JP3499525B2 - Photocatalytic coating composition - Google Patents

Photocatalytic coating composition

Info

Publication number
JP3499525B2
JP3499525B2 JP2000301834A JP2000301834A JP3499525B2 JP 3499525 B2 JP3499525 B2 JP 3499525B2 JP 2000301834 A JP2000301834 A JP 2000301834A JP 2000301834 A JP2000301834 A JP 2000301834A JP 3499525 B2 JP3499525 B2 JP 3499525B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ethylene glycol
coating composition
group
inorganic binder
tio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000301834A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002105357A (en
Inventor
節子 小浦
健二 坂戸
崇 伴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Organic Chemicals Ind.,Ltd.
Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Osaka Organic Chemicals Ind.,Ltd.
Nisshin Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osaka Organic Chemicals Ind.,Ltd., Nisshin Steel Co Ltd filed Critical Osaka Organic Chemicals Ind.,Ltd.
Priority to JP2000301834A priority Critical patent/JP3499525B2/en
Publication of JP2002105357A publication Critical patent/JP2002105357A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3499525B2 publication Critical patent/JP3499525B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内外壁材、トンネル内
挿板や防音壁等の道路資材、レンジフードやオーブン等
の家電製品、キャビネット等の事務機器用外板の塗装に
適用し得る光触媒塗料組成物に関する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to the coating of interior and exterior wall materials, road materials such as tunnel insertion boards and soundproof walls, home appliances such as range hoods and ovens, and office equipment exterior plates such as cabinets. It relates to a photocatalyst coating composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】光触媒活性を有する塗膜を形成するため
のコーティング組成物または塗料の検討がなされ、いく
つかの組成物が提案されている。ベースとなる塗膜とし
ては、光照射で生成した活性酸素による分解に起因する
チョーキングによる塗膜剥離がない無機系材料が一般的
に使用されている。例えばWO96/29375では、
TiO2の水分散ゾルとテトラエトキシシラン等のアル
コキシドを水/エタノール混合溶媒に溶解したものとを
混合した組成物が示されており、特開平8−67835
では、オルガノシリカゾルを有機溶媒に溶解させた溶液
にTiO2粉末を分散させた組成物が示されている。
2. Description of the Related Art A coating composition or paint for forming a coating film having photocatalytic activity has been studied and several compositions have been proposed. As the base coating film, an inorganic material is generally used in which the coating film does not peel off due to chalking due to decomposition by active oxygen generated by light irradiation. For example, in WO96 / 29375,
A composition in which an aqueous dispersion sol of TiO 2 and an alkoxide such as tetraethoxysilane dissolved in a water / ethanol mixed solvent are mixed is disclosed, and JP-A-8-67835 is disclosed.
Discloses a composition in which TiO 2 powder is dispersed in a solution prepared by dissolving an organosilica sol in an organic solvent.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】酸化チタン等の光触媒
の結合剤として使用されているシリコンテトラエトキシ
ドは、加水分解および縮合反応により架橋硬化するので
硬化時の体積収縮が大きく、非常に大きな収縮応力が発
生し、それが緩和されないため、乾燥膜厚5μm以上の
厚塗り塗装すると、自身の応力により塗膜に割れが生じ
る。上記の応力割れを避けるために薄膜塗装が必要とさ
れる。しかしながら大面積の被塗装物に塗膜を均一に塗
装することは非常に困難であり、表面のわずかな凹凸や
歪みにより部分的に厚膜部が生じて割れを発生すること
がある。さらに複雑な形状をした表面に塗装する際にも
凹凸部に応じて厚膜部が生じ割れが発生する。また、薄
膜ではNOX,SOX等の大気浄化効率が低く、光触媒活
性が不充分となる。
Silicon tetraethoxide, which is used as a binder for photocatalysts such as titanium oxide, undergoes cross-linking and curing due to hydrolysis and condensation reactions, and therefore has a large volume shrinkage during curing, resulting in a very large shrinkage. Since stress is generated and is not relieved, when the dry coating film thickness of 5 μm or more is applied, the coating film is cracked by its own stress. Thin film coating is required to avoid the stress cracking described above. However, it is very difficult to apply a coating film evenly to a large area of the object to be coated, and a slight film unevenness or distortion may cause a thick film portion to partially cause cracking. Even when the surface having a more complicated shape is coated, a thick film portion is generated in accordance with the uneven portion and cracks occur. Further, in the case of a thin film, the efficiency of purifying the atmosphere of NO x , SO x, etc. is low, and the photocatalytic activity becomes insufficient.

