JP2005230661A - Photocatalyst composition for visible light and coating film containing photocatalyst for visible light - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可視光によって光触媒作用を示す可視光光触媒組成物、特にコーティング用に有用な可視光光触媒組成物および該可視光光触媒組成物からなる可視光光触媒含有塗膜に関する。 The present invention relates to a visible light photocatalyst composition exhibiting a photocatalytic action by visible light, particularly to a visible light photocatalyst composition useful for coating and a visible light photocatalyst-containing coating film comprising the visible light photocatalyst composition.
可視光光触媒活性を有する酸化物半導体(a)について盛んに研究が行われており、可視光で光触媒作用を示す酸化物半導体微粒子が数多く提案されている。また、比較的低温で前記半導体微粒子を固定化するためにバインダーにシロキサン樹脂を使用したコーティング材も一部提供されているが、乾燥塗膜0.1μmとした場合のヘイズが2を超える等、透明性に劣る場合が多い。特に、長期保存した場合に、増粘・ゲル化や粒子沈降などを引き起こし、透明塗膜が得られないなどの問題があり、より分散安定性や貯蔵安定性の優れる可視光光触媒組成物が望まれていた。 Active research has been conducted on oxide semiconductors (a) having visible light photocatalytic activity, and many oxide semiconductor fine particles having a photocatalytic action with visible light have been proposed. Moreover, in order to immobilize the semiconductor fine particles at a relatively low temperature, a coating material using a siloxane resin as a binder is also provided, but the haze when the dry coating film is 0.1 μm exceeds 2, It is often inferior in transparency. In particular, when stored for a long period of time, there are problems such as thickening, gelation and particle sedimentation, and a transparent coating film cannot be obtained. A visible light photocatalyst composition with better dispersion stability and storage stability is desired. It was rare.
一方、特許文献1、2にて光触媒コーティング組成物が提案されている。しかし、光触媒微粒子として可視光で光触媒作用を発揮するよう特別な処理を施した新規な半導体微粒子を使用した場合、半導体微粒子の表面特性が相違し、従来のコーティング組成物では増粘、ゲル化や粒子沈降を引き起こし、十分な分散安定性を確保できず、乾燥塗膜0.1μmとした場合のヘイズが2以下の透明な塗膜を得ることができない場合があった。特に可視光で光触媒作用を示す半導体微粒子の含有量が固形分中25%を超える場合に透明性の低下が顕著になり、より分散安定性、貯蔵安定性に優れ、透明な塗膜が得られる可視光光触媒組成物が望まれていた。 On the other hand, photocatalyst coating compositions are proposed in Patent Documents 1 and 2. However, when new semiconductor fine particles that have been specially treated to exhibit photocatalytic activity under visible light are used as photocatalyst fine particles, the surface characteristics of the semiconductor fine particles are different, and conventional coating compositions are thickened, gelled, In some cases, sedimentation of particles was caused, and sufficient dispersion stability could not be ensured, and a transparent coating film having a haze of 2 or less when the dried coating film was 0.1 μm could not be obtained. In particular, when the content of the semiconductor fine particles exhibiting a photocatalytic action under visible light exceeds 25% in the solid content, the decrease in the transparency becomes remarkable, and a transparent coating film with more excellent dispersion stability and storage stability is obtained. A visible light photocatalytic composition has been desired.
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、400nm未満のスペクトル成分が少なく可視光が多い環境下、たとえば室内環境下や紫外線カットガラスを有する車室内、において十分な光触媒作用を示し、かつ塗膜の透明性や分散液の保存安定性に優れる可視光光触媒組成物および該可視光光触媒組成物からなる可視光光触媒含有塗膜を提供することを目的としている。 The present invention is intended to solve the problems associated with the prior art as described above, and has an environment with a small amount of spectral components of less than 400 nm and a large amount of visible light, for example, an indoor environment or a vehicle interior having an ultraviolet cut glass, The present invention aims to provide a visible light photocatalyst composition that exhibits sufficient photocatalytic activity and is excellent in coating film transparency and dispersion storage stability, and a visible light photocatalyst-containing coating film comprising the visible light photocatalyst composition. Yes.
本発明の可視光光触媒組成物および可視光光触媒含有塗膜は以下のとおりである。
すなわち、本発明に係る第一の可視光光触媒組成物は、
(a)可視光光触媒活性を有する酸化物半導体、
(b)下記式(1)
R1 mTi(OR2)4-m (1)
(式中、R1は炭素数1〜8個の有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R2は炭素数1〜6個のアルキル基、炭素数1〜6個のアシル基およびフェニル基からなる群から選択される有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R1およびR2は同じであっても異なっていてもよく、mは0〜3の整数である)
で表されるチタンアルコレートおよびその誘導体、ならびに上記式(1)で表されるチタンアシレートおよびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種のチタン化合物、および
(c)下記一般式(2)
R3 nSi(OR4)4-n (2)
(式中、R3は炭素数1〜8個の1価の有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R4は炭素数1〜5個のアルキル基または炭素数1〜6個のアシル基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R3およびR4は同じであっても異なっていてもよく、nは0〜3の整数である)
で表されるオルガノシランおよびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種のシラン化合物、
を含有し、400nm以上の可視光照射下で光触媒活性を有することを特徴としている。
The visible light photocatalyst composition and the visible light photocatalyst-containing coating film of the present invention are as follows.
That is, the first visible light photocatalyst composition according to the present invention is:
(A) an oxide semiconductor having visible light photocatalytic activity,
(B) The following formula (1)
R 1 m Ti (OR 2 ) 4-m (1)
(In the formula, R 1 represents an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and when two or more exist, they may be the same or different, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, It represents an organic group selected from the group consisting of an acyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and R 1 and R 2 are the same Or m may be an integer of 0 to 3)
At least one titanium compound selected from the group consisting of a titanium alcoholate represented by the formula (1) and a titanium acylate represented by the above formula (1) and a derivative thereof; )
R 3 n Si (OR 4 ) 4-n (2)
(In the formula, R 3 represents a monovalent organic group having 1 to 8 carbon atoms, and when a plurality of R 3 are present, they may be the same or different, and R 4 has 1 to 5 carbon atoms. Represents an alkyl group or an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and R 3 and R 4 may be the same or different; n is an integer of 0 to 3)
At least one silane compound selected from the group consisting of organosilanes and derivatives thereof,
And having photocatalytic activity under irradiation with visible light of 400 nm or more.
また、本発明に係る第二の可視光光触媒組成物は
(a)可視光光触媒活性を有する酸化物半導体、
(b)下記式(1)
R1 mTi(OR2)4-m (1)
(式中、R1は炭素数1〜8個の有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R2は炭素数1〜6個のアルキル基、炭素数1〜6個のアシル基およびフェニル基からなる群から選択される有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R1およびR2は同じであっても異なっていてもよく、mは0〜3の整数である)
で表されるチタンアルコレートおよびその誘導体、ならびに上記式(1)で表されるチタンアシレートおよびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種のチタン化合物、および
(d)Si−O結合を有し、重量平均分子量が300〜100,000であり、かつ、下記式(3)
−(R5O)p−(R6O)q−R7 (3)
(式中、R5およびR6は炭素数1〜5個のアルキル基を表し、同じであっても異なっていてもよく、R7は水素原子または炭素数1〜5個のアルキル基を表し、pおよびqは、p+qの値が2〜50となる数である)
で表される構造を含有するオルガノシロキサンオリゴマー、
を含有し、400nm以上の可視光照射下で光触媒活性を有することを特徴としている。
Further, the second visible light photocatalyst composition according to the present invention is (a) an oxide semiconductor having visible light photocatalytic activity,
(B) The following formula (1)
R 1 m Ti (OR 2 ) 4-m (1)
(In the formula, R 1 represents an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and when two or more exist, they may be the same or different, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, It represents an organic group selected from the group consisting of an acyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and R 1 and R 2 are the same Or m may be an integer of 0 to 3)
And at least one titanium compound selected from the group consisting of a titanium alcoholate represented by the formula (1) and a titanium acylate represented by the formula (1) and a derivative thereof, and (d) a Si-O bond. Having a weight average molecular weight of 300 to 100,000, and the following formula (3)
- (R 5 O) p - (R 6 O) q -R 7 (3)
(In the formula, R 5 and R 6 represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, which may be the same or different, and R 7 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. , P and q are numbers such that the value of p + q is 2 to 50)
An organosiloxane oligomer containing a structure represented by:
And having photocatalytic activity under irradiation with visible light of 400 nm or more.
さらに、本発明に係る第三の可視光光触媒組成物は
(a)可視光光触媒活性を有する酸化物半導体、
(b)下記式(1)
R1 mTi(OR2)4-m (1)
(式中、R1は炭素数1〜8個の有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R2は炭素数1〜6個のアルキル基、炭素数1〜6個のアシル基およびフェニル基からなる群から選択される有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R1およびR2は同じであっても異なっていてもよく、mは0〜3の整数である)
で表されるチタンアルコレートおよびその誘導体、ならびに上記式(1)で表されるチタンアシレートおよびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種のチタン化合物、
(c)下記一般式(2)
R3 nSi(OR4)4-n (2)
(式中、R3は炭素数1〜8個の1価の有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R4は炭素数1〜5個のアルキル基または炭素数1〜6個のアシル基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R3およびR4は同じであっても異なっていてもよく、nは0〜3の整数である)
で表されるオルガノシランおよびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種のシラン化合物、および
(d)Si−O結合を有し、重量平均分子量が300〜100,000であり、かつ下記式(3)
−(R5O)p−(R6O)q−R7 (3)
(式中、R5およびR6は炭素数1〜5個のアルキル基を表し、同じであっても異なっていてもよく、R7は水素原子または炭素数1〜5個のアルキル基を表し、pおよびqは、p+qの値が2〜50となる数である)
で表される構造を含有するオルガノシロキサンオリゴマー、
を含有し、400nm以上の可視光照射下で光触媒活性を有することを特徴としている。
Furthermore, the third visible light photocatalyst composition according to the present invention comprises (a) an oxide semiconductor having visible light photocatalytic activity,
(B) The following formula (1)
R 1 m Ti (OR 2 ) 4-m (1)
(In the formula, R 1 represents an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and when two or more exist, they may be the same or different, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, It represents an organic group selected from the group consisting of an acyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and R 1 and R 2 are the same Or m may be an integer of 0 to 3)
And at least one titanium compound selected from the group consisting of a titanium acylate represented by the above formula (1) and a derivative thereof,
(C) The following general formula (2)
R 3 n Si (OR 4 ) 4-n (2)
(In the formula, R 3 represents a monovalent organic group having 1 to 8 carbon atoms, and when a plurality of R 3 are present, they may be the same or different, and R 4 has 1 to 5 carbon atoms. Represents an alkyl group or an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and R 3 and R 4 may be the same or different; n is an integer of 0 to 3)
And at least one silane compound selected from the group consisting of organosilanes and derivatives thereof, and (d) having a Si—O bond, a weight average molecular weight of 300 to 100,000, and the following formula: (3)
- (R 5 O) p - (R 6 O) q -R 7 (3)
(In the formula, R 5 and R 6 represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, which may be the same or different, and R 7 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. , P and q are numbers such that the value of p + q is 2 to 50)
An organosiloxane oligomer containing a structure represented by:
And having photocatalytic activity under irradiation with visible light of 400 nm or more.
また、本発明に係る第四の可視光光触媒組成物では、本発明に係る第一〜第三の可視光光触媒組成物において、(a)可視光光触媒活性を有する酸化物半導体が拡散反射スペクトル測定により測定した400nmにおける吸光度が0.05以上であることが好ましい。
また、本発明に係る第五の可視光光触媒組成物では、本発明に係る第一〜第四の可視光光触媒組成物において、(a)可視光光触媒活性を有する酸化物半導体がブルッカイト型の酸化チタン、イオン注入タイプの酸化チタン、プラズマ処理を施した酸化チタン、酸素欠陥酸化チタン、窒素ドープ酸化チタン、硫黄ドープ酸化チタンおよび白金担持酸化チタンからなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
また、本発明に係る第六の可視光光触媒組成物では、本発明に係る第一〜第五の可視光光触媒組成物において、さらに(f)触媒を含有することが好ましい。
また、本発明に係る第七の可視光光触媒組成物では、本発明に係る第一〜第六の可視光光触媒組成物において、膜厚0.1μmの乾燥塗膜としたときのヘイズが2以下であることが好ましい。
Further, in the fourth visible light photocatalyst composition according to the present invention, in the first to third visible light photocatalyst compositions according to the present invention, (a) an oxide semiconductor having visible light photocatalytic activity is measured for diffuse reflection spectrum. The absorbance at 400 nm measured by the above is preferably 0.05 or more.
Further, in the fifth visible light photocatalyst composition according to the present invention, in the first to fourth visible light photocatalyst compositions according to the present invention, (a) an oxide semiconductor having visible light photocatalytic activity is oxidized with a brookite type. It is preferably at least one selected from the group consisting of titanium, ion-implanted titanium oxide, plasma-treated titanium oxide, oxygen-deficient titanium oxide, nitrogen-doped titanium oxide, sulfur-doped titanium oxide, and platinum-supported titanium oxide. .
The sixth visible light photocatalyst composition according to the present invention preferably further contains (f) a catalyst in the first to fifth visible light photocatalyst compositions according to the present invention.
Further, in the seventh visible light photocatalyst composition according to the present invention, the first to sixth visible light photocatalyst compositions according to the present invention have a haze of 2 or less when a dry coating film having a thickness of 0.1 μm is formed. It is preferable that
本発明に係る可視光光触媒含有塗膜は前記可視光光触媒組成物から得ることができる。 The visible light photocatalyst-containing coating film according to the present invention can be obtained from the visible light photocatalyst composition.
本発明によると、400nm未満のスペクトル成分が少なく、可視光が多い環境下、たとえば室内環境下や紫外線カットガラスを有する車室内においても、十分な光触媒作用を示し、かつ透明性に優れたコーティング膜を得ることができ、さらには分散液の保存安定性に優れた光触媒組成物を得ることができる。また、このような光触媒組成物から得られるコーティング膜は有機物分解など光触媒性能を利用した幅広い用途に好適に使用できる。 According to the present invention, the coating film exhibits a sufficient photocatalytic action and excellent transparency even in an environment having a small amount of spectral components of less than 400 nm and a large amount of visible light, for example, an indoor environment or a vehicle interior having an ultraviolet cut glass. In addition, a photocatalyst composition excellent in storage stability of the dispersion can be obtained. Moreover, the coating film obtained from such a photocatalyst composition can be suitably used for a wide range of applications utilizing photocatalytic performance such as organic matter decomposition.
以下、本発明に係る可視光光触媒組成物の各成分について詳細に説明する。
(a)可視光光触媒活性を有する酸化物半導体:
本発明に用いられる可視光光触媒活性を有する酸化物半導体は、400nm以上の可視光照射下で光触媒活性を有する可視光光触媒組成物が得られる酸化物半導体(以下、「酸化物半導体(a)」という)であれば特に限定されるものではない。
Hereinafter, each component of the visible light photocatalyst composition according to the present invention will be described in detail.
(A) Oxide semiconductor having visible light photocatalytic activity:
The oxide semiconductor having visible light photocatalytic activity used in the present invention is an oxide semiconductor (hereinafter referred to as “oxide semiconductor (a)”) from which a visible light photocatalytic composition having photocatalytic activity can be obtained under irradiation with visible light of 400 nm or more. If it says, it will not specifically limit.
