膜的光催化劑涂裝體。
[0023]用于解決技術問題的技術方案
[0024]本發明人等為了實現上述目的而進行了潛心研究，結果發現:在擔載有過渡金屬化合物的氧化鈦粒子中添加溶劑和特定的分散劑時，即使不使其在高溫下溶解于大量的過氧化氫水中，也能夠在室溫附近、且在接近于中性的區域簡單地得到分散性及分散穩定性優異、可以通過涂布、干燥而形成迅速表現出優異的光催化劑能力的光催化劑涂膜的氧化鈦分散液。本發明是基于上述見解而完成的發明。
[0025]S卩，本發明提供一種氧化鈦分散液，其含有:擔載有過渡金屬化合物的氧化鈦粒子(A)、包含聚丙烯酸或其鹽的分散劑(B)、以及溶劑(C)。
[0026]本發明還提供上述氧化鈦分散液，其中，分散劑(B)中的聚丙烯酸或其鹽為聚丙烯酸堿金屬鹽。
[0027]本發明還提供上述氧化鈦分散液，其中，分散劑(B)中的聚丙烯酸或其鹽的重均分子量為1000?100000的范圍內。
[0028]本發明還提供上述氧化鈦分散液，其中，擔載有過渡金屬化合物的氧化鈦粒子(A)為擔載有鐵化合物的氧化鈦粒子。
[0029]本發明還提供上述氧化鈦分散液，其中，擔載有過渡金屬化合物的氧化鈦粒子(A)是在氧化鈦粒子的氧化反應面擔載過渡金屬化合物的粒子。
[0030]本發明還提供上述氧化鈦分散液，其中，擔載有過渡金屬化合物的氧化鈦粒子(A)中的氧化鈦粒子為金紅石型氧化鈦粒子。
[0031]本發明還提供一種氧化鈦涂布液，其含有所述氧化鈦分散液、以及選自過氧化鈦、硅類化合物及氟樹脂中的至少I種粘合劑成分(D)。
[0032]本發明還提供上述的氧化鈦涂布液，其中，粘合劑成分(D)至少含有過氧化鈦。
[0033]本發明還提供一種光催化劑涂膜，其是使用所述氧化鈦涂布液而形成的。
[0034]本發明還提供一種光催化劑涂裝體，其包括基材和設置在基材表面的所述光催化劑涂月吳。
[0035]S卩，本發明涉及以下發明。
[0036](I) 一種氧化鈦分散液，其含有:擔載有過渡金屬化合物的氧化鈦粒子(A)、包含聚丙烯酸或其鹽的分散劑(B)、以及溶劑(C)。
[0037](2)如⑴所述的氧化鈦分散液，其中，分散劑⑶中的聚丙烯酸或其鹽為聚丙烯酸堿金屬鹽。
[0038](3)如(I)或(2)所述的氧化鈦分散液，其中，分散劑(B)中的聚丙烯酸或其鹽的重均分子量為1000?100000的范圍內。
[0039](4)如⑴?(3)中任一項所述的氧化鈦分散液，其中，擔載有過渡金屬化合物的氧化鈦粒子(A)為擔載有鐵化合物的氧化鈦粒子。
[0040](5)如⑴?(4)中任一項所述的氧化鈦分散液，其中，擔載有過渡金屬化合物的氧化鈦粒子(A)是在氧化鈦粒子的氧化反應面擔載過渡金屬化合物的粒子。
[0041 ] (6)如(I)?(5)中任一項所述的氧化鈦分散液，其中，擔載有過渡金屬化合物的氧化鈦粒子(A)中的氧化鈦粒子為金紅石型氧化鈦粒子。
[0042](7)如⑴?(6)中任一項所述的氧化鈦分散液，其中，擔載有過渡金屬化合物的氧化鈦粒子(A)是:
[0043]其具有(110) (111)面且在所述(111)面擔載有鐵化合物的金紅石型氧化鈦；
[0044]和/ 或
[0045]具有(110) (111) (001)面且在所述(001) (111)面擔載有鐵化合物的金紅石型氧化鈦粒子。
[0046](8) 一種氧化鈦涂布液，其含有⑴?(7)中任一項所述的氧化鈦分散液、以及選自過氧化鈦、硅類化合物及氟樹脂中的至少I種粘合劑成分(D)。
[0047](9)如(8)所述的氧化鈦涂布液，其粘合劑成分(D)至少含有過氧化鈦。
[0048](10) 一種光催化劑涂膜，其是使用(8)或(9)所述的氧化鈦涂布液而形成的。
[0049](11) 一種光催化劑涂裝體，其包括基材和設置在基材表面的(10)所述的光催化劑涂月吳。
[0050]發明的效果
[0051]由于本發明的氧化鈦分散液使用聚丙烯酸或其鹽作為分散劑，因此，即使不使其在高溫下溶解于大量的過氧化氫水，也能夠在室溫左右且在接近于中性的區域簡單地制備，并且，分散穩定性優異，可以長期間地維持高分散狀態。另外，可以縮短氧化鈦光催化劑分解分散劑直到表現出本來的光催化劑性能的等待時間，可以確保光催化劑性能的即效性。另外，由于本發明的氧化鈦涂布液含有所述氧化鈦分散液，因此，可以在接近于中性的區域制備，通用性優異。而且，本發明的氧化鈦涂布液的分散性及分散穩定性高，涂敷性優升。
【具體實施方式】
[0052][擔載有過渡金