【0004】また、オルガノシリカゾルを有機溶媒に溶
解させた溶液にTiO2粉末を分散させた組成物を用い
て塗膜を作製すると、TiO2の分散が不十分で粉末の
凝集が起こりやすいため、得られた塗膜は、均一性が劣
り、厚膜形成も難しい。本発明は、このような問題を解
消すべく案出されたものであり、TiO2の分散性を良
好とし、光触媒活性に優れた厚膜塗装可能な光触媒塗料
組成物を提供することを目的とする。
Further, when a coating film is prepared by using a composition in which TiO 2 powder is dispersed in a solution in which an organosilica sol is dissolved in an organic solvent, the dispersion of TiO 2 is insufficient and powder agglomeration easily occurs. The obtained coating film has poor uniformity and it is difficult to form a thick film. The present invention has been devised to solve such a problem, and an object thereof is to provide a photocatalyst coating composition capable of thick film coating, which has good dispersibility of TiO 2 and has excellent photocatalytic activity. To do.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の光触媒塗料組成
物は、光触媒分散トナーを無機系バインダーと混合する
ことにより調製される。光触媒分散トナーは、TiO2
粒子,アルコール/エチレングリコールモノエチルエー
テル又はエチレングリコールモノブチルエーテルの混合
溶媒,ゼータ電位の等電点がpH1〜3又は6.5〜1
2の酸化物となる分散剤としての金属アルコキシド又は
オルガノ金属アルコキシドからなる。無機系バインダー
は、シリカ40〜70質量%,オルガノヒドロキシシラ
ン及びオルガノヒドロキシシランの部分縮合物30〜6
0質量%で構成される固形分,水/アルコール/エチレ
ングリコールモノエチルエーテル又はエチレングリコー
ルモノブチルエーテルの混合溶媒からなる。光触媒粒子
としては、粒径5〜200nmのアナターゼ型TiO2
粒子が好ましい。分散剤に使用される金属アルコキシド
又はオルガノ金属アルコキシドは、ゼータ電位の等電点
がpH1〜3又はpH6.5〜12の酸化物に加水分解
するアルコキシシラン,アルミニウムアルコキシド,ア
ルコキシドの一部が有機基に置換されたオルガノ金属ア
ルコキシド等がある。
The photocatalyst coating composition of the present invention is prepared by mixing a photocatalyst-dispersed toner with an inorganic binder. The photocatalyst-dispersed toner is TiO 2
Particles, mixed solvent of alcohol / ethylene glycol monoethyl ether or ethylene glycol monobutyl ether, isoelectric point of zeta potential is pH 1-3 or 6.5-1
It consists of a metal alkoxide or an organo metal alkoxide as a dispersant which becomes the oxide of 2. The inorganic binder is silica 40 to 70% by mass, organohydroxysilane and a partial condensate of organohydroxysilane 30 to 6
It consists of a solid content of 0 mass% and a mixed solvent of water / alcohol / ethylene glycol monoethyl ether or ethylene glycol monobutyl ether. As the photocatalyst particles, anatase type TiO 2 having a particle diameter of 5 to 200 nm is used.
Particles are preferred. The metal alkoxide or organometal alkoxide used as the dispersant is an alkoxysilane, an aluminum alkoxide, or a part of an alkoxide which is hydrolyzed into an oxide having an isoelectric point of zeta potential of pH 1-3 or pH 6.5-12. There are organometal alkoxides and the like substituted with.

【0006】無機系バインダーを構成するシリカは、コ
ロイド状シリカであり,主として水系コロイド状シリカ
分散液を用いる。また、オルガノヒドロキシシランは、
一般式(I):R1Si(OH)3(式中R1は炭素数1
〜3のアルキル基、ビニル基、3,4−エポキシシクロ
ヘキシルエチル基、γ-グリシドキシプロピル基、γ-メ
ルカプトプロピル基およびγ-クロロプロピル基からな
る群より選ばれた基を示す)で表されるものを用い、無
機系バインダーのpHを3〜6.5に調整している。
The silica that constitutes the inorganic binder is colloidal silica, and an aqueous colloidal silica dispersion is mainly used. In addition, organohydroxysilane is
General formula (I): R 1 Si (OH) 3 (wherein R 1 is a carbon number 1
To 3 alkyl groups, vinyl groups, 3,4-epoxycyclohexylethyl groups, γ-glycidoxypropyl groups, γ-mercaptopropyl groups and γ-chloropropyl groups). The pH of the inorganic binder is adjusted to 3 to 6.5.

【0007】[0007]

【作用】シリカ膜の厚膜化を可能とする無機系バインダ
ーは、pH3〜6.5に調整することによって貯蔵安定
化が保たれる。そのバインダーにアナターゼ型酸化チタ
ンを有機溶剤に分散したトナーを混合して、塗料化しよ
うとすると、混合すると同時に酸化チタン粒子が凝集し
て沈殿する。これは、酸化チタンのゼータ電位の等電点
が4.5〜6.0であるため、バインダーと混合すると
凝集が起こってしまったものと考えられる。そこで、酸
化チタンを溶剤に分散させたトナーの中に、予め分散剤
としてバインダー成分であるオルガノアルコキシシラン
を添加すると、バインダーと混合させても酸化チタンの
凝集物のない塗料が得られることがわかった。これは、
オルガノアルコキシシランに覆われた酸化チタンがバイ
ンダー組成と接触すると、オルガノアルコキシシランが
加水分解し、シリカとなって酸化チタンの表面を覆うこ
とによって、粉末表面の等電点がバインダーのpH範囲
からはずれたpHに変化したためと考えられた。すなわ
ち、シリカの等電点がpH1〜2であり、酸化チタンの
表面をある程度覆うことによって、酸化チタンの等電点
が低いpHの低い側に移行したものと思われる。
The inorganic binder, which enables the thickening of the silica film, keeps the storage stable by adjusting the pH to 3 to 6.5. When a toner in which anatase type titanium oxide is dispersed in an organic solvent is mixed with the binder to form a paint, titanium oxide particles are aggregated and precipitated at the same time as mixing. It is considered that this is because the isoelectric point of the zeta potential of titanium oxide is 4.5 to 6.0, so that when it is mixed with the binder, aggregation occurs. Therefore, it was found that by adding organoalkoxysilane, which is a binder component, as a dispersant in advance to a toner prepared by dispersing titanium oxide in a solvent, it is possible to obtain a paint having no titanium oxide aggregates even when mixed with a binder. It was this is,
When titanium oxide covered with organoalkoxysilane comes into contact with the binder composition, the organoalkoxysilane hydrolyzes to form silica, which covers the surface of titanium oxide, so that the isoelectric point of the powder surface deviates from the pH range of the binder. It was thought that it was because it changed to pH. That is, it is considered that the isoelectric point of silica is pH 1-2, and by covering the surface of titanium oxide to some extent, it shifts to the low pH side where the titanium oxide has a low isoelectric point.