酸化物半導体(a)としては、たとえば、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化鉄、酸化銅、チタン酸鉄、酸化ニッケル、酸化ビスマスなどの酸化物半導体に、可視光で作用するよう変性処理を行ったものが挙げられる。さらに好ましくは、ブルッカイト型の酸化チタン、イオン注入タイプの酸化チタン、プラズマ処理を施した酸化チタン、酸素欠陥酸化チタン、窒素ドープ酸化チタン、硫黄ドープ酸化チタン、白金担持酸化チタン等が上げられる。 Examples of the oxide semiconductor (a) include titanium oxide, tin oxide, zinc oxide, strontium titanate, tungsten oxide, zirconium oxide, niobium oxide, iron oxide, copper oxide, iron titanate, nickel oxide, and bismuth oxide. Examples include oxide semiconductors that have been subjected to a modification treatment so as to act on visible light. More preferable examples include brookite type titanium oxide, ion-implanted type titanium oxide, plasma-treated titanium oxide, oxygen-deficient titanium oxide, nitrogen-doped titanium oxide, sulfur-doped titanium oxide, platinum-supported titanium oxide, and the like.
これらの酸化物半導体(a)は、拡散反射スペクトル測定により測定した400nmにおける吸光度が0.05以上、さらには0.07以上、特には0.10以上であることが好ましく、吸光度の高い酸化物半導体(a)を用いることにより得られる光触媒組成物が可視光照射下で光触媒活性が効果的に発現される。拡散反射スペクトル測定による吸光度は、たとえば、日本分光社製の分光光度計V−570により測定することができる。 These oxide semiconductors (a) have an absorbance at 400 nm measured by diffuse reflection spectrum measurement of 0.05 or more, more preferably 0.07 or more, and particularly preferably 0.10 or more. The photocatalytic activity of the photocatalytic composition obtained by using the semiconductor (a) is effectively expressed under visible light irradiation. The absorbance by the diffuse reflection spectrum measurement can be measured by, for example, a spectrophotometer V-570 manufactured by JASCO Corporation.
酸化物半導体(a)は形態を限定されないが、例えば、粉体、水に分散した水系のゾルもしくはコロイド、あるいはアルコール等の極性溶媒やトルエンなどの非極性溶媒中に分散した有機溶媒系のゾルもしくはコロイドなどの形態が挙げられる。酸化物半導体(a)が有機溶媒系のゾルもしくはコロイドである場合、その分散性に応じてさらに水や有機溶媒を用いて希釈してもよく、また、分散性を向上させるために酸化物半導体(a)の表面を処理しても良い。酸化物半導体(a)の形態は、塗膜の所望の特性に応じて適宜決定される。また、酸化物半導体(a)がゾルあるいはコロイドの形態である場合、固形分濃度は40重量%以下が好ましい。酸化物半導体(a)の一次粒子径は200nm以下、特には100nm以下が好ましい。一次粒径が200nmを超える場合、透明性が劣り、0.1μmの塗膜とした場合にヘイズが2を超える場合がある。 The form of the oxide semiconductor (a) is not limited, but for example, powder, an aqueous sol or colloid dispersed in water, or an organic solvent sol dispersed in a polar solvent such as alcohol or a nonpolar solvent such as toluene. Or the form of a colloid etc. is mentioned. When the oxide semiconductor (a) is an organic solvent-based sol or colloid, it may be further diluted with water or an organic solvent depending on its dispersibility, and the oxide semiconductor may be used to improve dispersibility. The surface of (a) may be treated. The form of the oxide semiconductor (a) is appropriately determined according to the desired properties of the coating film. When the oxide semiconductor (a) is in the form of sol or colloid, the solid content concentration is preferably 40% by weight or less. The primary particle diameter of the oxide semiconductor (a) is preferably 200 nm or less, particularly preferably 100 nm or less. When the primary particle size exceeds 200 nm, the transparency is inferior, and when the coating film has a thickness of 0.1 μm, the haze may exceed 2.
酸化物半導体(a)は、可視光光触媒組成物中に、該組成物の全固形分に対して、1重量%〜90重量%、好ましくは15〜85重量%、より好ましくは25〜80重量%の量で含有されることが望ましい。酸化物半導体(a)の量が、可視光光触媒組成物の全固形分中に対して、上記下限未満であると可視光光触媒作用を示さないことがあり、上記上限を超えるとコーティング膜を形成する際にチョーキング等が発生し、製膜性が劣ることがある。 In the visible light photocatalyst composition, the oxide semiconductor (a) is 1% to 90% by weight, preferably 15 to 85% by weight, more preferably 25 to 80% by weight based on the total solid content of the composition. It is desirable to contain in the amount of%. If the amount of the oxide semiconductor (a) is less than the lower limit with respect to the total solid content of the visible light photocatalyst composition, the visible light photocatalytic action may not be exhibited, and if the upper limit is exceeded, a coating film is formed. When doing so, choking or the like may occur, and the film forming property may be inferior.
(b)チタン化合物:
本発明に用いられるチタン化合物(b)は、下記式(1)
R1 mTi(OR2)4-m (1)
(式中、R1は炭素数1〜8個の有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R2は炭素数1〜6個のアルキル基、炭素数1〜6個のアシル基およびフェニル基からなる群から選択される有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R1およびR2は同じであっても異なっていてもよく、mは0〜3の整数である)
で表されるチタンアルコレートおよびその誘導体、ならびに上記式(1)で表されるチタンアシレートおよびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種のチタン化合物である。
(B) Titanium compound:
The titanium compound (b) used in the present invention has the following formula (1)
R 1 m Ti (OR 2 ) 4-m (1)
(In the formula, R 1 represents an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and when two or more exist, they may be the same or different, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, It represents an organic group selected from the group consisting of an acyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and R 1 and R 2 are the same Or m may be an integer of 0 to 3)
And at least one titanium compound selected from the group consisting of the titanium acylate represented by the above formula (1) and the derivative thereof.
チタンアルコレートの誘導体としては、前記チタンアルコレートの加水分解物、前記チタンアルコレートの縮合物、前記チタンアルコレートのキレート化合物、前記チタンアルコレートのキレート化合物の加水分解物、および前記チタンアルコレートのキレート化合物の縮合物が挙げられる。
また、チタンアシレートの誘導体としては、前記チタンアシレートの加水分解物、前記チタンアシレートの縮合物、前記チタンアシレートのキレート化合物、前記チタンアシレートのキレート化合物の加水分解物、および前記チタンアシレートのキレート化合物の縮合物が挙げられる。
Examples of the titanium alcoholate derivative include a hydrolyzate of the titanium alcoholate, a condensate of the titanium alcoholate, a chelate compound of the titanium alcoholate, a hydrolyzate of the chelate compound of the titanium alcoholate, and the titanium alcoholate. And a condensate of the above chelate compound.
Further, the titanium acylate derivative includes a hydrolyzate of the titanium acylate, a condensate of the titanium acylate, a chelate compound of the titanium acylate, a hydrolyzate of the chelate compound of the titanium acylate, and the titanium. Examples include condensates of acylate chelate compounds.
上記式(1)において、R1は炭素数1〜8個の有機基であり、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基などのアルキル基;
ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、ベンゾイル基、トリオイル基、カプロイル基などのアシル基;
ビニル基、アリル基、シクロヘキシル基、フェニル基、エポキシ基、グリシジル基、(メタ)アクリルオキシ基、ウレイド基、アミド基、フルオロアセトアミド基、イソシアネート基などが挙げられる。
In the above formula (1), R 1 is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, sec- Alkyl groups such as butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group;
Acyl groups such as formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, valeryl group, benzoyl group, trioyl group, caproyl group;
Examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a cyclohexyl group, a phenyl group, an epoxy group, a glycidyl group, a (meth) acryloxy group, a ureido group, an amide group, a fluoroacetamide group, and an isocyanate group.
さらに、R1として、上記有機基の置換誘導体などが挙げられる。R1の置換誘導体の置換基としては、たとえば、ハロゲン原子、置換もしくは非置換のアミノ基、水酸基、メルカプト基、イソシアネート基、グリシドキシ基、3,4−エポキシシクロヘキシル基、(メタ)アクリルオキシ基、ウレイド基、アンモニウム塩基などが挙げられる。ただし、これらの置換誘導体からなるR1の炭素数は、置換基中の炭素原子を含めて8個以下が好ましい。式(1)中にR1が複数個存在する場合には、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。 Furthermore, examples of R 1 include substituted derivatives of the above organic groups. Examples of the substituent of the substituted derivative of R 1 include a halogen atom, a substituted or unsubstituted amino group, a hydroxyl group, a mercapto group, an isocyanate group, a glycidoxy group, a 3,4-epoxycyclohexyl group, a (meth) acryloxy group, A ureido group, an ammonium base, etc. are mentioned. However, the number of carbon atoms of R 1 composed of these substituted derivatives is preferably 8 or less including the carbon atoms in the substituent. When a plurality of R 1 are present in the formula (1), they may be the same or different.
炭素数が1〜6個のアルキル基であるR2として、たとえば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基などが挙げられる。 As R 2 which is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, t -Butyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, etc. are mentioned.
また、炭素数が1〜6個のアシル基であるR2として、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、トリオイル基、カプロイル基などが挙げられる。
式(1)中にR2が複数個存在する場合には、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
Examples of R 2 which is an acyl group having 1 to 6 carbon atoms include formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, valeryl group, trioyl group, caproyl group and the like.
When a plurality of R 2 are present in the formula (1), they may be the same or different.
チタンアルコレートのキレート化合物は、前記チタンアルコレートと、β−ジケトン類、β−ケトエステル類、ヒドロキシカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸塩、ヒドロキシカルボン酸エステル、ケトアルコールおよびアミノアルコールからなる群から選択される少なくとも1種の化合物(以下、キレート化剤ともいう)とを反応させることによって得ることができる。また、チタンアシレートのキレート化合物は前記チタンアシレートと前記キレート化剤とを反応させることによって得ることができる。これらのキレート化剤うち、β−ジケトン類またはβ−ケトエステル類が好ましく用いられる。より具体的には、アセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸−n−プロピル、アセト酢酸−i−プロピル、アセト酢酸−n−ブチル、アセト酢酸−sec−ブチル、アセト酢酸−t−ブチル、2,4−ヘキサン−ジオン、2,4−ヘプタン−ジオン、3,5−ヘプタン−ジオン、2,4−オクタン−ジオン、2,4−ノナン−ジオン、5−メチル−ヘキサン−ジオンなどが用いられる。 The chelate compound of titanium alcoholate is selected from the group consisting of the titanium alcoholate and β-diketones, β-ketoesters, hydroxycarboxylic acid, hydroxycarboxylate, hydroxycarboxylic acid ester, ketoalcohol and aminoalcohol. It can be obtained by reacting with at least one compound (hereinafter also referred to as chelating agent). A chelate compound of titanium acylate can be obtained by reacting the titanium acylate with the chelating agent. Of these chelating agents, β-diketones or β-ketoesters are preferably used. More specifically, acetylacetone, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, acetoacetate-n-propyl, acetoacetate-i-propyl, acetoacetate-n-butyl, acetoacetate-sec-butyl, acetoacetate-t-butyl 2,4-hexane-dione, 2,4-heptane-dione, 3,5-heptane-dione, 2,4-octane-dione, 2,4-nonane-dione, 5-methyl-hexane-dione, etc. Used.
チタンアルコレートおよびチタンアルコレートのキレート化合物として、具体的には、テトラ−i−プロポキシチタニウム、テトラ−n−ブトキシチタニウム、テトラ−t−ブトキシチタニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセテート)チタニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(ラクテタート)チタニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(トリエタノールアミナート)チタニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタニウム、テトラキス(2−エチルヘキシルオキシ)チタニウムなどが挙げられる。 Specific examples of titanium alcoholate and titanium alcoholate chelate compounds include tetra-i-propoxytitanium, tetra-n-butoxytitanium, tetra-t-butoxytitanium, and di-i-propoxybis (ethylacetoacetate). Titanium, di-i-propoxy bis (acetylacetate) titanium, di-i-propoxy bis (lactate) titanium, di-i-propoxy bis (acetylacetonato) titanium, di-n-butoxy bis (tri Ethanolaminato) titanium, di-n-butoxy bis (acetylacetonato) titanium, tetrakis (2-ethylhexyloxy) titanium and the like.
これらのうち、テトラ−i−プロポキシチタニウム、テトラ−n−ブトキシチタニウム、テトラ−t−ブトキシチタニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタニウムが好ましい。
また、チタンアシレートおよびチタンアシレートのキレート化合物として、具体的には、ジヒドロキシ・チタンジブチレート、ジ−i−プロポキシ・チタンジアセテート、ビス(アセチルアセトナート)・チタンジアセテート、ビス(アセチルアセトナート)・チタンジプロピオネート、ジ−i−プロポキシ・チタンジプロピオネート、ジ−i−プロポキシ・チタンジマロニエート、ジ−i−プロポキシ・チタンジベンゾイレート、ジ−n−ブトキシ・ジルコニウムジアセテート、ジ−i−プロピルアルミニウムモノマロニエートなどが挙げられる。これらのうち、ジヒドロキシ・チタンジブチレート、ジ−i−プロポキシ・チタンジアセテートが好ましい。
Of these, tetra-i-propoxytitanium, tetra-n-butoxytitanium, tetra-t-butoxytitanium, di-i-propoxybis (acetylacetonato) titanium, di-n-butoxybis (acetylacetonate) ) Titanium is preferred.
Specific examples of titanium acylate and titanium acylate chelate compounds include dihydroxy / titanium dibutyrate, di-i-propoxy / titanium diacetate, bis (acetylacetonate) / titanium diacetate, and bis (acetylacetate). Nato) -titanium dipropionate, di-i-propoxy-titanium dipropionate, di-i-propoxy-titanium dimalonate, di-i-propoxy-titanium dibenzoylate, di-n-butoxy-zirconium diacetate , Di-i-propyl aluminum monomalonate and the like. Of these, dihydroxy titanium dibutyrate and di-i-propoxy titanium diacetate are preferred.
チタンアルコレートの加水分解物、チタンアルコレートのキレート化合物の加水分解物、チタンアシレートの加水分解物、またはチタンアシレートのキレート化合物の加水分解物は、チタンアルコレートまたはチタンアシレートに含まれるOR2基の少なくとも1個が加水分解されていればよく、たとえば1個のOR2基が加水分解されたもの、2個以上のOR2基が加水分解されたもの、あるいはこれらの混合物であってもよい。 Titanium alcoholate hydrolyzate, titanium alcoholate chelate hydrolyzate, titanium acylate hydrolyzate, or titanium acylate chelate hydrolyzate is contained in titanium alcoholate or titanium acylate at least one of oR 2 groups need only be hydrolysed, for example those in which one oR 2 group is hydrolyzed, those two or more oR 2 group is hydrolyzed, or a mixture thereof May be.
チタンアルコレートの縮合物、チタンアルコレートのキレート化合物の縮合物、チタンアシレートの縮合物、およびチタンアシレートのキレート化合物の縮合物はそれぞれ、チタンアルコレート、チタンアルコレートのキレート化合物、チタンアシレート、およびチタンアシレートのキレート化合物が加水分解して生成する加水分解物中のTi−OH基が縮合してTi−O−Ti結合を形成したものである。本発明では、このTi−OH基がすべて縮合している必要はなく、前記縮合物は、僅かな一部のTi−OH基が縮合したもの、大部分(全部を含む)のTi−OH基が縮合したもの、さらには、Ti−OR基とTi−OH基とが混在している縮合物の混合物なども包含する。 Titanium alcoholate condensate, titanium alcoholate chelate condensate, titanium acylate condensate, and titanium acylate chelate condensate are titanium alcoholate, titanium alcoholate chelate, titanium acylate, respectively. The Ti—OH group in the hydrolyzate produced by hydrolysis of the rate and the chelate compound of titanium acylate is condensed to form a Ti—O—Ti bond. In the present invention, it is not necessary that all of the Ti—OH groups are condensed, and the condensate is obtained by condensing a small part of Ti—OH groups, and most (including all) Ti—OH groups. In addition, a mixture of a condensate in which a Ti—OR group and a Ti—OH group are mixed is also included.