【0008】また、分散剤としてアルミニウムアルコキ
シドを添加しておくと、同様にバインダーと混合させて
も酸化チタンの凝集物のない塗料が得られた。これは、
アルミニウムアルコキシドが加水分解し、等電点がpH
8.5〜9.5であるアルミナとなって、酸化チタンの
表面をある程度覆うことによって、酸化チタン表面の等
電点がpHの高い側に移行したものとと思われる。この
ように、酸化チタンの等電点をバインダーのpHからは
ずれるようにすることによって、塗料中の酸化チタンの
分散性を向上できることが明らかとなった。
When aluminum alkoxide was added as a dispersant, a coating material free of titanium oxide aggregates was obtained even when it was mixed with a binder in the same manner. this is,
Aluminum alkoxide hydrolyzes and has an isoelectric point of pH
It is considered that the alumina, which is 8.5 to 9.5, covers the surface of the titanium oxide to some extent, so that the isoelectric point of the titanium oxide surface shifts to the higher pH side. Thus, it was revealed that the dispersibility of titanium oxide in the paint can be improved by making the isoelectric point of titanium oxide deviate from the pH of the binder.

【0009】[0009]

【実施の形態】本発明の光触媒塗料組成物は、TiO2
粒子,アルコール/エチレングリコールモノエチルエー
テル又はエチレングリコールモノブチルエーテルの混合
溶媒,分散剤としての金属アルコキシド又はオルガノ金
属アルコキシドからなる光触媒分散トナーに、シリカ4
0〜70質量%,オルガノヒドロヒシシラン,オルガノ
ヒドロヒシシランの部分縮合物30〜60質量%で構成
される固形分,水/アルコール/エチレングリコールモ
ノエチルエーテル又はエチレングリコールモノブチルエ
ーテルの混合溶媒からなる無機系バインダーを混合して
いる。光触媒分散トナーは、粒径5〜200nmのTi
2粉末を、金属アルコキシド又はオルガノ金属アルコ
キシドを分散剤として添加したアルコール/エチレング
リコールモノエチルエーテル又はエチレングリコールモ
ノブチルエーテルの混合溶媒に加え、ビーズミルやボー
ルミル等で十分混合することにより調製される。アルコ
ール/エチレングリコールモノエチルエーテル又はエチ
レングリコールモノブチルエーテルの混合比率を、40
〜60質量%/40〜60質量%とし、分散剤添加量を
1〜10質量%とするとき、微細粒子のTiO2でも分
散性が良好となる。分散剤としては、一般的な分散剤と
は異なり、加水分解されて最終的な形態がゼータ電位の
等電点が無機バインダーのpHから外れた酸化物となる
アルコキシシラン,アルミニウムアルコキシド,アルコ
キシドの一部が有機基に置換されたオルガノアルコキシ
シラン等が用いられる。無機系バインダーの成分に含ま
れているオルガノアルコキシシランも有効である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The photocatalyst coating composition of the present invention comprises TiO 2
Silica 4 is added to a photocatalyst-dispersed toner consisting of particles, a mixed solvent of alcohol / ethylene glycol monoethyl ether or ethylene glycol monobutyl ether, and a metal alkoxide or an organometal alkoxide as a dispersant.
0 to 70% by mass, organohydrohysisilane, a solid content composed of 30 to 60% by mass of organohydrohysisilane partial condensate, and a mixed solvent of water / alcohol / ethylene glycol monoethyl ether or ethylene glycol monobutyl ether. Inorganic binder is mixed. The photocatalyst-dispersed toner is made of Ti having a particle diameter of 5 to 200 nm.
It is prepared by adding O 2 powder to a mixed solvent of alcohol / ethylene glycol monoethyl ether or ethylene glycol monobutyl ether to which a metal alkoxide or an organometal alkoxide is added as a dispersant, and thoroughly mixing with a bead mill or a ball mill. The mixing ratio of alcohol / ethylene glycol monoethyl ether or ethylene glycol monobutyl ether is 40
When the amount of the dispersant added is 1 to 10% by mass, the dispersibility of fine particles of TiO 2 is good. As a dispersant, unlike a general dispersant, one of alkoxysilane, aluminum alkoxide, and alkoxide, which is hydrolyzed and whose final form is an oxide whose isoelectric point of the zeta potential deviates from the pH of the inorganic binder. For example, an organoalkoxysilane in which a part is substituted with an organic group is used. The organoalkoxysilane contained in the component of the inorganic binder is also effective.

【0010】この分散剤の添加量が1質量%に満たない
場合は、分散性向上の効果は認められず、逆に10質量
%を超えるとTiO2の表面の被覆率が高くなりすぎて
塗膜形成後の光触媒活性は極端に低下する。無機系バイ
ンダーは、シリカ、オルガノヒドロキシシランおよびオ
ルガノヒドロキシシランの部分縮合物からなる固形分
と、水、アルコールおよびエチレングリコールモノブチ
ルエーテルからなる溶媒とから構成されるものである。
前記シリカとしては、コロイド状シリカが用いられる。
コロイド状のシリカ分散液は、高分子量の無水ケイ酸を
水に分散させた水系コロイド状シリカ分散液とアルコー
ル系溶媒に分散させた非水系コロイド状シリカ分散液に
大別されるが、本発明においては主として水系コロイド
状シリカ分散液が用いられる。該水系コロイド状シリカ
分散液の一部は非水系コロイド状シリカ分散液に置換さ
れていてもよい。前記コロイド状シリカ分散液中のシリ
カの平均粒子径は150μm以下であることが好まし
く、さらに好ましくは30μm以下である。なお、前記
コロイド状シリカのpHは、塩基性であると得られる無
機バインダーの保存安定性が低下するため、酸性である
ことが望ましい。
When the amount of the dispersant added is less than 1% by mass, the effect of improving the dispersibility is not recognized. On the contrary, when it exceeds 10% by mass, the coating rate of the surface of TiO 2 becomes too high and the coating rate is increased. The photocatalytic activity after film formation is extremely reduced. The inorganic binder is composed of a solid content composed of silica, organohydroxysilane and a partial condensate of organohydroxysilane, and a solvent composed of water, alcohol and ethylene glycol monobutyl ether.
Colloidal silica is used as the silica.
The colloidal silica dispersion is roughly classified into an aqueous colloidal silica dispersion in which high molecular weight silicic acid anhydride is dispersed in water and a non-aqueous colloidal silica dispersion in which an alcoholic solvent is dispersed. In the above, an aqueous colloidal silica dispersion is mainly used. A part of the aqueous colloidal silica dispersion may be replaced with a non-aqueous colloidal silica dispersion. The average particle size of silica in the colloidal silica dispersion is preferably 150 μm or less, more preferably 30 μm or less. The pH of the colloidal silica is preferably acidic, because the basicity of the inorganic binder decreases the storage stability of the obtained inorganic binder.

【0011】無機系バインダーに用いられるオルガノヒ
ドロキシシランおよびオルガノヒドロキシシランの部分
縮合物は、オルガノアルコキシシランを加水分解するこ
とによって得られる。このオルガノアルコキシシランの
代表例としては、一般式(II):R1Si(OR2
3(式中R1は炭素数1〜3のアルキル基、ビニル基、
3,4−エポキシシクロへキシルエチル基、γ-グリシ
ドキシプロピル基、γ-メルカプトプロピル基からなる
群より選ばれた基、R2は炭素数1〜4のアルキル基、
炭素数1〜4のアルコキシエチル基およびアリール基か
らなる群より選ばれた基を示す)で表されるものが挙げ
られる。光触媒分散トナーの分散剤として添加したもの
と同一とする。前記オルガノアルコキシシランを加水分
解して得られるオルガノヒドロキシシランの代表例とし
ては、一般式(I):R1Si(OH)3(式中R1は前
記と同じ)で表されるものが挙げられる。また、オルガ
ノヒドロキシシランの部分縮合物としては、前記一般式
(I)で表されるオルガノヒドロキシシランを部分縮合
することにより得られるオリゴマーが挙げられる。
The organohydroxysilane and the partial condensate of the organohydroxysilane used as the inorganic binder are obtained by hydrolyzing the organoalkoxysilane. A typical example of the organoalkoxysilane is represented by the general formula (II): R 1 Si (OR 2 ).
3 (wherein R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a vinyl group,
A group selected from the group consisting of 3,4-epoxycyclohexylethyl group, γ-glycidoxypropyl group and γ-mercaptopropyl group, R 2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
A group selected from the group consisting of an alkoxyethyl group having 1 to 4 carbon atoms and an aryl group). It is the same as that added as a dispersant for the photocatalyst-dispersed toner. Typical examples of the organohydroxysilane obtained by hydrolyzing the above organoalkoxysilane include those represented by the general formula (I): R 1 Si (OH) 3 (wherein R 1 is the same as above). To be Examples of the organohydroxysilane partial condensate include oligomers obtained by partially condensing the organohydroxysilane represented by the general formula (I).