本発明では、チタン化合物(b)は、反応性をコントロールしてゲル化を抑制するために、前記縮合物を使用することが好ましく、該縮合物の縮合度は2量体から20量体がより好ましく、縮合度が2から10量体が特に好ましい。この縮合物は、チタンアルコレート、チタンアルコレートのキレート化合物、チタンアシレート、およびチタンアシレートのキレート化合物からなる群から選択される1種のチタン化合物もしくは2種以上のチタン化合物の混合物を、予め加水分解・縮合したものを使用してもよく、あるいは市販されている縮合物を使用してもよい。また、チタンアルコレートまたはチタンアシレートの縮合物は、そのまま使用してもよく、該縮合物中に含まれるOR2基の一部もしくは全部を加水分解したもの、または該縮合物を前記キレート化剤と反応させて得られる、チタンアルコレートもしくはチタンアシレートのキレート化合物の縮合物として使用してもよい。 In the present invention, the titanium compound (b) preferably uses the condensate in order to control the reactivity and suppress gelation, and the condensation degree of the condensate ranges from a dimer to a 20-mer. More preferred is a condensation degree of 2 to 10 mer. This condensate is composed of titanium alcoholate, titanium alcoholate chelate compound, titanium acylate, and one compound selected from the group consisting of titanium acylate chelate compounds or a mixture of two or more titanium compounds. Those previously hydrolyzed and condensed may be used, or commercially available condensates may be used. In addition, a titanium alcoholate or a titanium acylate condensate may be used as it is, a product obtained by hydrolyzing a part or all of the OR 2 group contained in the condensate, or the chelate obtained by chelating the condensate. You may use as a condensate of the chelate compound of titanium alcoholate or titanium acylate obtained by making it react with an agent.
市販されているチタンアルコレートの縮合物(2量体から10量体)として、日本曹達社製のA−10、B−2、B−4、B−7、B−10等が挙げられる。このようなチタン化合物(b)は、1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of commercially available titanium alcoholate condensates (from dimer to 10-mer) include A-10, B-2, B-4, B-7, and B-10 manufactured by Nippon Soda Co., Ltd. Such a titanium compound (b) may be used individually by 1 type, or 2 or more types may be mixed and used for it.
本発明に用いられるチタン化合物(b)の量は、酸化物半導体(a)の固形分100重量部に対して、完全加水分解縮合物換算で1〜50重量部、好ましくは2〜45重量部、さらに好ましくは3〜40重量部が好ましい。ここで、完全加水分解縮合物とは、式(1)中のOR2基が100%加水分解してTi−OH基となり、さらにTi−OH基が完全に縮合してTi−O−Ti構造を形成したものをいう。これらのチタン化合物(b)は、酸化物半導体(a)の表面に吸着、あるいは結合し、酸化物半導体(a)の溶媒への親和性を向上させ、分散粒子径を減少させる作用や分散性を高める作用があると考えられる。 The amount of the titanium compound (b) used in the present invention is 1 to 50 parts by weight, preferably 2 to 45 parts by weight in terms of complete hydrolysis condensate, based on 100 parts by weight of the solid content of the oxide semiconductor (a). More preferably, the amount is 3 to 40 parts by weight. Here, the completely hydrolyzed condensate means that the OR 2 group in the formula (1) is 100% hydrolyzed to become a Ti—OH group, and further, the Ti—OH group is completely condensed to form a Ti—O—Ti structure. Is what formed. These titanium compounds (b) adsorb or bind to the surface of the oxide semiconductor (a), improve the affinity of the oxide semiconductor (a) to the solvent, and reduce the dispersed particle size and dispersibility. It is thought that there is an action which raises.
(c)シラン化合物:
本発明に用いられるシラン化合物(c)は、下記式(2)
R3 nSi(OR4)4-n (2)
(式中、R3は炭素数1〜8個の1価の有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R4は炭素数1〜5個のアルキル基または炭素数1〜6個のアシル基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R3およびR4は同じであっても異なっていてもよく、nは0〜3の整数である)
で表されるオルガノシラン(以下、「オルガノシラン(2)」という)およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種のシラン化合物である。
(C) Silane compound:
The silane compound (c) used in the present invention has the following formula (2)
R 3 n Si (OR 4 ) 4-n (2)
(In the formula, R 3 represents a monovalent organic group having 1 to 8 carbon atoms, and when a plurality of R 3 are present, they may be the same or different, and R 4 has 1 to 5 carbon atoms. Represents an alkyl group or an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and R 3 and R 4 may be the same or different; n is an integer of 0 to 3)
At least one silane compound selected from the group consisting of an organosilane (hereinafter referred to as “organosilane (2)”) and derivatives thereof.
オルガノシラン(2)の誘導体としては、オルガノシラン(2)の加水分解物およびオルガノシラン(2)の縮合物が挙げられる。
本発明に用いられるシラン化合物(c)は、オルガノシラン(2)、オルガノシラン(2)の加水分解物、およびオルガノシラン(2)の縮合物からなる群から選択される少なくとも1種のシラン化合物であって、これら3種のシラン化合物うち、1種のシラン化合物だけを用いてもよく、任意の2種のシラン化合物を混合して用いてもよく、または3種すべてのシラン化合物を混合して用いてもよい。
Examples of the organosilane (2) derivative include hydrolyzate of organosilane (2) and condensate of organosilane (2).
The silane compound (c) used in the present invention is at least one silane compound selected from the group consisting of organosilane (2), hydrolyzate of organosilane (2), and condensate of organosilane (2). Of these three silane compounds, only one silane compound may be used, any two silane compounds may be mixed, or all three silane compounds may be mixed. May be used.
上記式(2)において、R3は炭素数1〜8個の1価の有機基であり、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基などのアルキル基;
アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、ベンゾイル基、トリオイル基、カプロイル基などのアシル基;
ビニル基、アリル基、シクロヘキシル基、フェニル基、エポキシ基、グリシジル基、(メタ)アクリルオキシ基、ウレイド基、アミド基、フルオロアセトアミド基、イソシアネート基などが挙げられる。
In the above formula (2), R 3 is a monovalent organic group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group. Alkyl groups such as i-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group and 2-ethylhexyl group;
Acyl groups such as acetyl group, propionyl group, butyryl group, valeryl group, benzoyl group, trioyl group, caproyl group;
Examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a cyclohexyl group, a phenyl group, an epoxy group, a glycidyl group, a (meth) acryloxy group, a ureido group, an amide group, a fluoroacetamide group, and an isocyanate group.
さらに、R3として、上記有機基の置換誘導体などが挙げられる。R3の置換誘導体の置換基としては、たとえば、ハロゲン原子、置換もしくは非置換のアミノ基、水酸基、メルカプト基、イソシアネート基、グリシドキシ基、3,4−エポキシシクロヘキシル基、(メタ)アクリルオキシ基、ウレイド基、アンモニウム塩基などが挙げられる。ただし、これらの置換誘導体からなるR3の炭素数は、置換基中の炭素原子を含めて8個以下が好ましい。式(2)中にR3が複数個存在する場合には、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。 Furthermore, examples of R 3 include substituted derivatives of the above organic groups. Examples of the substituent of the substituted derivative of R 3 include a halogen atom, a substituted or unsubstituted amino group, a hydroxyl group, a mercapto group, an isocyanate group, a glycidoxy group, a 3,4-epoxycyclohexyl group, a (meth) acryloxy group, A ureido group, an ammonium base, etc. are mentioned. However, the number of carbon atoms of R 3 composed of these substituted derivatives is preferably 8 or less including the carbon atoms in the substituent. When a plurality of R 3 are present in the formula (2), they may be the same or different.
炭素数が1〜5個のアルキル基であるR4として、たとえば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基などを挙げることができ、炭素数1〜6のアシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、カプロイル基などが挙げられる。 As R 4 which is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n -A pentyl group etc. can be mentioned, As a C1-C6 acyl group, an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, a valeryl group, a caproyl group etc. are mentioned, for example.
また、炭素数が1〜6個のアシル基であるR4は、(b)チタン化合物に記載の炭素数が1〜6個のアシル基が挙げられる。式(2)中にR4が複数個存在する場合には、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
このようなオルガノシラン(2)として、具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシランなどのテトラアルコキシシラン類;
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、i−プロピルトリメトキシシラン、i−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ペンチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘプチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどのトリアルコキシシラン類;
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジ−i−プロピルジメトキシシラン、ジ−i−プロピルジエトキシシラン、ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、ジ−n−ペンチルジメトキシシラン、ジ−n−ペンチルジエトキシシラン、ジ−n−ヘキシルジメトキシシラン、ジ−n−ヘキシルジエトキシシラン、ジ−n−ヘプチルジメトキシシラン、ジ−n−ヘプチルジエトキシシラン、ジ−n−オクチルジメトキシシラン、ジ−n−オクチルジエトキシシラン、ジ−n−シクロヘキシルジメトキシシラン、ジ−n−シクロヘキシルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランなどのジアルコキシシラン類;
トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシランなどのモノアルコキシシラン類;
メチルトリアセチルオキシシラン、ジメチルジアセチルオキシシランなどが挙げられる。
Moreover, as for R < 4 > which is a C1-C6 acyl group, the C1-C6 acyl group as described in (b) titanium compound is mentioned. When a plurality of R 4 are present in the formula (2), they may be the same or different.
Specific examples of such organosilane (2) include tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-i-propoxysilane, and tetra-n-butoxysilane;
Methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, i-propyltrimethoxysilane, i-propyltriethoxysilane, n- Butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-pentyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-heptyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, Cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-hydroxyethyltrimethoxy Silane, 2-hydroxyethyltriethoxysilane, 2-hydroxypropyltrimethoxysilane, 2-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycid Cypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, 3- Trialkoxysilanes such as (meth) acrylicoxypropyltriethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane;
Dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n-propyldiethoxysilane, di-i-propyldimethoxysilane, di-i-propyldiethoxy Silane, di-n-butyldimethoxysilane, di-n-butyldiethoxysilane, di-n-pentyldimethoxysilane, di-n-pentyldiethoxysilane, di-n-hexyldimethoxysilane, di-n-hexyldi Ethoxysilane, di-n-heptyldimethoxysilane, di-n-heptyldiethoxysilane, di-n-octyldimethoxysilane, di-n-octyldiethoxysilane, di-n-cyclohexyldimethoxysilane, di-n-cyclohexyl Diethoxysilane, diphenyl Silane, dialkoxy silanes such as diphenyl diethoxy silane;
Monoalkoxysilanes such as trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, triethylmethoxysilane, triethylethoxysilane;
Examples thereof include methyltriacetyloxysilane and dimethyldiacetyloxysilane.
これらのうち、トリアルコキシシラン類、ジアルコキシシラン類が好ましく、より好ましくは、トリアルコキシシラン類として、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシランが望ましく、ジアルコキシシラン類として、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシランが望ましい。
本発明に用いられるオルガノシラン(2)は、上記オルガノシラン(2)を1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。たとえば、トリアルコキシシランのみ、またはトリアルコキシシラン40〜95モル%とジアルコキシシラン60〜5モル%との混合物が特に好ましく用いられる。ジアルコキシシランとトリアルコキシシランとを併用することにより、得られるコーティング膜が柔軟化し、耐アルカリ性を向上させることができる。
Of these, trialkoxysilanes and dialkoxysilanes are preferable, and methyltrimethoxysilane and methyltriethoxysilane are more preferable as trialkoxysilanes, and dimethyldimethoxysilane and dimethyldisilane are preferable as dialkoxysilanes. Ethoxysilane is preferred.
As the organosilane (2) used in the present invention, the above organosilane (2) may be used alone or in combination of two or more. For example, trialkoxysilane alone or a mixture of trialkoxysilane 40 to 95 mol% and dialkoxysilane 60 to 5 mol% is particularly preferably used. By using dialkoxysilane and trialkoxysilane in combination, the resulting coating film can be softened and alkali resistance can be improved.
本発明では、シラン化合物(b)として、オルガノシラン(2)をそのまま使用してもよいが、オルガノシラン(2)の加水分解物および/または縮合物を使用することができる。
オルガノシラン(2)の加水分解物は、オルガノシラン(2)に含まれる1〜4個のOR4基のうちの少なくとも1個が加水分解されていればよく、たとえば、1個のOR4基が加水分解されたもの、2個以上のOR4基が加水分解されたもの、あるいはこれらの混合物であってもよい。
In the present invention, organosilane (2) may be used as it is as silane compound (b), but hydrolyzate and / or condensate of organosilane (2) can be used.
The hydrolyzate of organosilane (2) is sufficient if at least one of 1-4 OR 4 groups contained in organosilane (2) is hydrolyzed, for example, one OR 4 group. In which two or more OR 4 groups are hydrolyzed, or a mixture thereof.
オルガノシラン(2)の縮合物は、オルガノシラン(2)が加水分解して生成する加水分解物中のシラノール基が縮合してSi−O−Si結合を形成したものである。本発明では、シラノール基がすべて縮合している必要はなく、前記縮合物は、僅かな一部のシラノール基が縮合したもの、大部分(全部を含む)のシラノール基が縮合したもの、さらには、これらの混合物などをも包含する。 The condensate of organosilane (2) is a product in which silanol groups in the hydrolyzate produced by hydrolysis of organosilane (2) are condensed to form Si—O—Si bonds. In the present invention, it is not necessary that all of the silanol groups are condensed, and the condensate may be one obtained by condensing a small part of silanol groups, one containing most (including all) silanol groups, And mixtures thereof.
このようなオルガノシラン(2)の加水分解物および/または縮合物は、オルガノシラン(2)を予め加水分解・縮合させて製造することができる。また、後述するように、可視光光触媒組成物を調製する際に、オルガノシラン(2)と水とを加水分解・縮合させて、オルガノシラン(2)の加水分解物および/または縮合物を調製することもできる。なお、この水は、独立して添加してもよいし、酸化物半導体(a)あるいは後述する(e)水または有機溶媒に含有される水を使用してもよい。独立して添加する場合の前記水の量は、オルガノシラン(2)1モルに対して、通常0.5〜5モル、好ましくは0.7〜3モル、特に好ましくは0.7〜モルが望ましい。 Such hydrolyzate and / or condensate of organosilane (2) can be produced by hydrolyzing and condensing organosilane (2) in advance. As will be described later, when preparing the visible light photocatalyst composition, hydrolyzate and / or condensate of organosilane (2) is prepared by hydrolyzing and condensing organosilane (2) and water. You can also In addition, you may add this water independently, and you may use the oxide semiconductor (a) or the water contained in the (e) water or organic solvent mentioned later. The amount of water when added independently is usually 0.5 to 5 mol, preferably 0.7 to 3 mol, particularly preferably 0.7 to mol, per 1 mol of organosilane (2). desirable.