【0012】溶媒は、(a)水性コロイド状シリカ分散
液中の水分,オルガノヒドロキシシランの縮合水,
(b)オルガノアルコキシシランの加水分解により生成
するアルコール,(c)エチレングリコールモノエチル
エーテル又はエチレングリコールモノブチルエーテルか
ら構成される。無機系バインダーの溶媒として少なくと
も20質量%のエチレングリコールモノエチルエーテル
又はエチレングリコールモノブチルエーテルを含有させ
ると無機系バインダーの保存安定性が飛躍的に向上し、
しかも塗装作業性,成膜性が優れる。通常、同様な無機
系バインダーにおいて水分が20質量%以上含有される
と保存安定性が劣るが、溶媒中にエチレングリコールモ
ノブチルエーテルを20質量%以上含有させると、水分
が20質量%以上含有されていても十分な保存安定性を
保つことができる。無機系バインダーのpHは保存安定
性の観点から3〜6.5(好ましくは4〜5)となるよ
うに、たとえばアンモニア水,トリエタノールアミン,
ジメチルアミノエーテル等で調整される。
The solvent is (a) water in the aqueous colloidal silica dispersion, condensed water of organohydroxysilane,
(B) Alcohol produced by hydrolysis of organoalkoxysilane, and (c) ethylene glycol monoethyl ether or ethylene glycol monobutyl ether. When at least 20% by mass of ethylene glycol monoethyl ether or ethylene glycol monobutyl ether is contained as a solvent for the inorganic binder, the storage stability of the inorganic binder is dramatically improved,
Moreover, it has excellent coating workability and film forming properties. Usually, when the water content is 20% by mass or more in the same inorganic binder, the storage stability is poor, but when 20% by mass or more of ethylene glycol monobutyl ether is contained in the solvent, the water content is 20% by mass or more. However, sufficient storage stability can be maintained. The pH of the inorganic binder is adjusted to 3 to 6.5 (preferably 4 to 5) from the viewpoint of storage stability, for example, aqueous ammonia, triethanolamine,
It is adjusted with dimethylamino ether or the like.

【0013】上述のようにして得られたTiO2分散ト
ナーと無機系バインダーを、所定の割合で混合して塗料
を調製するが、その混合比は、固形分としてTiO2
5〜80質量%になるようにする。TiO2の含有量が
5質量%に満たないと、十分な光触媒活性が得られな
い。しかし、TiO2の含有量が80質量%を超える
と、塗膜の密着性が低下する。
The TiO 2 -dispersed toner obtained as described above and an inorganic binder are mixed at a predetermined ratio to prepare a coating material. The mixing ratio of TiO 2 as solid content is 5 to 80% by mass. Try to be. If the content of TiO 2 is less than 5% by mass, sufficient photocatalytic activity cannot be obtained. However, if the content of TiO 2 exceeds 80% by mass, the adhesiveness of the coating film decreases.

【0014】本発明の塗料の製造法を以下に示す。分散
トナーは、分散剤を添加したアルコール/エチレングリ
コールモノエチルエーテル又はエチレングリコールモノ
ブチルエーテルの混合溶媒にTiO2粉末を加え、攪拌
機で攪拌した後、ビーズを充填した横型ミルを用い、ビ
ーズが攪拌された状態において流量1リットル/分の速
さで前記混合品を流入させて製造した。必要に応じて顔
料,染料等の着色剤,増粘剤等の添加剤も添加できる。
The method for producing the coating material of the present invention will be described below. The dispersed toner was prepared by adding TiO 2 powder to a mixed solvent of alcohol / ethylene glycol monoethyl ether or ethylene glycol monobutyl ether containing a dispersant, stirring the mixture with a stirrer, and then stirring the beads using a horizontal mill filled with beads. In this state, the mixed product was made to flow at a flow rate of 1 liter / min. If desired, colorants such as pigments and dyes, and additives such as thickeners can be added.

【0015】無機系バインダーは(イ)コロイド状シリ
カ分散液にオルガノアルコキシシランを添加し、加水分
解させてオルガノヒドロキシシランおよび該オルガノヒ
ドロキシシランの部分縮合物を生成させ、反応物を溶剤
で希釈する方法、(ロ)コロイド状シリカ分散液を溶剤
で希釈した後、これにオルガノアルコキシシランを添加
し、加水分解させる方法などが挙げられる。前記コロイ
ド状シリカ分散液にオルガノアルコキシシランを添加
し、加水分解するときには、液温を10〜80℃に保
ち、常圧下で約1〜24時間攪拌下で反応させる。な
お、前記非水性コロイド状シリカの一部は反応終了後に
加えても差し支えない。また、オルガノアルコキシシラ
ンを加水分解するときには、例えば無機酸、有機酸など
の加水分解触媒を少量添加してもよい。
As the inorganic binder, (a) an organoalkoxysilane is added to a colloidal silica dispersion and hydrolyzed to form an organohydroxysilane and a partial condensate of the organohydroxysilane, and the reaction product is diluted with a solvent. The method, (b) a method in which the colloidal silica dispersion liquid is diluted with a solvent, and then an organoalkoxysilane is added to the solution for hydrolysis, is exemplified. When the organoalkoxysilane is added to the colloidal silica dispersion liquid and is hydrolyzed, the liquid temperature is kept at 10 to 80 ° C. and the reaction is carried out under normal pressure for about 1 to 24 hours with stirring. Incidentally, a part of the non-aqueous colloidal silica may be added after the reaction is completed. When hydrolyzing the organoalkoxysilane, a small amount of a hydrolysis catalyst such as an inorganic acid or an organic acid may be added.