このようなオルガノシラン(2)の縮合物は、GPC法によるポリスチレン換算の重量平均分子量(以下、「Mw」と表す)が、好ましくは300〜100,000、より好ましくは500〜50,000の縮合物が用いられる。
本発明におけるシラン化合物(c)は、上記シラン化合物を調製してもよいし、市販されているシラン化合物を用いてもよい。市販されているシラン化合物としては、三菱化学社製のMKCシリケート、コルコート社製のエチルシリケート、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のシリコンレジン、GE東芝シリコーン社製のシリコンレジン、信越化学工業社製のシリコンレジン、ダウコーニング・アジア社製のヒドロキシル基含有ポリジメチルシロキサン、日本ユニカー社製のシリコンオリゴマーなどが挙げられる。これらの市販されているシラン化合物は、そのまま用いてもよく、縮合させて使用してもよい。
Such a condensate of organosilane (2) has a polystyrene-reduced weight average molecular weight (hereinafter referred to as “Mw”) by GPC method, preferably 300 to 100,000, more preferably 500 to 50,000. A condensate is used.
As the silane compound (c) in the present invention, the above silane compound may be prepared, or a commercially available silane compound may be used. Commercially available silane compounds include MKC silicate manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, ethyl silicate manufactured by Colcoat, silicone resin manufactured by Toray Dow Corning Silicone, silicon resin manufactured by GE Toshiba Silicone, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone resin, hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane manufactured by Dow Corning Asia, and silicon oligomer manufactured by Nihon Unicar. These commercially available silane compounds may be used as they are, or may be used after being condensed.
このようなシラン化合物(c)は、1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
本発明において、シラン化合物(c)は、可視光光触媒組成物から上記酸化物半導体(a)を除いたもののうちの固形分に対して、完全加水分解縮合物換算で5重量%以上、好ましくは10重量%以上、より好ましくは20重量%以上の量で用いられることが望ましい。ここで、完全加水分解縮合物とは、式(2)中のOR4基が100%加水分解してSi−OH基となり、さらにSi−OH基が完全に縮合してシロキサン構造を形成したものをいう。シラン化合物(c)の含有率が上記下限未満であると、形成されたコーティング膜が脆く、チョーキング等が発生することがある。
Such a silane compound (c) may be used individually by 1 type, or 2 or more types may be mixed and used for it.
In the present invention, the silane compound (c) is 5% by weight or more in terms of complete hydrolysis condensate based on the solid content of the visible light photocatalyst composition excluding the oxide semiconductor (a), preferably It is desirable to use it in an amount of 10% by weight or more, more preferably 20% by weight or more. Here, the completely hydrolyzed condensate is a product in which the OR 4 group in the formula (2) is hydrolyzed to become a Si—OH group, and the Si—OH group is completely condensed to form a siloxane structure. Say. When the content of the silane compound (c) is less than the above lower limit, the formed coating film is brittle, and choking or the like may occur.
(d)オルガノシロキサンオリゴマー:
本発明に用いられるオルガノシロキサンオリゴマー(d)は、Si−O結合を有し、重量平均分子量が300〜100,000であり、かつ、側鎖および/または末端に下記式(3)
−(R5O)p−(R6O)q−R7 (3)
(式中、R5およびR6は、それぞれ独立に炭素数1〜5個のアルキル基を表し、R7は水素原子または炭素数1〜5個のアルキル基を表し、pおよびqは、それぞれ独立に、p+qの値が2〜50となる数である)
で表される構造を含有する。
(D) Organosiloxane oligomer:
The organosiloxane oligomer (d) used in the present invention has a Si—O bond, has a weight average molecular weight of 300 to 100,000, and has the following formula (3) in the side chain and / or terminal.
- (R 5 O) p - (R 6 O) q -R 7 (3)
(In the formula, R 5 and R 6 each independently represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 7 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and p and q are respectively Independently, the value of p + q is 2 to 50)
The structure represented by these is contained.
上記式(3)で表される官能基として、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリ(オキシエチレン/オキシプロピレン)基などのポリオキシアルキレン基が挙げられる。オルガノシロキサンオリゴマー(d)がこのような官能基を含有することにより、官能基中のポリオキシアルキレン基の部分が酸化物半導体(a)に吸着しやすく、酸化物半導体(a)の分散安定性が向上すると考えられる。 Examples of the functional group represented by the above formula (3) include polyoxyalkylene groups such as a polyoxyethylene group, a polyoxypropylene group, and a poly (oxyethylene / oxypropylene) group. When the organosiloxane oligomer (d) contains such a functional group, the polyoxyalkylene group portion in the functional group is easily adsorbed to the oxide semiconductor (a), and the dispersion stability of the oxide semiconductor (a) Is thought to improve.
オルガノシロキサンオリゴマー(d)の主鎖には、水酸基、ハロゲン原子、または炭素数1〜15の有機基を含む官能基が置換していてもよい。
前記ハロゲン原子としてフッ素、塩素などが挙げられる。
炭素数1〜15の有機基として、アルキル基、アシル基、アルコキシル基、アルコキシシリル基、ビニル基、アリル基、アセトキシル基、アセトキシシリル基、シクロアルキル基、フェニル基、グリシジル基、(メタ)アクリルオキシ基、ウレイド基、アミド基、フルオロアセトアミド基、イソシアネート基などが挙げられる。
The main chain of the organosiloxane oligomer (d) may be substituted with a hydroxyl group, a halogen atom, or a functional group containing an organic group having 1 to 15 carbon atoms.
Examples of the halogen atom include fluorine and chlorine.
As an organic group having 1 to 15 carbon atoms, an alkyl group, acyl group, alkoxyl group, alkoxysilyl group, vinyl group, allyl group, acetoxyl group, acetoxysilyl group, cycloalkyl group, phenyl group, glycidyl group, (meth) acrylic Examples thereof include an oxy group, a ureido group, an amide group, a fluoroacetamide group, and an isocyanate group.
炭素数1〜15のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、2−エチルヘキシル基などが挙げられる。 Examples of the alkyl group having 1 to 15 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, and n-hexyl. Group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, 2-ethylhexyl group, etc. It is done.
炭素数1〜15のアシル基としては、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、ベンゾイル基、トルオイル基などが挙げられる。
炭素数1〜15のアルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。
炭素数1〜15のアルコキシシリル基としては、メトキシシリル基、エトキシシリル基、プロポキシシリル基、ブトキシシリル基などが挙げられる。
Examples of the acyl group having 1 to 15 carbon atoms include formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, valeryl group, benzoyl group, and toluoyl group.
Examples of the alkoxyl group having 1 to 15 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group.
Examples of the alkoxysilyl group having 1 to 15 carbon atoms include a methoxysilyl group, an ethoxysilyl group, a propoxysilyl group, and a butoxysilyl group.
これらの基は、部分的に加水分解・縮合したものであってもよく、置換誘導体であってもよい。置換誘導体の置換基として、たとえば、ハロゲン原子、置換もしくは非置換のアミノ基、水酸基、メルカプト基、イソシアネート基、グリシドキシ基、3,4−エポキシシクロヘキシル基、(メタ)アクリルオキシ基、ウレイド基、アンモニウム塩基、ケトエステル基などが挙げられる。 These groups may be partially hydrolyzed / condensed or substituted derivatives. Examples of substituents of substituted derivatives include halogen atoms, substituted or unsubstituted amino groups, hydroxyl groups, mercapto groups, isocyanate groups, glycidoxy groups, 3,4-epoxycyclohexyl groups, (meth) acryloxy groups, ureido groups, and ammonium. Examples include bases and ketoester groups.
これらのうち、シリル基のケイ素原子が加水分解性基および/または水酸基と結合した構造を含有するオルガノシロキサンオリゴマー(d)が特に好ましく用いられ、たとえば、クロロシランの縮合物あるいはアルコキシシランの縮合物が用いられる。このようなオルガノシロキサンオリゴマー(d)は、本発明に係る可視光光触媒組成物を硬化する際に、チタン化合物(b)および/またはシラン化合物(c)と共縮合して固定化されるため、安定なコーティング膜を得ることができる。 Of these, the organosiloxane oligomer (d) containing a structure in which a silicon atom of a silyl group is bonded to a hydrolyzable group and / or a hydroxyl group is particularly preferably used. For example, a chlorosilane condensate or an alkoxysilane condensate is used. Used. Such an organosiloxane oligomer (d) is immobilized by cocondensation with the titanium compound (b) and / or the silane compound (c) when the visible light photocatalyst composition according to the present invention is cured. A stable coating film can be obtained.
オルガノシロキサンオリゴマー(d)のGPC法によるポリスチレン換算の重量平均分子量(以下「Mw」ともいう)は、300〜100,000、好ましくは600〜50,000である。重量平均分子量が、上記下限未満では得られるコーティング膜が十分な柔軟性を得られないことがあり、また、上記上限を超えると得られるコーティング組成物が十分な保存安定性を得られないことがある。 The weight average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mw”) in terms of polystyrene by the GPC method of the organosiloxane oligomer (d) is 300 to 100,000, preferably 600 to 50,000. If the weight average molecular weight is less than the above lower limit, the resulting coating film may not have sufficient flexibility, and if it exceeds the above upper limit, the resulting coating composition may not have sufficient storage stability. is there.
本発明において、オルガノシロキサンオリゴマー(d)は、単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を混合したオルガノシロキサンオリゴマー(d)として、Mw=400〜2,800のオルガノシロキサンオリゴマーとMw=3,000〜50,000のオルガノシロキサンオリゴマーとの混合物、または異なる官能基を有する2種類のオルガノシロキサンオリゴマーの混合物が挙げられる。 In the present invention, the organosiloxane oligomer (d) may be used alone or in combination of two or more. As an organosiloxane oligomer (d) in which two or more kinds are mixed, a mixture of an organosiloxane oligomer having Mw = 400 to 2,800 and an organosiloxane oligomer having Mw = 3,000 to 50,000, or 2 having different functional groups Mention may be made of mixtures of different organosiloxane oligomers.
また、本発明では、オルガノシロキサンオリゴマー(d)として、市販されているオルガノシロキサンオリゴマーを用いることができ、たとえば、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製の変性シリコ−ンオイル、GE東芝シリコーン社製の変性シリコ−ンオイル、信越化学工業社製の変性シリコ−ンオイル、日本ユニカー社製の変性シリコンオリゴマーMAC−2101などが挙げられる。これらのオルガノシロキサンオリゴマーは、そのまま使用してもよく、または縮合させて使用してもよい。 In the present invention, a commercially available organosiloxane oligomer can be used as the organosiloxane oligomer (d). For example, a modified silicone oil manufactured by Toray Dow Corning Silicone, a modified silicone oil manufactured by GE Toshiba Silicone Examples thereof include silicone oil, modified silicone oil manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and modified silicon oligomer MAC-2101 manufactured by Nihon Unicar. These organosiloxane oligomers may be used as they are or after being condensed.
本発明に用いられるオルガノシロキサンオリゴマー(d)の量は、酸化物半導体(a)の固形分100重量部に対して、1〜200重量部、好ましくは5〜100重量部、さらに好ましくは10〜80重量部が望ましい。オルガノシロキサンオリゴマー(d)の量が、上記下限未満であると十分な分散安定性を得られないことがあり、上記上限を超えると形成されたコーティング膜が脆く、チョーキング等が発生することがある。 The amount of the organosiloxane oligomer (d) used in the present invention is 1 to 200 parts by weight, preferably 5 to 100 parts by weight, more preferably 10 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the oxide semiconductor (a). 80 parts by weight is desirable. If the amount of the organosiloxane oligomer (d) is less than the above lower limit, sufficient dispersion stability may not be obtained, and if the amount exceeds the above upper limit, the formed coating film may be brittle and choking may occur. .
(e)水および/または有機溶剤:
本発明に係る可視光光触媒組成物は、(e)水および/または有機溶剤を含有することが好ましい。有機溶剤としては、公知の有機溶剤を使用することができ、たとえば、アルコール類、芳香族炭化水素類、エーテル類、ケトン類、エステル類が挙げられる。
(E) Water and / or organic solvent:
The visible light photocatalyst composition according to the present invention preferably contains (e) water and / or an organic solvent. As the organic solvent, known organic solvents can be used, and examples thereof include alcohols, aromatic hydrocarbons, ethers, ketones, and esters.
より具体的には、アルコール類として、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−オクチルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレンモノメチルエーテルアセテート、ジアセトンアルコールなどが挙げられ、 芳香族炭化水素類として、ベンゼン、トルエン、キシレンなどが挙げられ、 エーテル類として、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどが挙げられ、 ケトン類として、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトンなどが挙げられ、 エステル類としては、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、炭酸プロピレン、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ノルマルプロピル、乳酸イソプロピル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチルなどが挙げられる。これらの有機溶剤は、1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。 More specifically, as alcohols, methanol, ethanol, n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, t-butyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-octyl alcohol, ethylene Glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene monomethyl ether acetate, diacetone alcohol and the like, and aromatic hydrocarbons as Examples include benzene, toluene, xylene, etc. Examples of ethers include tetrahydrofuran, dioxane, etc. Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and diisobutyl ketone. Examples of esters include ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, propylene carbonate, methyl lactate, ethyl lactate, normal propyl lactate, isopropyl lactate, Examples include methyl 3-ethoxypropionate and ethyl 3-ethoxypropionate. These organic solvents may be used individually by 1 type, or 2 or more types may be mixed and used for them.
(f)触媒:
本発明に係る可視光光触媒組成物は、シラン化合物(c)、オルガノシロキサンオリゴマー(d)などの加水分解・縮合反応を促進するため、触媒(f)を含有することが好ましい。本発明に用いられる触媒(f)として、酸性化合物、アルカリ性化合物、塩化合物、アミン化合物、有機金属化合物および/またはその部分加水分解物(以下、有機金属化合物および/またはその部分加水分解物をまとめて、「有機金属化合物類」という)が挙げられる。
(F) Catalyst:
The visible light photocatalyst composition according to the present invention preferably contains a catalyst (f) in order to promote hydrolysis / condensation reaction of the silane compound (c), the organosiloxane oligomer (d) and the like. As the catalyst (f) used in the present invention, an acidic compound, an alkaline compound, a salt compound, an amine compound, an organometallic compound and / or a partial hydrolyzate thereof (hereinafter referred to as an organometallic compound and / or a partial hydrolyzate thereof are summarized. And “organic metal compounds”).
前記酸性化合物として、たとえば、酢酸、塩酸、硫酸、リン酸、アルキルチタン酸、p−トルエンスルホン酸、フタル酸などが挙げられ、これらのうち酢酸が好ましい。
前記アルカリ性化合物として、たとえば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられ、これらのうち水酸化ナトリウムが好ましい。
Examples of the acidic compound include acetic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, alkyl titanic acid, p-toluenesulfonic acid, and phthalic acid, and among these, acetic acid is preferable.
Examples of the alkaline compound include sodium hydroxide and potassium hydroxide, and among these, sodium hydroxide is preferable.
前記塩化合物として、ナフテン酸、オクチル酸、亜硝酸、亜硫酸、アルミン酸、炭酸などのアルカリ金属塩などが挙げられる。
前記アミン化合物として、たとえば、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ピペリジン、ピペラジン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、エタノールアミン、トリエチルアミン、3−アミノプロピル・トリメトキシシラン、3−アミノプロピル・トリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)−アミノプロピル・トリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)−アミノプロピル・トリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)−アミノプロピル・メチル・ジメトキシシラン、3−アニリノプロピル・トリメトキシシラン、アルキルアミン塩類、四級アンモニウム塩類が挙げられる。また、エポキシ樹脂の硬化剤として用いられる各種変性アミンなどを用いることもできる。これらのうち、3−アミノプロピル・トリメトキシシラン、3−アミノプロピル・トリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)−アミノプロピル・トリメトキシシランが好ましい。
Examples of the salt compound include naphthenic acid, octylic acid, nitrous acid, sulfurous acid, aluminate, and alkali metal salts such as carbonic acid.