【0016】それぞれで製造された分散トナーと無機系
バインダーの混合は、十分に攪拌された分散トナー中に
徐々に無機系バインダーを加えて、さらに攪拌すること
で塗料化した。塗膜の形成法としては、例えばスプレー
塗装法、浸漬法、フローコーティング法、ロールコート
法、スクリーン印刷法、静電塗装法など、従来からよく
知られている方法が適用される。基材に前処理を施した
後に塗料を塗布し、80〜300℃で1〜120分間加
熱することにより基材との密着性に優れた皮膜が得られ
る。皮膜の厚さは、かかる皮膜が形成される基材の種類
や用途などによって異なるため一概には決定することが
できないが、通常1〜100μmとなるようにする。本
発明の光触媒塗料組成物を適用しうる基材としては、例
えば、普通鋼、めっき鋼板、ステンレス鋼板、アルミニ
ウム、銅、真鍮などの金属、セメント、コンクリート、
タイル、スレート板、ガラス、石等が使用できる。加熱
時の温度によっては、プラスチック等の有機材料にも塗
装が可能となる。
To mix the dispersed toner and the inorganic binder produced in the above, the inorganic binder was gradually added to the sufficiently stirred dispersed toner, and the mixture was further stirred to form a coating material. As a method for forming a coating film, a well-known method such as a spray coating method, a dipping method, a flow coating method, a roll coating method, a screen printing method, and an electrostatic coating method can be used. A coating having excellent adhesion to the base material can be obtained by applying a coating material after pretreating the base material and heating the base material at 80 to 300 ° C. for 1 to 120 minutes. The thickness of the coating cannot be unconditionally determined because it varies depending on the type and application of the substrate on which the coating is formed, but it is usually 1 to 100 μm. The substrate to which the photocatalyst coating composition of the present invention can be applied includes, for example, ordinary steel, plated steel plate, stainless steel plate, aluminum, copper, metal such as brass, cement, concrete,
Tile, slate board, glass, stone, etc. can be used. Depending on the heating temperature, it is possible to paint on organic materials such as plastics.

【0017】[0017]

【実施例】TiO2分散トナーの調整; イソプロパノ−ル50質量%−エチレングリコールモノ
ブチルエーテル50質量%の混合溶媒に分散剤を添加
し、粒径20nmのTiO2粉末が塗料全体の40質量
%となるように溶媒中に加えた。この混合物を、ビーズ
ミルを用いて分散させ、分散トナーを作製した。
EXAMPLES Preparation of TiO 2 dispersed toner: A dispersant was added to a mixed solvent of 50% by mass of isopropanol and 50% by mass of ethylene glycol monobutyl ether, and TiO 2 powder having a particle diameter of 20 nm was adjusted to 40% by mass of the entire coating material. To the solvent. This mixture was dispersed using a bead mill to prepare a dispersed toner.

【0018】無機系バインダーの調整; 水系コロイド状シリカ分散液(シリカ含有量:30質量
%,粒子径:5〜20nm,pH3.0)184部、メ
チルトリメトキシシラン100部を混合し、30℃で5
時間攪拌して加水分解を完了させた。次に、得られた加
水分解物にイソプロパノール33質量%−エチレングリ
コールモノブチルエーテル67質量%の混合溶媒を添加
し、更にアンモニア水を添加してpHを4.5に調整し
た。上記TiO2分散トナーと無機系バインダーとを、
固形分中のTiO2含有量が40質量%となるように混
合攪拌して、50μmのメッシュを用いて濾過し、塗料
とした。この塗料を、前処理を施したSUS304基板
にスプレーにより被覆し、200℃で20分間加熱処理
して膜厚10μmの塗膜を得た。
Preparation of Inorganic Binder: 184 parts of an aqueous colloidal silica dispersion liquid (silica content: 30% by mass, particle size: 5 to 20 nm, pH 3.0) and 100 parts of methyltrimethoxysilane are mixed, and 30 ° C. In 5
The hydrolysis was completed by stirring for a period of time. Next, a mixed solvent of 33% by mass of isopropanol-67% by mass of ethylene glycol monobutyl ether was added to the obtained hydrolyzate, and ammonia water was further added to adjust the pH to 4.5. The TiO 2 dispersed toner and the inorganic binder are
The mixture was mixed and stirred so that the TiO 2 content in the solid content was 40% by mass, and filtered using a 50 μm mesh to obtain a coating material. This coating material was spray-coated on a pretreated SUS304 substrate, and heat-treated at 200 ° C. for 20 minutes to obtain a coating film having a film thickness of 10 μm.

【比較例】実施例1において、TiO2分散トナーに分
散剤を添加しないこと以外は同様として、塗料および塗
膜を作製した。
Comparative Example A coating material and a coating film were prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersant was not added to the TiO 2 -dispersed toner.

【0019】得られた光触媒塗料組成物の分散性の評
価、および塗膜の特性を以下の方法で評価した。 (1)塗料の分散性評価 TiO2分散トナーと無機系バインダーを混合して塗料
化した後、1日経過後にツブゲージにより、TiO2
子の凝集度合いを調べた。10μm以上のツブが存在し
ない場合を○、10μm以上のツブが存在する場合を×
と評価した。 (2)塗膜の特性評価 1) 塗膜外観:外観を観察し、均一な膜が形成されて
いる場合を○、表面状態が粗く、ツブが見られる場合を
×と評価した。 2) 光触媒活性:付着量0.2mg/cm2でサラダ
油を試験片表面に付着させ、5mW/cm2の紫外光を
24時間照射した後、試験片に残存しているサラダ油の
重量減少率を求め、この重量減少率を油分解率として光
触媒活性を判定し、油分解率40%以上を○、40%未
満を×と評価した。
The dispersibility of the obtained photocatalyst coating composition and the characteristics of the coating film were evaluated by the following methods. (1) Evaluation of paint dispersibility After mixing a TiO 2 dispersion toner and an inorganic binder to form a paint, one day later, the degree of aggregation of TiO 2 particles was examined by a tube gauge. When there is no rib of 10 μm or more, ○: When there is rib of 10 μm or more
It was evaluated. (2) Evaluation of characteristics of coating film 1) Appearance of coating film: The appearance was observed, and a case where a uniform film was formed was evaluated as ◯, and a case where the surface condition was rough and a bump was observed was evaluated as x. 2) Photocatalytic activity: Salad oil was attached to the surface of the test piece at an adhesion amount of 0.2 mg / cm 2 , and after irradiation with 5 mW / cm 2 of ultraviolet light for 24 hours, the weight reduction rate of the salad oil remaining on the test piece was measured. The photocatalytic activity was determined using the weight reduction rate as the oil decomposition rate, and the oil decomposition rate of 40% or more was evaluated as ◯, and the oil decomposition rate of less than 40% was evaluated as x.

【0020】以上の試験結果を表1にまとめて示す。表
1から明らかなように、TiO2分散トナーへの分散剤
添加のない塗料組成物を用いると、TiO2の凝集が激
しく、均一な塗膜も得られなかった。それに対し、本発
明に従った光触媒塗料組成物は、分散剤の効果によりT
iO2粒子の凝集が抑制され、それを用いて得られる塗
膜の外観は良好で比較的厚膜形成が可能であった。
The above test results are summarized in Table 1. As is clear from Table 1, when a coating composition containing no dispersant added to the TiO 2 dispersed toner was used, TiO 2 aggregated significantly and a uniform coating film could not be obtained. On the other hand, the photocatalyst coating composition according to the present invention has a T
The agglomeration of the iO 2 particles was suppressed, and the appearance of the coating film obtained using the particles was good, and a relatively thick film could be formed.

【0021】 [0021]

【0022】[0022]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の光触媒
塗料組成物は、TiO2分散トナーに分散剤として金属
アルコキシド又はオルガノ金属アルコキシドを添加する
ことにより、厚膜形成可能な無機系バインダーと混合し
てもTiO2粉末が凝集することなく均一に分散する。
この光触媒塗料組成物を用いて塗装された塗膜は、均一
な膜で外観が良好であると共に厚膜形成が可能で光触媒
活性に優れている。80℃以上の加熱に耐える材料であ
る限り如何なる基材にも密着性良好な塗膜が形成される
ため、金属パネル,コンクリート壁,タイル,ガラス
窓,透光板等、広範な用途に適用される光触媒塗料組成
物となる。
As described above, the photocatalyst coating composition of the present invention is used as an inorganic binder capable of forming a thick film by adding a metal alkoxide or an organometal alkoxide as a dispersant to a TiO 2 dispersed toner. Even if mixed, the TiO 2 powder is dispersed uniformly without agglomeration.
A coating film coated with this photocatalyst coating composition has a uniform film and a good appearance, and a thick film can be formed, and the photocatalytic activity is excellent. As long as it is a material that can withstand heating of 80 ° C or more, a coating film with good adhesion is formed on any substrate, so it is applied to a wide range of applications such as metal panels, concrete walls, tiles, glass windows, translucent plates, etc. It becomes a photocatalyst coating composition.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伴 崇 大阪府柏原市片山町18番8号 大阪有機 化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開2000−95969(JP,A) 特開2000−192021(JP,A) 特開 平8−67835(JP,A) 特開 平10−195379(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09D 1/00 - 10/00 C09D 101/00 - 201/10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takashi Ban, 18-8 Katayama-cho, Kashiwara-shi, Osaka Within Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd. (56) Reference JP-A 2000-95969 (JP, A) JP-A 2000- 192021 (JP, A) JP 8-67835 (JP, A) JP 10-195379 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C09D 1/00-10 / 00 C09D 101/00-201/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 TiO 2 粒子,アルコール/エチレング
リコールモノエチルエーテル又はエチレングリコールモ
ノブチルエーテルの混合溶媒,ゼータ電位の等電点がp
H1〜3又は6.5〜12の酸化物となる分散剤として
の金属アルコキシド又はオルガノ金属アルコキシドから
なる光触媒分散トナーに、 シリカ40〜70質量%,オルガノヒドロキシシラン及
びオルガノヒドロキシシランの部分縮合物30〜60質
量%で構成される固形分,水/アルコール/エチレング
リコールモノエチルエーテル又はエチレングリコールモ
ノブチルエーテルの混合溶媒からなる無機系バインダー
を混合して調製されていることを特徴とする 光触媒塗料
組成物。
1. TiO 2 particles, alcohol / ethylene glycol
Recall monoethyl ether or ethylene glycol
The mixed solvent of nobutyl ether and the isoelectric point of the zeta potential are p
As a dispersant that becomes an oxide of H1 to 3 or 6.5 to 12
Of metal alkoxides or organometal alkoxides
It becomes photocatalyst dispersion toner, silica 40-70% by weight, organo hydroxy silane及
And organohydroxysilane partial condensate 30-60 quality
Solid content consisting of amount%, water / alcohol / ethylene glycol
Recall monoethyl ether or ethylene glycol
Inorganic binder consisting of mixed solvent of nobutyl ether
A photocatalyst coating composition, which is prepared by mixing
【請求項2】 粒径5〜200nmのアナターゼ型Ti
2 粒子を使用する請求項1記載の光触媒塗料組成物。
2. Anatase type Ti having a particle size of 5 to 200 nm.
The photocatalyst coating composition according to claim 1, wherein O 2 particles are used .
【請求項3】 一般式(I):R 1 Si(OH) 3 (式中
1 :炭素数1〜3のアルキル基,ビニル基,3,4-エポ
キシシクロヘキシルエチル基,γ-グリシドキシプロピ
ル基,γ-メルカプトプロピル基又はγ-クロロプロピル
基)で表されるオルガノヒドロキシシランを使用する請
求項1記載の光触媒塗料組成物。
3. General formula (I): R 1 Si (OH) 3 (wherein
R 1 : C 1-3 alkyl group, vinyl group, 3,4-epo
Xycyclohexylethyl group, γ-glycidoxypropyi
Group, γ-mercaptopropyl group or γ-chloropropyl
Contracts using organohydroxysilane represented by
The photocatalyst coating composition according to claim 1.
【請求項4】 無機系バインダーのpHが3〜6.5で
ある請求項1記載の光触媒塗料組成物。
4. The pH of the inorganic binder is 3 to 6.5.
The photocatalyst coating composition according to claim 1 .
JP2000301834A 2000-10-02 2000-10-02 Photocatalytic coating composition Expired - Fee Related JP3499525B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000301834A JP3499525B2 (en) 2000-10-02 2000-10-02 Photocatalytic coating composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000301834A JP3499525B2 (en) 2000-10-02 2000-10-02 Photocatalytic coating composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002105357A JP2002105357A (en) 2002-04-10
JP3499525B2 true JP3499525B2 (en) 2004-02-23