Examples of the amine compound include ethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, piperidine, piperazine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, ethanolamine, triethylamine, 3-aminopropyl trimethoxy. Silane, 3-aminopropyl-triethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) -aminopropyl-trimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) -aminopropyl-triethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) ) -Aminopropyl-methyl-dimethoxysilane, 3-anilinopropyl-trimethoxysilane, alkylamine salts, and quaternary ammonium salts. Various modified amines used as a curing agent for epoxy resins can also be used. Of these, 3-aminopropyl / trimethoxysilane, 3-aminopropyl / triethoxysilane, and 3- (2-aminoethyl) -aminopropyl / trimethoxysilane are preferable.
前記有機金属化合物類としては、たとえば、下記式(4)
M(OR8)r(R9COCHCOR10)s (4)
(式中、Mは、ジルコニウム、チタンおよびアルミニウムからなる群からを選択される少なくとも1種の金属原子を表し、R8およびR9は、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基などの炭素数1〜6個の1価の炭化水素基を表し、R10は、前記炭素数1〜6個の1価の炭化水素基、または、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、ラウリルオキシ基、ステアリルオキシ基などの炭素数1〜16個のアルコキシル基を表し、rおよびsは、それぞれ独立に0〜4の整数であって、(r+s)=(Mの原子価)の関係を満たす)
で表される化合物(以下、「有機金属化合物(4)」という)、
1つのスズ原子に炭素数1〜10個のアルキル基が1〜2個結合した4価のスズの有機金属化合物(以下、「有機スズ化合物」という)、あるいは、
これらの部分加水分解物などが挙げられる。
Examples of the organometallic compounds include the following formula (4):
M (OR 8 ) r (R 9 COCHCOR 10 ) s (4)
(In the formula, M represents at least one metal atom selected from the group consisting of zirconium, titanium and aluminum, and R 8 and R 9 are each independently a methyl group, an ethyl group, or an n-propyl group. , Monovalent hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms such as i-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group and phenyl group R 10 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, or a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an i-propoxy group, an n-butoxy group, or a sec-butoxy group. Represents an alkoxyl group having 1 to 16 carbon atoms such as t-butoxy group, lauryloxy group, stearyloxy group, and r and s are each independently an integer of 0 to 4, and (r + s) = (M Atoms Value))
(Hereinafter referred to as “organometallic compound (4)”),
A tetravalent tin organometallic compound in which one or two alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms are bonded to one tin atom (hereinafter referred to as “organotin compound”), or
These partial hydrolysates are exemplified.
また、有機金属化合物類として、上記したチタン化合物(b)を用いることができる。
有機金属化合物(4)として、たとえば、テトラ−n−ブトキシジルコニウム、トリ−n−ブトキシ・エチルアセトアセテートジルコニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(n−プロピルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(アセチルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウムなどの有機ジルコニウム化合物;
テトラ−i−プロポキシチタニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセテート)チタニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトン)チタニウムなどの有機チタン化合物;
トリ−i−プロポキシアルミニウム、ジ−i−プロポキシ・エチルアセトアセテートアルミニウム、ジ−i−プロポキシ・アセチルアセトナートアルミニウム、i−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノアセチルアセトナート・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウムなどの有機アルミニウム化合物が挙げられる。
Moreover, the above-described titanium compound (b) can be used as the organometallic compounds.
Examples of the organometallic compound (4) include tetra-n-butoxyzirconium, tri-n-butoxyethylacetoacetatezirconium, di-n-butoxybis (ethylacetoacetate) zirconium, n-butoxytris (ethylacetoacetate). Organic zirconium compounds such as acetate) zirconium, tetrakis (n-propylacetoacetate) zirconium, tetrakis (acetylacetoacetate) zirconium, tetrakis (ethylacetoacetate) zirconium;
Organic titanium compounds such as tetra-i-propoxy titanium, di-i-propoxy bis (ethylacetoacetate) titanium, di-i-propoxy bis (acetylacetate) titanium, di-i-propoxy bis (acetylacetone) titanium ;
Tri-i-propoxyaluminum, di-i-propoxyethyl acetoacetate aluminum, di-i-propoxy acetylacetonate aluminum, i-propoxy bis (ethylacetoacetate) aluminum, i-propoxy bis (acetylacetonate) And organoaluminum compounds such as aluminum, tris (ethylacetoacetate) aluminum, tris (acetylacetonato) aluminum, monoacetylacetonatobis (ethylacetoacetate) aluminum.
これらの有機金属化合物(4)およびその部分加水分解物のうち、トリ−n−ブトキシ・エチルアセトアセテートジルコニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタニウム、ジ−i−プロポキシ・エチルアセトアセテートアルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、あるいはこれらの部分加水分解物が好ましく用いられる。 Among these organometallic compounds (4) and partial hydrolysates thereof, tri-n-butoxy ethylacetoacetate zirconium, di-i-propoxy bis (acetylacetonato) titanium, di-i-propoxy ethylacetate Acetate aluminum, tris (ethyl acetoacetate) aluminum, or a partial hydrolyzate thereof is preferably used.
有機スズ化合物として、たとえば、
(C4H9)2Sn(OCOC11H23)2、
(C4H9)2Sn(OCOCH=CHCOOCH3)2、
(C4H9)2Sn(OCOCH=CHCOOC4H9)2、
(C8H17)2Sn(OCOC8H17)2、
(C8H17)2Sn(OCOC11H23)2、
(C8H17)2Sn(OCOCH=CHCOOCH3)2、
(C8H17)2Sn(OCOCH=CHCOOC4H9)2、
(C8H17)2Sn(OCOCH=CHCOOC8H17)2、
(C8H17)2Sn(OCOCH=CHCOOC16H33)2 、
(C8H17)2Sn(OCOCH=CHCOOC17H35)2、
(C8H17)2Sn(OCOCH=CHCOOC18H37)2、
(C8H17)2Sn(OCOCH=CHCOOC20H41)2、
(C4H9)2SnOCOCH3
|
O
|
(C4H9)2SnOCOCH3、
(C4H9)Sn(OCOC11H23)3、
(C4H9)Sn(OCONa)3
などのカルボン酸型有機スズ化合物;
(C4H9)2Sn(SCH2COOC8H17)2、
(C4H9)2Sn(SCH2CH2 COOC8H17)2、
(C8H17)2Sn(SCH2COOC8H17)2、
(C8H17)2Sn(SCH2CH2COOC8H17)2、
(C8H17)2Sn(SCH2COOC12H25)2、
(C8H17)2Sn(SCH2CH2COOC12H25)2、
(C4H9)Sn(SCOCH=CHCOOC8H17)3、
(C8H17)Sn(SCOCH=CHCOOC8H17)3、
(C4H9)2Sn(SCH2COOC8H17)
|
O
|
(C4H9)2Sn(SCH2COOC8H17)
などのメルカプチド型有機スズ化合物;
(C4H9)2Sn=S、(C8H17)2Sn=S、
(C4H9)Sn=S
|
S
|
(C4H9)Sn=S
などのスルフィド型有機スズ化合物;
(C4H9)SnCl3、(C4 H9)2SnCl2、
(C8H17)2SnCl2、
(C4H9)2SnCl
|
S
|
(C4H9)2SnCl
などのクロライド型有機スズ化合物;
(C4H9)2SnO、(C8H17)2SnOなどの有機スズオキサイドや、これらの有機スズオキサイドとシリケート、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、フタル酸ジオクチルなどのエステル化合物との反応生成物;
などが挙げられる。
As an organic tin compound, for example,
(C 4 H 9 ) 2 Sn (OCOC 11 H 23 ) 2 ,
(C 4 H 9) 2 Sn (OCOCH = CHCOOCH 3) 2,
(C 4 H 9) 2 Sn (OCOCH = CHCOOC 4 H 9) 2,
(C 8 H 17 ) 2 Sn (OCOC 8 H 17 ) 2 ,
(C 8 H 17 ) 2 Sn (OCOC 11 H 23 ) 2 ,
(C 8 H 17) 2 Sn (OCOCH = CHCOOCH 3) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (OCOCH = CHCOOC 4 H 9) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (OCOCH = CHCOOC 8 H 17) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (OCOCH = CHCOOC 16 H 33) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (OCOCH = CHCOOC 17 H 35) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (OCOCH = CHCOOC 18 H 37) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (OCOCH = CHCOOC 20 H 41) 2,
(C 4 H 9 ) 2 SnOCOCH 3
|
O
|
(C 4 H 9 ) 2 SnOCOCH 3 ,
(C 4 H 9) Sn ( OCOC 11 H 23) 3,
(C 4 H 9 ) Sn (OCONa) 3
Carboxylic acid type organotin compounds such as;
(C 4 H 9) 2 Sn (SCH 2 COOC 8 H 17) 2,
(C 4 H 9) 2 Sn (SCH 2 CH 2 COOC 8 H 17) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (SCH 2 COOC 8 H 17) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (SCH 2 CH 2 COOC 8 H 17) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (SCH 2 COOC 12 H 25) 2,
(C 8 H 17) 2 Sn (SCH 2 CH 2 COOC 12 H 25) 2,
(C 4 H 9) Sn ( SCOCH = CHCOOC 8 H 17) 3,
(C 8 H 17) Sn ( SCOCH = CHCOOC 8 H 17) 3,
(C 4 H 9 ) 2 Sn (SCH 2 COOC 8 H 17 )
|
O
|
(C 4 H 9 ) 2 Sn (SCH 2 COOC 8 H 17 )
Mercaptide-type organotin compounds such as
(C 4 H 9 ) 2 Sn = S, (C 8 H 17 ) 2 Sn = S,
(C 4 H 9 ) Sn = S
|
S
|
(C 4 H 9 ) Sn = S
Sulfide-type organotin compounds such as;
(C 4 H 9 ) SnCl 3 , (C 4 H 9 ) 2 SnCl 2 ,
(C 8 H 17 ) 2 SnCl 2 ,
(C 4 H 9 ) 2 SnCl
|
S
|
(C 4 H 9 ) 2 SnCl
Chloride-type organotin compounds such as;
Reaction of organotin oxides such as (C 4 H 9 ) 2 SnO, (C 8 H 17 ) 2 SnO, and ester compounds such as silicates, dimethyl maleate, diethyl maleate and dioctyl phthalate Product;
Etc.
このような触媒(f)は、1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよく、また、亜鉛化合物やその他の反応遅延剤と混合して使用することもできる。
触媒(f)は、本発明に係る可視光光触媒組成物を調製する工程で配合してもよく、また、コーティング膜を形成する工程で可視光光触媒組成物に配合してもよく、さらには、可視光光触媒組成物の調製工程とコーティング膜の形成工程との両方で配合してもよい。
Such a catalyst (f) may be used singly or in combination of two or more, or may be used by mixing with a zinc compound or other reaction retarder.
The catalyst (f) may be blended in the step of preparing the visible light photocatalyst composition according to the present invention, or may be blended in the visible light photocatalyst composition in the step of forming a coating film. You may mix | blend both in the preparation process of a visible light photocatalyst composition, and the formation process of a coating film.
本発明に用いられる触媒(f)の量は、シラン化合物(c)中に含まれるOR4基1モルに対して、通常10モル以下、好ましくは0.001〜7モル、より好ましくは0.001〜5モルが望ましい。触媒(f)の量が上記上限を超えると、可視光光触媒組成物の保存安定性が低下したり、コーティング膜にクラックが発生することがある。 The amount of the catalyst (f) used in the present invention is usually 10 moles or less, preferably 0.001 to 7 moles, more preferably 0.8 moles per mole of OR 4 group contained in the silane compound (c). 001-5 mol is desirable. When the amount of the catalyst (f) exceeds the above upper limit, the storage stability of the visible light photocatalyst composition may be lowered, or cracks may be generated in the coating film.
触媒(f)は、シラン化合物(c)、オルガノシロキサンオリゴマー(d)などの加水分解・縮合反応を促進する。したがって、触媒(f)を使用することにより、たとえば、オルガノシロキサンオリゴマー(d)の重縮合反応により生成するポリシロキサン樹脂の分子量が大きくなり、得られるコーティング膜の硬化速度を向上させるとともに、強度や耐久性などに優れたコーティング膜を得ることができ、かつコーティング膜の厚膜化を図ることができ、塗装作業も容易となる。 The catalyst (f) promotes hydrolysis / condensation reaction of the silane compound (c), the organosiloxane oligomer (d) and the like. Therefore, by using the catalyst (f), for example, the molecular weight of the polysiloxane resin produced by the polycondensation reaction of the organosiloxane oligomer (d) is increased, and the curing rate of the resulting coating film is improved. A coating film excellent in durability and the like can be obtained, and the coating film can be made thicker, so that the painting work is facilitated.
(g)安定性向上剤:
本発明に係る可視光光触媒組成物には、必要に応じて保存安定性などを向上させるため、安定性向上剤(g)を含有させることができる。本発明に用いられる安定性向上剤(g)は、下記式(5)
R11COCH2COR12 (5)
(式中、R11は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基などの炭素数1〜6個の1価の炭化水素基を表し、R12は、前記炭素数1〜6個の1価の炭化水素基、または、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、ラウリルオキシ基、ステアリルオキシ基などの炭素数1〜16個のアルコキシル基を表す)
で表されるβ−ジケトン類、β−ケトエステル類、カルボン酸化合物、ジヒドロキシ化合物、アミン化合物およびオキシアルデヒド化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物である。
(G) Stability improver:
The visible light photocatalyst composition according to the present invention may contain a stability improver (g) in order to improve storage stability and the like as necessary. The stability improver (g) used in the present invention is represented by the following formula (5).
R 11 COCH 2 COR 12 (5)
(In the formula, R 11 is methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group) R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms such as a group or a phenyl group, and R 12 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, or a methoxy group, an ethoxy group, n -Represents an alkoxyl group having 1 to 16 carbon atoms such as propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, sec-butoxy group, t-butoxy group, lauryloxy group, stearyloxy group)
At least one compound selected from the group consisting of β-diketones, β-ketoesters, carboxylic acid compounds, dihydroxy compounds, amine compounds and oxyaldehyde compounds.
このような安定性向上剤(g)として、たとえば、アセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸−n−プロピル、アセト酢酸−i−プロピル、アセト酢酸−n−ブチル、アセト酢酸−sec−ブチル、アセト酢酸−t−ブチル、ヘキサン−2,4−ジオン、ヘプタン−2,4−ジオン、ヘプタン−3,5−ジオン、オクタン−2,4−ジオン、ノナン−2,4−ジオン、5−メチルヘキサン−2,4−ジオン、マロン酸、シュウ酸、フタル酸、グリコール酸、サリチル酸、アミノ酢酸、イミノ酢酸、エチレンジアミン四酢酸、グリコール、カテコール、エチレンジアミン、2,2−ビピリジン、1,10−フェナントロリン、ジエチレントリアミン、2−エタノールアミン、ジメチルグリオキシム、ジチゾン、メチオニン、サリチルアルデヒドなどが挙げられる。これらのうち、アセチルアセトンおよびアセト酢酸エチルが好ましい。 Examples of such a stability improver (g) include acetylacetone, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, acetoacetate-n-propyl, acetoacetate-i-propyl, acetoacetate-n-butyl, acetoacetate-sec- Butyl, acetoacetate-t-butyl, hexane-2,4-dione, heptane-2,4-dione, heptane-3,5-dione, octane-2,4-dione, nonane-2,4-dione, 5 -Methylhexane-2,4-dione, malonic acid, oxalic acid, phthalic acid, glycolic acid, salicylic acid, aminoacetic acid, iminoacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, glycol, catechol, ethylenediamine, 2,2-bipyridine, 1,10- Phenanthroline, diethylenetriamine, 2-ethanolamine, dimethylglyoxime, dithizone, methi Nin, such as salicylic aldehyde, and the like. Of these, acetylacetone and ethyl acetoacetate are preferred.
このような安定性向上剤(g)は、チタン化合物(b)または触媒(f)として有機金属化合物類を使用する場合に、特に好ましく用いられる。また、安定性向上剤(g)は、1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
安定性向上剤(g)を用いることによって、安定性向上剤(g)が有機金属化合物類の金属原子に配位し、この配位が、シラン化合物(c)やオルガノシロキサンオリゴマー(d)の共縮合反応についての有機金属化合物類の促進作用を適度に調節し、得られる可視光光触媒組成物の保存安定性をさらに向上させることができると考えられる。
Such a stability improver (g) is particularly preferably used when an organometallic compound is used as the titanium compound (b) or the catalyst (f). Moreover, a stability improver (g) may be used individually by 1 type, or may mix and use 2 or more types.
By using the stability improver (g), the stability improver (g) is coordinated to the metal atom of the organometallic compound, and this coordination is achieved by the silane compound (c) or the organosiloxane oligomer (d). It is considered that the storage stability of the resulting visible light photocatalyst composition can be further improved by appropriately adjusting the promoting action of the organometallic compounds for the cocondensation reaction.
本発明に用いられる安定性向上剤(g)の量は、前記有機金属化合物類の有機金属化合物1モルに対して、通常2モル以上、好ましくは3〜20モルが望ましい。安定性向上剤(g)の量が上記下限未満であると、固形分濃度が高い可視光光触媒組成物では、得られる組成物の保存安定性の向上効果が不充分となることがある。 The amount of the stability improver (g) used in the present invention is usually 2 moles or more, preferably 3 to 20 moles per mole of the organometallic compound of the organometallic compounds. When the amount of the stability improver (g) is less than the above lower limit, the visible light photocatalyst composition having a high solid content concentration may be insufficient in improving the storage stability of the resulting composition.
(h)充填剤:
本発明に係る可視光光触媒組成物には、得られるコーティング膜の着色、厚保膜化などのため、必要に応じて充填剤を添加、分散させることも好ましい。
本発明に用いられる充填剤として、非水溶性の有機顔料および無機含量;粒子状、繊維状または鱗片状の顔料以外のセラミックス、金属または合金、ならびにこれらの金属の酸化物、水酸化物、炭化物、窒化物および硫化物などが挙げられる。
具体的には、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、銀、亜鉛、フェライト、カーボンブラック、ステンレス鋼、二酸化ケイ素、顔料用酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化コバルト、合成ムライト、水酸化アルミニウム、水酸化鉄、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、クレー、ケイソウ土、消石灰、石膏、タルク、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、雲母、亜鉛緑、クロム緑、コバルト緑、ビリジアン、ギネー緑、コバルトクロム緑、シェーレ緑、緑土、マンガン緑、ピグメントグリーン、群青、紺青、ピグメントブルー、岩群青、コバルト青、セルリアンブルー、ホウ酸銅、モリブデン青、硫化銅、コバルト紫、マルス紫、マンガン紫、ピグメントバイオレット、亜酸化鉛、鉛酸カルシウム、ジンクエロー、硫化鉛、クロム黄、黄土、カドミウム黄、ストロンチウム黄、チタン黄、リサージ、ピグメントイエロー、亜酸化銅、カドミウム赤、セレン赤、クロムバーミリオン、ベンガラ、亜鉛白、アンチモン白、塩基性硫酸鉛、チタン白、リトポン、ケイ酸鉛、酸化ジルコン、タングステン白、鉛、亜鉛華、バンチソン白、フタル酸鉛、マンガン白、硫酸鉛、黒鉛、ボーン黒、ダイヤモンドブラック、サーマトミック黒、植物性黒、チタン酸カリウムウィスカー、二硫化モリブデン などが挙げられる。
これらの充填剤は、単独で、または2種以上を混合して使用することができる。
また、充填剤の使用量は、本発明の可視光光触媒組成物の全固形分100重量部に対して、300重量部以下が好ましい。
(H) Filler:
In the visible light photocatalyst composition according to the present invention, it is also preferable to add and disperse a filler as necessary in order to color the coating film to be obtained and to increase the thickness of the coating film.
Fillers used in the present invention include water-insoluble organic pigments and inorganic content; ceramics, metals or alloys other than particulate, fibrous or scale-like pigments, and oxides, hydroxides and carbides of these metals , Nitrides and sulfides.
Specifically, iron, copper, aluminum, nickel, silver, zinc, ferrite, carbon black, stainless steel, silicon dioxide, titanium oxide for pigments, aluminum oxide, chromium oxide, manganese oxide, iron oxide, zirconium oxide, cobalt oxide , Synthetic mullite, aluminum hydroxide, iron hydroxide, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, clay, diatomaceous earth, slaked lime, gypsum, talc, barium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, bentonite, mica, zinc green , Chrome green, Cobalt green, Viridian, Guinea green, Cobalt chrome green, Shale green, Green earth, Manganese green, Pigment green, Ultramarine, Bitumen, Pigment blue, Rock ultramarine, Cobalt blue, Cerulean blue, Copper borate, Molybdenum blue , Copper sulfide, cobalt purple, mars purple, manga Purple, Pigment Violet, Lead Oxide, Calcium Leadate, Zinc Yellow, Lead Sulfide, Chrome Yellow, Ocher, Cadmium Yellow, Strontium Yellow, Titanium Yellow, Resurge, Pigment Yellow, Cuprous Oxide, Cadmium Red, Selenium Red, Chrome Vermilion , Bengala, zinc white, antimony white, basic lead sulfate, titanium white, lithopone, lead silicate, zircon oxide, tungsten white, lead, zinc white, bunchison white, lead phthalate, manganese white, lead sulfate, graphite, bone Black, diamond black, thermatomic black, vegetable black, potassium titanate whisker, molybdenum disulfide and the like.
These fillers can be used alone or in admixture of two or more.
The amount of the filler used is preferably 300 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total solid content of the visible light photocatalyst composition of the present invention.
(i)その他の添加剤:
本発明に係る可視光光触媒組成物には、必要に応じて、
オルトギ酸メチル、オルト酢酸メチル、テトラエトキシシランなどの公知の脱水剤;
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリカルボン酸型高分子界面活性剤、ポリカルボン酸塩、ポリリン酸塩、ポリアクリル酸塩、ポリアミドエステル塩、ポリエチレングリコールなどの分散剤
を配合することができる。
(I) Other additives:
In the visible light photocatalyst composition according to the present invention, if necessary,
Known dehydrating agents such as methyl orthoformate, methyl orthoacetate, tetraethoxysilane;
Polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, polycarboxylic acid type polymer surfactant, polycarboxylate, polyphosphate, polyacrylate, polyamide ester salt, polyethylene glycol, etc. A dispersant can be blended.
また、本発明に係る組成物のコーティング性(製膜性ともいう)をより向上させるために、レベリング剤を配合することができる。このようなレベリング剤として、たとえば、ビーエムケミー(BM−CHEMIE)社のBM1000(商品名、以下同様)、BM1100;エフカケミカルズ社のエフカ772、エフカ777;共栄社化学社のフローレンシリーズ;住友スリーエム社のFCシリーズ;東邦化学社のフルオナールTFシリーズなどのフッ素系のレベリング剤;
ビックケミー社のBYKシリーズ;シュメグマン(Sshmegmann)社のSshmegoシリーズ;エフカケミカルズ社のエフカ30、エフカ31、エフカ34、エフカ35、エフカ36、エフカ39、エフカ83、エフカ86、エフカ88などのシリコーン系のレベリング剤;
日信化学工業社のカーフィノール;花王社のエマルゲン、ホモゲノールなどのエーテル系またはエステル系のレベリング剤が挙げられる。
Moreover, in order to improve the coating property (it is also called film forming property) of the composition which concerns on this invention, a leveling agent can be mix | blended. Examples of such leveling agents include BM-CHEMIE BM1000 (trade names, the same shall apply hereinafter), BM1100; Fuka Chemicals Fuka 772, Fuka 777; Kyoeisha Chemical Co., Ltd. Floren series; Sumitomo 3M Fluorine leveling agents such as Toho Chemical's Fluoronal TF series;
BYK series from Big Chemie; Sshmego series from Sshmegmann; Silicone series such as Fuka 30, Fuka 31, Fuka 34, Fuka 35, Fuka 36, Fuka 39, Fuka 83, Fuka 86, and Fuka 88 from Fuka Chemicals Leveling agents;
Carfinol manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd .; ether-based or ester-based leveling agents such as emulgen and homogenol manufactured by Kao Corporation.
このようなレベリング剤を配合することにより、コーティング膜の仕上がり外観が改善されるとともに、均一な薄膜を調製することができる。
本発明において、レベリング剤は、全組成物に対して、好ましくは0.01〜5重量%、より好ましくは0.02〜3重量%の量で用いられる。
レベリング剤を配合する方法は、本発明に係る可視光光触媒組成物を調製する工程で配合してもよく、またコーティング膜を形成する工程で可視光光触媒組成物に配合してもよく、さらには可視光光触媒組成物の調製工程とコーティング膜の形成工程との両方で配合してもよい。
By blending such a leveling agent, the finished appearance of the coating film is improved and a uniform thin film can be prepared.
In the present invention, the leveling agent is preferably used in an amount of 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.02 to 3% by weight, based on the total composition.
The method of blending the leveling agent may be blended in the step of preparing the visible light photocatalyst composition according to the present invention, may be blended in the visible light photocatalyst composition in the step of forming a coating film, and You may mix | blend both in the preparation process of a visible light photocatalyst composition, and the formation process of a coating film.
<可視光光触媒組成物の製造方法>
本発明に係る可視光光触媒組成物の製造方法として、具体的には、以下の方法が挙げられる。
<Method for producing visible light photocatalyst composition>
Specific examples of the method for producing the visible light photocatalyst composition according to the present invention include the following methods.
(1)酸化物半導体(a)が粉末の場合:
酸化物半導体(a)に、(e)水および/または有機溶剤、(b)チタン化合物および/または(d)オルガノシロキサンオリゴマーを添加し、たとえば分散機により分散した後、必要に応じて(c)シラン化合物と、必要に応じて(e)水および/または有機溶剤、および/または(f)触媒とを添加し、加水分解・縮合させる。
(1) When the oxide semiconductor (a) is a powder:
(E) Water and / or an organic solvent, (b) a titanium compound and / or (d) an organosiloxane oligomer are added to the oxide semiconductor (a) and dispersed, for example, by a disperser. ) A silane compound and, if necessary, (e) water and / or an organic solvent and / or (f) a catalyst are added to cause hydrolysis and condensation.
(2)酸化物半導体(a)がゾルの場合:
酸化物半導体(a)のゾルに、(b)チタン化合物および/または(d)オルガノシロキサンオリゴマーを添加し、攪拌した後、さらに必要に応じて(c)シラン化合物と、必要に応じて(e)水および/または有機溶剤、および/または(f)触媒とを添加し、加水分解・縮合させる。
(2) When the oxide semiconductor (a) is a sol:
(B) a titanium compound and / or (d) an organosiloxane oligomer is added to the sol of the oxide semiconductor (a) and stirred, and then (c) a silane compound and, if necessary, (e ) Water and / or an organic solvent and / or (f) a catalyst are added to cause hydrolysis and condensation.
上記製造方法(1)および(2)において、成分(b)〜(f)は、それぞれを一括添加しても、逐次添加してもよい。特に、酸化物半導体(a)に対する相溶性が低い成分については、逐次添加することが好ましい。ここで、「一括添加」とは、ある1種の成分を一時に添加することをいい、「逐次添加」とは、ある1種の成分を任意の時間をかけて添加することをいう。さらに、成分(b)〜(f)は、それぞれを一括添加する場合、成分(b)〜(f)を一時に一括して添加してもよいが、酸化物半導体(a)との相溶性を考慮して、各成分を独立して添加してもよい。 In the production methods (1) and (2), the components (b) to (f) may be added all at once or sequentially. In particular, it is preferable to sequentially add a component having low compatibility with the oxide semiconductor (a). Here, “collective addition” means adding one kind of component at a time, and “sequential addition” means adding one kind of component over an arbitrary time. Furthermore, when components (b) to (f) are added all at once, components (b) to (f) may be added all at once, but are compatible with the oxide semiconductor (a). In consideration of the above, each component may be added independently.
酸化物半導体(a)にチタン化合物(b)および/またはオルガノシロキサンオリゴマー(d)を添加することによって、チタン化合物(b)および/またはオルガノシロキサンオリゴマー(d)が酸化物半導体(a)に吸着および/または反応し、酸化物半導体(a)の分散安定性が確保される。特に酸化物半導体(a)の凝集力が強く分散しにくい場合には、チタン化合物(b)とオルガノシロキサンオリゴマー(d)とを併用することが好ましい。
前記製造方法(1)において用いられる分散機として、超音波分散機、ボールミル、サンドミル(ビーズミル)、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、ナノマイザー、プロペラミキサー、ハイシェアミキサーなどが挙げられる。
また、前記製造法(1)において、チタン化合物(b)の存在下で分散機により酸化物半導体(a)を分散させることによって、酸化物半導体(a)の二次粒径(分散粒径)が低下する。さらに酸化物半導体(a)がオルガノシロキサンオリゴマー(d)の前記式(3)で表される構造と吸着することによって、オルガノシロキサンオリゴマー(d)中に固定化され分散安定性が確保される。
そして、必要に応じてシラン化合物(c)を添加することにより、シラン化合物が結着材の役割を果たし、酸化物半導体(a)の含有量が多い場合でもチョーキングなく製膜することができる。
本発明に係る可視光光触媒組成物中の全固形分濃度は、通常1〜50重量%、好ましくは3〜40重量%が望ましい。全固形分濃度が上記上限を超えると、保存安定性が低下することがある。
By adding titanium compound (b) and / or organosiloxane oligomer (d) to oxide semiconductor (a), titanium compound (b) and / or organosiloxane oligomer (d) is adsorbed on oxide semiconductor (a). And / or reacts to ensure dispersion stability of the oxide semiconductor (a). In particular, when the cohesive force of the oxide semiconductor (a) is strong and difficult to disperse, it is preferable to use the titanium compound (b) and the organosiloxane oligomer (d) in combination.
Examples of the disperser used in the production method (1) include an ultrasonic disperser, a ball mill, a sand mill (bead mill), a homogenizer, an ultrasonic homogenizer, a nanomizer, a propeller mixer, and a high shear mixer.
In the production method (1), the secondary particle size (dispersed particle size) of the oxide semiconductor (a) is obtained by dispersing the oxide semiconductor (a) with a disperser in the presence of the titanium compound (b). Decreases. Furthermore, the oxide semiconductor (a) is adsorbed in the organosiloxane oligomer (d) by adsorbing with the structure represented by the formula (3) of the organosiloxane oligomer (d), thereby ensuring dispersion stability.
And by adding a silane compound (c) as needed, a silane compound plays the role of a binder, and even when there is much content of an oxide semiconductor (a), it can form into a film without choking.
The total solid concentration in the visible light photocatalyst composition according to the present invention is usually 1 to 50% by weight, preferably 3 to 40% by weight. When the total solid content exceeds the above upper limit, the storage stability may be lowered.
本発明に係る可視光光触媒組成物は、通常、使用目的に応じてさらに適宜調製することができ、たとえば、基材に製膜するコーティング膜の材料や劣化塗膜の再塗装用材料として用いることができる。
<コーティング膜>
本発明に係るコーティング膜は、前記可視光光触媒組成物を、たとえば下記の基材に製膜して形成させることができる。
The visible light photocatalyst composition according to the present invention can usually be appropriately prepared according to the purpose of use. For example, the visible light photocatalyst composition can be used as a material for a coating film to be formed on a substrate or a material for repainting a deteriorated coating film. Can do.
<Coating film>
The coating film according to the present invention can be formed by forming the visible light photocatalyst composition on, for example, the following substrate.
(基材)
前記基材として、たとえば、鉄、アルミニウム、ステンレスなどの金属;
セメント、コンクリート、軽量コンクリート(ALC)、フレキシブルボード、モルタル、スレート、石膏、セラミックス、レンガなどの無機窯業系材料;
フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂)、熱可塑性ノルボルネン系樹脂などのプラスチック成型品;
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアクリル、ポリ塩化ビニル、熱可塑性ノルボルネン系樹脂などのプラスチックフィルム;
シリコンウエハー、石英ガラス、ガラスなどの無機材料や、木材、紙
などが挙げられる。
(Base material)
Examples of the base material include metals such as iron, aluminum, and stainless steel;
Inorganic ceramic materials such as cement, concrete, lightweight concrete (ALC), flexible board, mortar, slate, gypsum, ceramics, bricks;
Plastic molded products such as phenol resin, epoxy resin, acrylic resin, polyester, polycarbonate, polyethylene, polypropylene, ABS resin (acrylonitrile-butadiene-styrene resin), thermoplastic norbornene resin;
Plastic films such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyurethane, polyimide, polyacryl, polyvinyl chloride, thermoplastic norbornene resin;
Examples thereof include inorganic materials such as silicon wafer, quartz glass, and glass, wood, and paper.
これらの基材は、下地調整、密着性向上、多孔質基材の目止め、平滑化、模様付けなどを目的として、予め表面処理を施してもよい。
金属系基材に対する表面処理として、研磨、脱脂、メッキ処理、クロメート処理、火炎処理、カップリング処理など;
プラスチック系基材に対する表面処理として、ブラスト処理、薬品処理、脱脂、火炎処理、酸化処理、蒸気処理、コロナ放電処理、紫外線照射処理、プラズマ処理、イオン処理など;
無機窯業系基材に対する表面処理として、研磨、目止め、模様付けなど;
木質基材に対する表面処理として、研磨、目止め、防虫処理など;
紙質基材に対する表面処理として、目止め、防虫処理など;
劣化塗膜に対する表面処理として、ケレンなどが挙げられる。
These substrates may be subjected to surface treatment in advance for the purpose of adjusting the foundation, improving adhesion, sealing the porous substrate, smoothing, patterning, and the like.
As surface treatment for metal base materials, polishing, degreasing, plating treatment, chromate treatment, flame treatment, coupling treatment, etc .;
Surface treatments for plastic base materials include blast treatment, chemical treatment, degreasing, flame treatment, oxidation treatment, steam treatment, corona discharge treatment, ultraviolet irradiation treatment, plasma treatment, ion treatment, etc .;
As surface treatment for inorganic ceramic base materials, polishing, sealing, patterning, etc .;
Polishing, sealing, insect repellent treatment, etc.
As surface treatment for paper-based substrates, sealing, insect-proofing, etc .;
Examples of the surface treatment for the deteriorated coating film include keren.
また、基材との密着性を確保するために各種プライマーを用いてもよい。
(コーティング膜形成方法)
本発明に係るコーティング膜を形成する方法は、たとえば、前記可視光光触媒組成物を基材に製膜した後、この塗膜を乾燥する方法が挙げられる。
前記可視光光触媒組成物を基材に製膜する方法として、たとえば、刷毛、ロールコーター、バーコーター、フローコーター、遠心コーター、超音波コーター、(マイクロ)グラビアコーターなどを用いた塗布;ディップコート;流し塗り;スプレー;スクリーンプロセス;電着;蒸着など方法が挙げられる。
Various primers may be used to ensure adhesion with the substrate.
(Coating film forming method)
Examples of the method of forming the coating film according to the present invention include a method of forming the visible light photocatalyst composition on a substrate and then drying the coating film.
As a method for forming the visible light photocatalyst composition on a substrate, for example, coating using a brush, roll coater, bar coater, flow coater, centrifugal coater, ultrasonic coater, (micro) gravure coater, etc .; dip coating; Spray coating; spraying; screen process; electrodeposition;
これらの方法により可視光光触媒組成物を基材に製膜した後、常温で乾燥することにより、または30〜200℃程度の温度で通常1〜60分間加熱して乾燥することにより、安定なコーティング膜を形成することができる。
本発明に係る可視光光触媒組成物を製膜すると、1回塗りの場合には乾燥膜厚0.05〜20μm程度、2回塗りの場合には乾燥膜厚0.1〜40μm程度のコーティング膜を形成することができる。
After forming a visible light photocatalyst composition on a substrate by these methods, the coating is stable by drying at room temperature, or by heating and drying at a temperature of about 30 to 200 ° C. for usually 1 to 60 minutes. A film can be formed.
When the visible light photocatalyst composition according to the present invention is formed, a coating film having a dry film thickness of about 0.05 to 20 μm in the case of one coating and a dry film thickness of about 0.1 to 40 μm in the case of two coatings. Can be formed.
本発明に係るコーティング膜は、前記酸化物半導体(a)と、ポリチタノキサンと、ポリシロキサンとを含む。このポリチタノキサンは前記チタン化合物(b)に由来すると想定される。また、前記ポリシロキサンは前記シラン化合物(c)および/または前記オルガノシロキサンオリゴマー(d)に由来すると考えられる。
前記酸化物半導体(a)が、前記ポリチタノキサンに隣接し、かつ前記ポリチタノキサンを介して前記ポリシロキサン中に分散していることが望ましい。
前記酸化物半導体(a)は、前記ポリチタノキサンを介して前記ポリシロキサンと結合することにより、前記酸化物半導体(a)の分散粒子径を減少させる作用や分散性を高める作用があると考えられる。また、前記ポリシロキサンはコーティング膜を安定させる作用がある。
本発明に係るコーティング膜は、前記酸化物半導体(a)の固形分100重量部に対して、ポリチタノキサンを、通常1〜50重量部、好ましくは2〜45重量部、さらに好ましくは3〜40重量部含有することが望ましい。ポリチタノキサンの含有量が上記下限未満であると結合安定性や分散性が劣ることがあり、上記上限を超えると可視光での光触媒機能を損なうことがある。また、ポリシロキサンは、前記コーティング膜中に、通常1〜200重量部、好ましくは5〜100重量部、さらに好ましくは10〜80重量部含まれることが望ましい。ポリシロキサンの含有量が、上記下限未満であると十分な分散安定性を得られないことがあり、上記上限を超えると形成されたコーティング膜が脆く、チョーキング等が発生することがある。
The coating film which concerns on this invention contains the said oxide semiconductor (a), poly titanoxane, and polysiloxane. This polytitanoxane is assumed to be derived from the titanium compound (b). The polysiloxane is considered to be derived from the silane compound (c) and / or the organosiloxane oligomer (d).
It is desirable that the oxide semiconductor (a) is dispersed in the polysiloxane adjacent to the polytitanoxane and via the polytitanoxane.
The oxide semiconductor (a) is considered to have an action of reducing the dispersed particle size of the oxide semiconductor (a) and an action of improving dispersibility by being bonded to the polysiloxane via the polytitanoxane. Further, the polysiloxane has an effect of stabilizing the coating film.
The coating film concerning this invention is 1-50 weight part normally with respect to 100 weight part of solid content of the said oxide semiconductor (a), Preferably it is 2-45 weight part, More preferably, it is 3-40 weight. It is desirable to contain a part. When the content of polytitanoxane is less than the above lower limit, bond stability and dispersibility may be inferior, and when the upper limit is exceeded, the photocatalytic function with visible light may be impaired. Moreover, it is desirable that polysiloxane is contained in the coating film in an amount of usually 1 to 200 parts by weight, preferably 5 to 100 parts by weight, and more preferably 10 to 80 parts by weight. If the polysiloxane content is less than the above lower limit, sufficient dispersion stability may not be obtained. If the polysiloxane content exceeds the above upper limit, the formed coating film may be brittle, and choking may occur.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、この実施例により何ら限定されるものではない。なお、実施例および比較例中の部および%は、特に限定しない限り、重量基準とする。また、光触媒組成物を下記の方法により評価した。
(1)保存安定性:
光触媒組成物をポリエチレン製ビン内に40℃で3ヶ月密栓保存して、ゲル化の有無を目視により判定した。ゲル化しなかったものについて、東京計器社製のBM型粘度計により粘度測定を行った。以下の基準に従って、光触媒組成物の保存安定性を評価した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited at all by this Example. In the examples and comparative examples, parts and% are based on weight unless otherwise limited. Moreover, the photocatalyst composition was evaluated by the following method.
(1) Storage stability:
The photocatalyst composition was sealed in a polyethylene bottle at 40 ° C. for 3 months, and the presence or absence of gelation was determined visually. About what did not gelatinize, the viscosity measurement was performed with the BM type | mold viscosity meter by Tokyo Keiki Co., Ltd. The storage stability of the photocatalyst composition was evaluated according to the following criteria.
◎:密閉保存前後の粘度変化率が20%以下のもの
○:密閉保存前後の粘度変化率が20%を超えるもの
×:密閉保存後、ゲルが生成したもの
(2)透明性:
光触媒組成物を、i−プロピルアルコールで固形分濃度5%に希釈し、石英ガラス上に、ROD.NO.3のバーコーターで乾燥膜厚が0.1μmになるように塗布したのち、150℃で30分乾燥し、光触媒含有塗膜を作製した。ガードナー社製のヘイズ試験器(haze−gard plus illuminant CIE−C)を用いて塗膜のHazeを測定した。下記基準にしたがってコーティング膜の透明性を評価した。
◎:ヘイズが1以下のもの
○:ヘイズが1を超え2以下のもの
×:ヘイズが2を超えるのもの
◎: Viscosity change rate before and after sealed storage is 20% or less ○: Viscosity change rate before and after sealed storage exceeds 20% ×: Gel formed after sealed storage (2) Transparency:
The photocatalyst composition was diluted with i-propyl alcohol to a solid content concentration of 5%, and ROD. NO. 3 was applied with a bar coater to a dry film thickness of 0.1 μm, and then dried at 150 ° C. for 30 minutes to prepare a photocatalyst-containing coating film. Haze of the coating film was measured using a haze tester (haze-gard plus illuminant CIE-C) manufactured by Gardner. The transparency of the coating film was evaluated according to the following criteria.
◎: Haze of 1 or less ○: Haze of more than 1 and 2 or less ×: Haze of more than 2
(3)可視光照射下の光触媒性能(可視光光触媒活性):
光触媒組成物をスプレー塗装にて乾燥膜厚10μmとなるように100cm2のアルミ板に塗布し、150℃で30分間乾燥した。得られた光触媒含有塗膜を有するアルミ板をガラス製ベルジャー内に設置し、400Wキセノンランプ(ウシオ電機社製)を用い、400nm未満の紫外線をカットするガラスフィルターを用いた場合を可視光照射とした。系内のアルデヒドを十分に排気した後、1000ppmのイソプロパノールをガラス製ベルジャー内に注入した。イソプロパノールが吸着平衡に達した後、100分間光照射を行い、系中に生成したアセトンをガスクロマトグラフィー(FID)で分析し、下記基準に従って、可視光照射下での光触媒性能を評価した。
◎:100ppmを超えるもの
○:50ppmを超え、100ppm以下のもの
△:1ppmを超え50ppm以下のもの
×:1ppm以下のもの
(3) Photocatalytic performance under visible light irradiation (visible light photocatalytic activity):
The photocatalyst composition was applied to a 100 cm 2 aluminum plate by spray coating so as to have a dry film thickness of 10 μm, and dried at 150 ° C. for 30 minutes. When the obtained aluminum plate having a photocatalyst-containing coating film is placed in a glass bell jar and a 400 W xenon lamp (made by USHIO INC.) Is used and a glass filter that cuts off ultraviolet rays of less than 400 nm is used as visible light irradiation did. After exhausting the aldehyde in the system sufficiently, 1000 ppm of isopropanol was injected into a glass bell jar. After isopropanol reached the adsorption equilibrium, light irradiation was performed for 100 minutes, and acetone produced in the system was analyzed by gas chromatography (FID), and the photocatalytic performance under visible light irradiation was evaluated according to the following criteria.
◎: More than 100 ppm ○: More than 50 ppm and less than 100 ppm Δ: More than 1 ppm and less than 50 ppm x: Less than 1 ppm
〈実施例1〉
酸化物半導体(a)として拡散反射スペクトル測定により測定した400nmにおける吸光度が0.06である酸素欠陥タイプの二酸化チタン:100部、チタン化合物(b)としてテトラ−n−ブトキシチタンの10量体(日本曹達社製、商品名:B−10):56部、シラン化合物(c)としてメチルトリメトキシシラン:96部、有機溶媒(e)としてイソプロピルアルコール:700部を容器に入れ、粒子径0.3mmのジルコニアビーズ:600部を加え、ビーズミルを用いて1時間攪拌・分散した。その後、ビーズを除去した後、触媒(f)としてジ−i−プロポキシ・エチルアセトアセテートアルミニウム:4部、水(e):12部を添加し、60℃で4時間加熱攪拌した後に、イソプロピルアルコールで固形分濃度約10%に調整し光触媒組成物Aを得た。得られた組成物Aの保存安定性は◎、透明性は○、可視光光触媒活性は◎であった。
<Example 1>
100 parts of oxygen defect type titanium dioxide having an absorbance at 400 nm of 0.06 as measured by diffuse reflection spectrum measurement as an oxide semiconductor (a), and a tetramer of tetra-n-butoxytitanium as a titanium compound (b) ( Nippon Soda Co., Ltd., trade name: B-10): 56 parts, methyltrimethoxysilane: 96 parts as the silane compound (c), and isopropyl alcohol: 700 parts as the organic solvent (e) are placed in a container. 3 mm zirconia beads: 600 parts were added, and the mixture was stirred and dispersed for 1 hour using a bead mill. Then, after removing the beads, 4 parts of di-i-propoxy / ethyl acetoacetate aluminum and 12 parts of water (e) were added as catalyst (f), and the mixture was heated and stirred at 60 ° C. for 4 hours, followed by isopropyl alcohol. The photocatalyst composition A was obtained by adjusting the solid concentration to about 10%. The composition A obtained had a storage stability of ◎, a transparency of ○, and a visible light photocatalytic activity of ◎.
〈実施例2〉
酸化物半導体(a)として拡散反射スペクトル測定により測定した400nmにおける吸光度が0.10の酸素欠陥タイプの二酸化チタン:100部、チタン化合物(b)としてテトラ−n−ブトキシチタンの10量体(日本曹達社製、商品名:B−10):56部、シラン化合物(c)としてメチルトリメトキシシラン:96部、オルガノシロキサンオリゴマー(d)としてMAC−2101(日本ユニカー社製):46部、有機溶媒(e)としてイソプロピルアルコール:720部を容器に入れ、粒子径0.3mmのジルコニアビーズ:600部を加え、ビーズミルを用いて1時間攪拌・分散した。その後、ビーズを除去した後、触媒(f)としてジ−i−プロポキシ・エチルアセトアセテートアルミニウム:4部、水(e):6部を添加し、60℃で4時間加熱攪拌した後に、イソプロピルアルコールで固形分濃度約10%に調整し光触媒組成物Bを得た。得られた組成物Bの保存安定性は◎、透明性は◎、可視光光触媒活性は◎であった。
<Example 2>
100 parts of oxygen-deficient type titanium dioxide having an absorbance at 400 nm of 0.10 measured by diffuse reflection spectrum measurement as an oxide semiconductor (a), and a tetramer of tetra-n-butoxytitanium as a titanium compound (b) (Japan) Soda Co., Ltd., trade name: B-10): 56 parts, methyltrimethoxysilane as a silane compound (c): 96 parts, organosiloxane oligomer (d) as MAC-2101 (manufactured by Nihon Unicar): 46 parts, organic As a solvent (e), 720 parts of isopropyl alcohol was placed in a container, 600 parts of zirconia beads having a particle diameter of 0.3 mm was added, and the mixture was stirred and dispersed for 1 hour using a bead mill. Then, after removing the beads, 4 parts of di-i-propoxy / ethyl acetoacetate aluminum and 6 parts of water (e) were added as catalyst (f), and the mixture was heated and stirred at 60 ° C. for 4 hours, followed by isopropyl alcohol. The photocatalyst composition B was obtained by adjusting the solid content concentration to about 10%. The resulting composition B had storage stability ◎, transparency 透明, and visible light photocatalytic activity ◎.
〈実施例3〉
酸化物半導体(a)として拡散反射スペクトル測定により測定した400nmにおける吸光度が0.08の白金担時タイプの二酸化チタン:100部、チタン化合物(b)としてテトラ−n−ブトキシチタンの10量体(日本曹達社製、商品名:B−10):60部、オルガノシロキサンオリゴマー(d)としてMAC−2101(日本ユニカー社製):56部、有機溶媒(e)としてイソプロピルアルコール:720部を容器に入れ、粒子径0.3mmのジルコニアビーズ:600部を加え、ビーズミルを用いて1時間攪拌・分散した。その後、ビーズを除去した後、触媒(f)としてジ−i−プロポキシ・エチルアセトアセテートアルミニウム:4部、水(e):12部を添加し、60℃で4時間加熱攪拌した後に、イソプロピルアルコールで固形分濃度約10%に調整し光触媒組成物Cを得た。得られた組成物Cの保存安定性は◎、透明性は◎、可視光光触媒活性は◎であった。
<Example 3>
Platinum-supported titanium dioxide having an absorbance at 400 nm of 0.08 measured by diffuse reflection spectrum measurement as an oxide semiconductor (a): 100 parts, tetramer of tetra-n-butoxytitanium as a titanium compound (b) ( Nippon Soda Co., Ltd., trade name: B-10): 60 parts, organosiloxane oligomer (d) as MAC-2101 (manufactured by Nihon Unicar): 56 parts, organic solvent (e) as isopropyl alcohol: 720 parts in a container Then, 600 parts of zirconia beads having a particle diameter of 0.3 mm were added, and the mixture was stirred and dispersed for 1 hour using a bead mill. Then, after removing the beads, 4 parts of di-i-propoxy / ethyl acetoacetate aluminum and 12 parts of water (e) were added as catalyst (f), and the mixture was heated and stirred at 60 ° C. for 4 hours, followed by isopropyl alcohol. The solid content concentration was adjusted to about 10% to obtain a photocatalyst composition C. The composition C thus obtained had storage stability ◎, transparency 透明, and visible light photocatalytic activity ◎.
〈実施例4〉
酸化物半導体(a)として拡散反射スペクトル測定により測定した400nmにおける吸光度が0.15の白金担時タイプの二酸化チタン:100部、チタン化合物(b)としてテトラi−プロポキシチタンの10量体(日本曹達社製、商品名:A−10):56部、シラン化合物(c)としてメチルトリメトキシシラン:96部、オルガノシロキサンオリゴマー(d)としてMAC−2101(日本ユニカー社製):46部、有機溶媒(e)としてイソプロピルアルコール:720部を容器に入れ、粒子径0.3mmのジルコニアビーズ:600部を加え、ビーズミルを用いて1時間攪拌・分散した。その後、ビーズを除去した後、触媒(f)としてジ−i−プロポキシ・エチルアセトアセテートアルミニウム:4部、水(e):12部を添加し、60℃で4時間加熱攪拌した後に、イソプロピルアルコールで固形分濃度約10%に調整し光触媒組成物Dを得た。得られた組成物Dの保存安定性は◎、透明性は◎、可視光光触媒活性は◎であった。
<Example 4>
100 parts of platinum-supported titanium dioxide having an absorbance at 400 nm of 0.15 measured by diffuse reflection spectrum measurement as an oxide semiconductor (a): Tetrai-propoxytitanium decamer as titanium compound (b) (Japan) Soda Co., Ltd., trade name: A-10): 56 parts, silane compound (c) as methyltrimethoxysilane: 96 parts, organosiloxane oligomer (d) as MAC-2101 (manufactured by Nihon Unicar): 46 parts, organic As a solvent (e), 720 parts of isopropyl alcohol was placed in a container, 600 parts of zirconia beads having a particle diameter of 0.3 mm was added, and the mixture was stirred and dispersed for 1 hour using a bead mill. Then, after removing the beads, 4 parts of di-i-propoxy / ethyl acetoacetate aluminum and 12 parts of water (e) were added as catalyst (f), and the mixture was heated and stirred at 60 ° C. for 4 hours, followed by isopropyl alcohol. The solid content concentration was adjusted to about 10% to obtain a photocatalyst composition D. The resulting composition D had storage stability ◎, transparency 透明, and visible light photocatalytic activity ◎.
〈実施例5〉
酸化物半導体(a)として拡散反射スペクトル測定により測定した400nmにおける吸光度が0.15の白金担持タイプの二酸化チタン:100部、チタン化合物(b)としてテトラ−n−ブトキシチタンの7量体(日本曹達社製、商品名:B−7):56部、シラン化合物(c)としてメチルトリメトキシシラン:96部、オルガノシロキサンオリゴマー(d)としてMAC−2101(日本ユニカー社製):46部、有機溶媒(e)としてイソプロピルアルコール:720部を容器に入れ、粒子径0.3mmのジルコニアビーズ:600部を加え、ビーズミルを用いて1時間攪拌・分散した。その後、ビーズを除去した後、触媒(f)としてジ−i−プロポキシ・エチルアセトアセテートアルミニウム:4部、水(e):12部を添加し、60℃で4時間加熱攪拌した後に、イソプロピルアルコールで固形分濃度約10%に調整し光触媒組成物Dを得た。得られた組成物Dの保存安定性は◎、透明性は◎、可視光光触媒活性は◎であった。
<Example 5>
100 parts of platinum-supported titanium dioxide having an absorbance at 400 nm of 0.15 measured by diffuse reflection spectrum measurement as an oxide semiconductor (a): tetramer of tetra-n-butoxytitanium as a titanium compound (b) (Japan) Soda Co., Ltd., trade name: B-7): 56 parts, silane compound (c) as methyltrimethoxysilane: 96 parts, organosiloxane oligomer (d) as MAC-2101 (manufactured by Nihon Unicar): 46 parts, organic As a solvent (e), 720 parts of isopropyl alcohol was placed in a container, 600 parts of zirconia beads having a particle diameter of 0.3 mm was added, and the mixture was stirred and dispersed for 1 hour using a bead mill. Then, after removing the beads, 4 parts of di-i-propoxy / ethyl acetoacetate aluminum and 12 parts of water (e) were added as catalyst (f), and the mixture was heated and stirred at 60 ° C. for 4 hours, followed by isopropyl alcohol. The solid content concentration was adjusted to about 10% to obtain a photocatalyst composition D. The resulting composition D had storage stability ◎, transparency 透明, and visible light photocatalytic activity ◎.
〈比較例1〉
(a)成分として拡散反射スペクトル測定により測定した400nmにおける吸光度が0.02未満のアナターゼ型酸化チタン(石原産業社製、商品名:ST−01)を用いた以外は実施例1と同様に調製した。得られた組成物の保存安定性は◎、透明性は◎、可視光光触媒活性は×であった。
<Comparative example 1>
Prepared in the same manner as in Example 1 except that anatase-type titanium oxide (trade name: ST-01, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) having an absorbance at 400 nm of less than 0.02 measured by diffuse reflection spectrum measurement was used as the component (a). did. The storage stability of the obtained composition was ◎, the transparency was ◎, and the visible light photocatalytic activity was x.
〈比較例2〉
チタン化合物(b)、およびオルガノシロキサンオリゴマー(d)を使用しない以外は実施例4と同様に調製した。得られた組成物の保存安定性は×(静置後10分で沈降分離)、透明性は×であった。
<Comparative example 2>
It was prepared in the same manner as in Example 4 except that the titanium compound (b) and the organosiloxane oligomer (d) were not used. The storage stability of the obtained composition was x (sediment separation in 10 minutes after standing), and the transparency was x.
〈比較例3〉
チタン化合物(b)を使用しない以外は実施例5と同様に調製した。得られた組成物の保存安定性は×(静置後10分で沈降分離)、透明性は×であった。
<Comparative Example 3>
Prepared in the same manner as in Example 5 except that the titanium compound (b) was not used. The storage stability of the obtained composition was x (sediment separation in 10 minutes after standing), and the transparency was x.
Claims (8)
(b)下記式(1)
R1 mTi(OR2)4-m (1)
(式中、R1は炭素数1〜8個の有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R2は炭素数1〜6個のアルキル基、炭素数1〜6個のアシル基およびフェニル基からなる群から選択される有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R1およびR2は同じであっても異なっていてもよく、mは0〜3の整数である)
で表されるチタンアルコレートおよびその誘導体、ならびに上記式(1)で表されるチタンアシレートおよびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種のチタン化合物、
および
(c)下記一般式(2)
R3 nSi(OR4)4-n (2)
(式中、R3は炭素数1〜8個の1価の有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R4は炭素数1〜5個のアルキル基または炭素数1〜6個のアシル基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R3およびR4は同じであっても異なっていてもよく、nは0〜3の整数である)
で表されるオルガノシランおよびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種のシラン化合物、
とを含有し、400nm以上の可視光照射下で光触媒活性を有することを特徴とする可視光光触媒組成物。 (A) an oxide semiconductor having visible light photocatalytic activity,
(B) The following formula (1)
R 1 m Ti (OR 2 ) 4-m (1)
(In the formula, R 1 represents an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and when two or more exist, they may be the same or different, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, It represents an organic group selected from the group consisting of an acyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and R 1 and R 2 are the same Or m may be an integer of 0 to 3)
And at least one titanium compound selected from the group consisting of a titanium acylate represented by the above formula (1) and a derivative thereof,
And (c) the following general formula (2)
R 3 n Si (OR 4 ) 4-n (2)
(In the formula, R 3 represents a monovalent organic group having 1 to 8 carbon atoms, and when a plurality of R 3 are present, they may be the same or different, and R 4 has 1 to 5 carbon atoms. Represents an alkyl group or an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and R 3 and R 4 may be the same or different; n is an integer of 0 to 3)
At least one silane compound selected from the group consisting of organosilanes and derivatives thereof,
And a photocatalytic activity under irradiation with visible light of 400 nm or more.
(b)下記式(1)
R1 mTi(OR2)4-m (1)
(式中、R1は炭素数1〜8個の有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R2は炭素数1〜6個のアルキル基、炭素数1〜6個のアシル基およびフェニル基からなる群から選択される有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R1およびR2は同じであっても異なっていてもよく、mは0〜3の整数である)
で表されるチタンアルコレートおよびその誘導体、ならびに上記式(1)で表されるチタンアシレートおよびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種のチタン化合物、および
(d)Si−O結合を有し、重量平均分子量が300〜100,000であり、かつ下記式(3)
−(R5O)p−(R6O)q−R7 (3)
(式中、R5およびR6は炭素数1〜5個のアルキル基を表し、同じであっても異なっていてもよく、R7は水素原子または炭素数1〜5個のアルキル基を表し、pおよびqは、p+qの値が2〜50となる数である)
で表される構造を含有するオルガノシロキサンオリゴマー、
とを含有し、400nm以上の可視光照射下で光触媒活性を有することを特徴とする可視光光触媒組成物。 (A) an oxide semiconductor having visible light photocatalytic activity,
(B) The following formula (1)
R 1 m Ti (OR 2 ) 4-m (1)
(In the formula, R 1 represents an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and when two or more exist, they may be the same or different, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, It represents an organic group selected from the group consisting of an acyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and R 1 and R 2 are the same Or m may be an integer of 0 to 3)
And at least one titanium compound selected from the group consisting of a titanium alcoholate represented by the formula (1) and a titanium acylate represented by the formula (1) and a derivative thereof, and (d) a Si-O bond. Having a weight average molecular weight of 300 to 100,000 and the following formula (3)
- (R 5 O) p - (R 6 O) q -R 7 (3)
(In the formula, R 5 and R 6 represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, which may be the same or different, and R 7 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. , P and q are numbers such that the value of p + q is 2 to 50)
An organosiloxane oligomer containing a structure represented by:
And a photocatalytic activity under irradiation with visible light of 400 nm or more.
(b)下記式(1)
R1 mTi(OR2)4-m (1)
(式中、R1は炭素数1〜8個の有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R2は炭素数1〜6個のアルキル基、炭素数1〜6個のアシル基およびフェニル基からなる群から選択される有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R1およびR2は同じであっても異なっていてもよく、mは0〜3の整数である)
で表されるチタンアルコレートおよびその誘導体、ならびに上記式(1)で表されるチタンアシレートおよびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種のチタン化合物、
(c)下記一般式(2)
R3 nSi(OR4)4-n (2)
(式中、R3は炭素数1〜8個の1価の有機基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R4は炭素数1〜5個のアルキル基または炭素数1〜6個のアシル基を表し、複数個存在する場合には同じであっても異なっていてもよく、R3およびR4は同じであっても異なっていてもよく、nは0〜3の整数である)
で表されるオルガノシランおよびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種のシラン化合物、および
(d)Si−O結合を有し、重量平均分子量が300〜100,000であり、かつ下記式(3)
−(R5O)p−(R6O)q−R7 (3)
(式中、R5およびR6は炭素数1〜5個のアルキル基を表し、同じであっても異なっていてもよく、R7は水素原子または炭素数1〜5個のアルキル基を表し、pおよびqは、p+qの値が2〜50となる数である)
で表される構造を含有するオルガノシロキサンオリゴマー、
を含有し、400nm以上の可視光照射下で光触媒活性を有することを特徴とする可視光光触媒組成物。 (A) an oxide semiconductor having visible light photocatalytic activity,
(B) The following formula (1)
R 1 m Ti (OR 2 ) 4-m (1)
(In the formula, R 1 represents an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and when two or more exist, they may be the same or different, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, It represents an organic group selected from the group consisting of an acyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and R 1 and R 2 are the same Or m may be an integer of 0 to 3)
And at least one titanium compound selected from the group consisting of a titanium acylate represented by the above formula (1) and a derivative thereof,
(C) The following general formula (2)
R 3 n Si (OR 4 ) 4-n (2)
(In the formula, R 3 represents a monovalent organic group having 1 to 8 carbon atoms, and when a plurality of R 3 are present, they may be the same or different, and R 4 has 1 to 5 carbon atoms. Represents an alkyl group or an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and R 3 and R 4 may be the same or different; n is an integer of 0 to 3)
And at least one silane compound selected from the group consisting of organosilanes and derivatives thereof, and (d) having a Si—O bond, a weight average molecular weight of 300 to 100,000, and the following formula: (3)
- (R 5 O) p - (R 6 O) q -R 7 (3)
(In the formula, R 5 and R 6 represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, which may be the same or different, and R 7 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. , P and q are numbers such that the value of p + q is 2 to 50)
An organosiloxane oligomer containing a structure represented by:
And having a photocatalytic activity under irradiation with visible light of 400 nm or more.
The visible light photocatalyst containing coating film obtained from the visible light photocatalyst composition in any one of Claims 1-7.
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