Family

ID=18783295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000301834A Expired - Fee Related JP3499525B2 (en) 2000-10-02 2000-10-02 Photocatalytic coating composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3499525B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10330020A1 (en) * 2003-07-03 2005-01-20 Degussa Ag Highly filled silane preparation
CN101715365A (en) * 2007-09-21 2010-05-26 坎姆越科技有限公司 Photocatalytic composition for anti-reflection and the glass substrate coated with the composition
WO2010122654A1 (en) * 2009-04-24 2010-10-28 パイオニア株式会社 Method for producing photocatalyst layer
CN106732813A (en) * 2016-11-30 2017-05-31 浙江理工大学 A kind of GO coats hollow TiO2The preparation method of ball supporting nanofibres element
CN108250808B (en) * 2018-01-24 2020-01-10 福建宸琦新材料科技有限公司 Diatomite-loaded nitrogen-doped titanium dioxide/silicon dioxide photocatalytic coating

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002105357A (en) 2002-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5427093B2 (en) Uniformly dispersible photocatalyst coating liquid, method for producing the same, and photocatalytically active composite material obtained using the same
KR100310196B1 (en) Antifouling silicone emulsion coating composition, process for producing the same and antifouling article coated therewith
JP4846088B2 (en) Titanium oxide-containing photocatalyst coating liquid, production method thereof, and titanium oxide photocatalyst structure
JP2002128898A (en) Production method for inorganic polymer compound, inorganic polymer compound and inorganic polymer compound film
JP3444012B2 (en) Method of forming inorganic paint film
JP3474546B2 (en) Photocatalytic coating composition
JP3499525B2 (en) Photocatalytic coating composition
JP3052230B2 (en) Method of forming inorganic paint film
JP2004358846A (en) Enamel/photocatalyst composite layer coated metal sheet
JP4456809B2 (en) Photocatalyst coating composition
JP3347097B2 (en) Inorganic paint
JP3509749B2 (en) Inorganic paint
JP2003026959A (en) Inorganic coating
JPH10324838A (en) Pigment dispersion composition and coating composition
JPH1067945A (en) Thermosetting resin composition
JP4352568B2 (en) Inorganic paint
JP3761747B2 (en) Paint structure
JPH08302285A (en) Coating method
JP2000273395A (en) Inorganic coating agent and coated article
JP2000212473A (en) Coating composition
JP3468413B2 (en) Method for forming photocatalyst-containing coating film
JPH093402A (en) Coating composition
JP4227802B2 (en) Photocatalyst dispersed toner
JP2009196874A (en) Ceramic building material
JPS63117074A (en) Coating composition and production thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20031125

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091205

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101205

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101205

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111205

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111205

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121205

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121205

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131205

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees