專(zhuān)利名稱(chēng)：：光催化涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及涂料組合物和具有由涂料組合物形成的光催化涂層的帶涂層的制品，尤其是在建筑材料中的應(yīng)用，例如屋頂粒料。
背景技術(shù)：
：由于藻類(lèi)生長(zhǎng)或其他介質(zhì)導(dǎo)致的建筑物表面變色一直是困擾建筑業(yè)多年的難題。變色往往是由于藍(lán)綠藻和其他通過(guò)空氣傳播的污染物(例如煙塵和油脂)的存在所引起。解決該問(wèn)題的一個(gè)方法是為建筑物表面涂覆包含光催化劑和粘結(jié)劑(通常為硅酸鹽粘結(jié)劑)的組合物。當(dāng)暴露于陽(yáng)光下時(shí)，光催化劑可以光氧化導(dǎo)致變色的有機(jī)材料。光催化二氧化鈦(Ti02)粒子可以用于提供光催化活性，例如用在屋頂粒料中。為了獲得長(zhǎng)期的光催化性能，可以在涂料組合物中使用相對(duì)高含量的硅酸鹽。這可能影響帶涂層粒料的顏色，并且降低它們的光活性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及涂料組合物以及通過(guò)涂覆涂料組合物得到的帶涂層的制口叩o本發(fā)明的涂料組合物通常包含光催化粒子和含有烷氧基硅垸的堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑。優(yōu)選地，光催化粒子為過(guò)渡金屬催化劑。特別優(yōu)選的光催化劑包括結(jié)晶銳鈦礦型Ti02、結(jié)晶金紅石型Ti02、結(jié)晶ZnO以及它們的組合。涂料組合物中所用的光催化粒子通常具有約lnm至約1000nm范圍內(nèi)的平均粒度。優(yōu)選的平均粒度的范圍為約lnm至約200nm，最優(yōu)選的范圍為約lnm至約100nm。涂料組合物中光催化粒子的固體重量百分比的范圍為約O.1%至約90%。優(yōu)選的重量百分比的范圍為約30%至約80%，最優(yōu)選的范圍為約40%至約70%。適用于本發(fā)明的堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑包括硅酸鋰、硅酸鈉、硅酸鉀、以及它們的組合。適用于本發(fā)明的代表性烷氧基硅烷包括具有Si(R》n(0R2)4-n結(jié)構(gòu)單元，或由此結(jié)構(gòu)單元形成的二聚體或低聚物，或它們的組合的任何化合物，其中Ri和R2為具有1至18碳數(shù)的獨(dú)立的有機(jī)基團(tuán)，n為0至2的整數(shù)。優(yōu)選的烷氧基硅烷是四乙氧基硅烷(TEOS)。涂料組合物中所用的烷氧基硅烷的固體重量百分比通常大于約0.1%。優(yōu)選的重量百分比大于約10%，最優(yōu)選的百分比大于約15%。將涂料組合物涂覆在基底制品上，然后在回轉(zhuǎn)窯、烘箱或者其他合適的設(shè)備中將其加熱至高溫，可以生成具有改良的耐久性的光催化涂層。優(yōu)選的制品包括易受由于藻類(lèi)生長(zhǎng)或其他介質(zhì)(例如粉塵、灰塵、煙塵、花粉等通過(guò)空氣傳播的顆粒)所產(chǎn)生的變色影響的建筑材料。一種特別優(yōu)選的制品是屋頂粒料。采用實(shí)例部分中描述的涂層耐久性測(cè)試法來(lái)測(cè)量所得涂層的耐久性，其結(jié)果可以大于約70%,更優(yōu)選地大于約90%，最優(yōu)地約100%。具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及包含光催化粒子和含有烷氧基硅烷的堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑的涂料組合物，以及具有改良的耐久性的光催化涂層的帶涂層的制品。本發(fā)明中，采用實(shí)例部分中描述的涂層耐久性測(cè)試法來(lái)表征光催化涂層的耐久性。通過(guò)以下方法形成光催化涂層將涂料組合物涂覆在基底制品上，然后加熱至最低約170°C、最高約65(TC的高溫，優(yōu)選的溫度為約20(TC至約45(TC。該涂層可以預(yù)防基底制品因藻類(lèi)生長(zhǎng)或其他介質(zhì)而變色。就本發(fā)明的用途而言，涂層可以具有多個(gè)層。適用于本發(fā)明的基底制品可以為能夠耐受至少約17(TC的溫度的任何陶瓷、金屬、或聚合物材料或它們的復(fù)合材料。優(yōu)選的制品包括易受由于藻類(lèi)侵?jǐn)_或其他介質(zhì)(例如粉塵、灰塵、煙塵、花粉等通過(guò)空氣傳播的顆粒)所產(chǎn)生的變色影響的建筑材料。例子包括屋面材料、混凝土和水泥材料、石膏、瀝青、陶瓷、灰墁、水泥漿、塑料、金屬或帶涂層的金屬、玻璃、或它們的組合。其他例子包括池面、墻面材料、壁板材料、地板、過(guò)濾系統(tǒng)、冷卻塔、浮標(biāo)、海堤、護(hù)岸、船體、碼頭、以及溝渠。一種特別優(yōu)選的制品為屋頂粒料，例如由火成巖、粘板巖、綠巖、花崗巖、暗色巖、石英砂、頁(yè)巖、霞石正長(zhǎng)巖、玄武石、碎石英石、礦渣等形成，并且粒度(以直徑計(jì))在約300nm至約500(Him范圍內(nèi)的屋頂粒料。通常將屋頂粒料部分地嵌入基底屋面材料(例如瀝青浸漬的屋頂板)，從而保護(hù)基底材料免受陽(yáng)光和環(huán)境惡化的影響。另一種特別優(yōu)選的制品為瓦片，例如由陶器、石頭、瓷器、金屬、聚合物、或它們的復(fù)合材料形成的那些瓦片。瓦片通常用于覆蓋屋頂、天花板、地板、以及墻面，或其他物體(例如桌面)，以提供耐磨性、耐候性和/或耐火性。本發(fā)明的涂料組合物中包含光催化劑。在活化或暴露于陽(yáng)光后，光催化劑被認(rèn)為會(huì)形成氧化和還原部位。人們認(rèn)為這些部位會(huì)產(chǎn)生高度活性的物質(zhì)，例如能夠抑制或阻礙藻類(lèi)或其他生物群在帶涂層的制品上生長(zhǎng)(尤其是在存在水的情況下)的羥基。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員通常認(rèn)可的多種光催化劑都適用于本發(fā)明。優(yōu)選的光催化劑包括過(guò)渡金屬光催化劑。合適的過(guò)渡金屬光催化劑的例子包括Ti02、ZnO、W03、Sn02、CaTi03、Fe203、Mo03、Nb205、TixZr(1—x)02、SiC、SrTi03、CdS、GaP、InP、GaAs、BaTi03、KNb03、Ta205、Bi203、NiO、Cu20、Si02、MoS2、InPb、Ru02、Ce02、Ti(0H)4、以及它們的組合。特別優(yōu)選的光催化劑包括結(jié)晶銳鈦礦型Ti02、結(jié)晶金紅石型Ti02、結(jié)晶ZnO以及它們的組合。為了提高頻譜效率，光催化劑可以摻雜有非金屬元素，例如C、N、S、F，或摻雜有金屬或金屬氧化物，例如Pt、Pd、Au、Ag、0s、Rh、Ru02、Nb、Cu、Sn、Ni、Fe、或它們的組合。光催化粒子可以通過(guò)按照ASTMD3849,用電子顯微鏡測(cè)定的平均粒度來(lái)表征。本發(fā)明通常使用平均粒度在約lnm至約lOOOnm范圍內(nèi)的光催化粒子。優(yōu)選的平均粒度的范圍為約lnm至約200歷，最優(yōu)選的范圍為約lnm至約100nm。此類(lèi)光催化粒子具有相對(duì)大的單位粒子重量表面積，因此可能提供高光活性。本發(fā)明的涂料組合物中光催化粒子的固體重量百分比范圍為約0.1%至約90%。優(yōu)選的重量百分比范圍為約30%至約80%，最優(yōu)選的范圍為約40%至約70%。合適的堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑的例子包括硅酸鋰、硅酸鈉、硅酸鉀、以及它們的組合。堿金屬硅酸鹽通常表示為M20:Si02，其中M為鋰、鈉、或鉀。Si02與M20的重量比可在約1.4:1至約3.75:1的范圍內(nèi)。優(yōu)選的重量比在約2.75:1至約3.22:1的范圍內(nèi)。堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑包含烷氧基硅烷。適用于本發(fā)明的典型的垸氧基硅烷化合物包括具有Si(R上(0R2)"結(jié)構(gòu)單元，或由此結(jié)構(gòu)單元形成的二聚體或低聚物，或它們的組合的那些化合物，其中R,和R2為具有1至18碳數(shù)的獨(dú)立的有機(jī)基團(tuán)，n為0至2的整數(shù)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)"有機(jī)基團(tuán)"是指烴基(除碳和氫之外，具有可選的元素，例如氧、氮、硫、以及鹵素)，例如脂族基團(tuán)、環(huán)基、或脂族與環(huán)基的組合(如垸芳基和芳垸基)。術(shù)語(yǔ)"脂族基團(tuán)"是指飽和或不飽和直鏈或支鏈的烴基。此術(shù)語(yǔ)涵蓋(例如)烷基、烯基和炔基。術(shù)語(yǔ)"烷基"是指飽和直鏈或支鏈的烴基，包括(例如)甲基、乙基、異丙基、叔丁基、己基、庚基、十二垸基、十八垸、戊基、2-乙基己基等等。術(shù)語(yǔ)"烯基"是指具有一個(gè)或多個(gè)碳-碳雙鍵的不飽和直鏈或支鏈的烴基，例如乙烯基。術(shù)語(yǔ)"炔基"是指具有一個(gè)或多個(gè)碳-碳三鍵的不飽和直鏈或支鏈的烴基。術(shù)語(yǔ)"環(huán)基"是指分為脂環(huán)烴基、芳族基團(tuán)、或雜環(huán)基團(tuán)的閉環(huán)烴基。術(shù)語(yǔ)"脂環(huán)烴基"是指環(huán)狀烴基，其性質(zhì)類(lèi)似于脂族基團(tuán)的性質(zhì)。術(shù)語(yǔ)"芳族基團(tuán)"或"芳基"是指單核或多核芳香烴基團(tuán)，包括烷芳基和芳烷基。術(shù)語(yǔ)"雜環(huán)基團(tuán)"是指閉環(huán)烴基，其中環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)原子為除碳之外元素(如氮、氧、硫等)。合適的烷氧基硅垸的例子包括甲基三甲氧基硅垸、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅垸、丙基三甲氧基硅垸、丙基三乙氧基硅烷、異丁基三甲氧基硅垸、戊基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十八垸基三甲氧基硅烷、十八垸基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅垸、以及乙烯基三乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅垸、四丙氧基硅垸、四異丙氧基硅垸、四丁氧基硅烷、四(仲丁氧基)硅烷、四(2-乙基丁氧基)硅烷、四(2-乙基己氧基)硅烷、四(2-甲氧基乙氧基)硅烷、四苯氧基硅垸、六乙氧基二硅氧烷、四乙酰氧基硅垸、甲基三乙酰氧基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷、二叔丁氧基二乙酰氧基硅垸、以及它們的組合。優(yōu)選的垸氧基硅垸是四乙氧基硅垸(TEOS)。使用垸氧基硅垸可提高光催化涂層的耐久性。提高光催化涂層的耐久性的傳統(tǒng)方法是增加涂料組合物中堿金屬硅酸鹽的用量。一般來(lái)講，這會(huì)產(chǎn)生降低涂層的光活性的效果，并且在一些情況下還可使顏色變淡。相比之下，本發(fā)明中四乙氧基硅垸(TEOS)的使用為(例如)Ti02粒子和基底粒料之間提供了良好的粘結(jié)耐久性。因此，所得的光催化涂層具有相對(duì)長(zhǎng)期的光催化性能，并且基本上不影響帶涂層粒料的鮮明色彩和高光活性。具體地講，本發(fā)明中四乙氧基硅烷(TE0S)的使用可以使光催化涂層的耐久性(根據(jù)實(shí)例部分中描述的涂層耐久性測(cè)試法進(jìn)行測(cè)量)大于約70%，更優(yōu)選地大于約90%，最優(yōu)選地約100%。為了獲得提高的耐久性，涂料組合物中烷氧基硅烷的固體重量百分比通常大于約0.1%。優(yōu)選的重量百分比大于約10%，最優(yōu)選的百分比大于約15%。通過(guò)向涂料組合物中添加硼酸、硼酸鹽、或它們的組合也可以提高光催化涂層的耐久性，如提交于2006年12月22日的3M專(zhuān)利申請(qǐng)No.62617US002中所公開(kāi)，該專(zhuān)利申請(qǐng)的全文以引用的方式并入本文。涂料組合物可以包含顏料、或顏料的組合以獲得所需的顏色。合適的顏料包括傳統(tǒng)顏料，例如炭黑、二氧化鈦、氧化鉻、氧化鐵黃、酞菁綠和酞菁藍(lán)、群青藍(lán)、氧化鐵紅、金屬鐵氧體、以及它們的組合。本發(fā)明的光催化涂層可以是透明的，如提交于2006年12月22曰的3M專(zhuān)利申請(qǐng)No.62618US002中所公開(kāi)，該專(zhuān)利申請(qǐng)的全文以引用的方式并入本文。實(shí)例將參照下面的詳細(xì)實(shí)例進(jìn)一步描述本發(fā)明的操作。提供這些實(shí)例以進(jìn)一步說(shuō)明各種具體的和優(yōu)選的實(shí)施例和技術(shù)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，可以在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下進(jìn)行多種變型和更改。光催化活性測(cè)試用-16/+20的網(wǎng)孔篩選粒料，再用去離子水洗滌5次，然后在240°F(約116°C)下干燥約20分鐘。將40g干燥粒料放入500ml的結(jié)晶皿中。然后將500g4X10—4M的對(duì)苯二甲酸二鈉水溶液加入結(jié)晶皿。用置于水下小培養(yǎng)皿中的、由結(jié)晶皿下的磁力攪拌器驅(qū)動(dòng)的磁力攪拌棒攪拌混合物。用通過(guò)兩個(gè)特殊設(shè)計(jì)的鎮(zhèn)流器(ActionLabs，Woodville，WI)供電的4個(gè)等間距、4英尺(1.2米)長(zhǎng)的紫光燈泡(Sylvania350BL40WF40/350BL)組成陣列，將混合物暴露于該陣列產(chǎn)生的紫外光。調(diào)整燈泡的高度以提供約2.3mW/cm2的紫外光通量，紫外光通量用配備波長(zhǎng)帶為320至390nm的UVA365型輻射計(jì)(UVAModel365Radiometer,SolarLightCompany,Glenside,PA)的VWR21800-016型紫外光度計(jì)(VWRModel21800-016UVLightMeter,VWRInternational,WestChester,PA)測(cè)量。照射期間，每隔約5分鐘用吸移管移除約3ml混合物，并轉(zhuǎn)移至一次性4窗口的聚甲基丙烯酸甲酯比色杯或石英比色杯。然后將比色杯中的混合物放入Fluoromax-3分光熒光計(jì)(JobinYvon，Edison，NJ)。作出在314nm激發(fā)波長(zhǎng)和424nm發(fā)射波長(zhǎng)下測(cè)量的熒光強(qiáng)度與照射時(shí)間的曲線(xiàn)。曲線(xiàn)的線(xiàn)性部分(初始的3至5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn))的斜率可以表示混合物的光催化活性。該斜率與對(duì)苯二甲酸二鈉水溶液的斜率的對(duì)比提供了所記錄的粒料的相對(duì)光活性。通常，記錄的值越大，粒料的光活性也越高。涂層耐久性測(cè)試法用-16/+20的網(wǎng)孔篩選粒料。將未洗滌的50g粒料加入四盎司的玻璃廣口瓶中。將廣口瓶置于與地平面呈約17度傾斜角的電動(dòng)滾轉(zhuǎn)機(jī)(得自BodineElectricCompany,Chicago,IL)上，并以約35rpm的速度滾轉(zhuǎn)1小時(shí)。用去離子水洗滌滾轉(zhuǎn)后的粒料，然后按照上述光催化活性測(cè)試測(cè)量其光活性。同樣測(cè)量未滾轉(zhuǎn)的粒料的光活性。將滾轉(zhuǎn)后的粒料與未滾轉(zhuǎn)的粒料的光活性比率(以百分比表示)記錄為"耐久性"。該比率越高，則涂層的耐久性越好。工作實(shí)例1以及比較例A-D按照如下所述制備工作實(shí)例1的樣品。將1.50gTi02的水性分散體(STS-21，得自IshiharaSangyoKaisha，Japan)、50.59g去離子水、0.75g硅酸鈉(硅酸鈉PD(SodiumSilicatePD)，37重量％，含2.75重量%比率的Si02/Na20，得自PQCorporation,ValleyForge,PA)、以及8.66g新鮮制備的四乙氧基硅烷(TEOS，98%，得自Sigma-Aldrich，St.Louis，MO)在乙醇/水中的分散體(分散體的摩爾比為T(mén)E0S:Et0H:H20=1:40.7:53.6)加入250mL的容器中并攪拌均勻。然后將所得的混合物緩慢倒在已經(jīng)預(yù)加熱至210°F(約99°C)一小時(shí)并且正在攪拌的1000gWA5100粒料(未處理過(guò)，得自3M公司，St.Paul,麗)上。傾倒時(shí)，攪拌粒料以確保獲得均勻的涂層。繼續(xù)攪拌粒料約2分鐘。然后用熱風(fēng)槍加熱粒料直到它們顯得干燥并且松散。將干燥的粒料放入回轉(zhuǎn)窯中用天然氣/氧氣火焰灼燒至800。F(約427。C)，然后將其移出并且冷卻至室溫。采用相同的工序制備比較例A-D的樣品，只是所用的涂料組合物不同。表1中列出工作實(shí)例1以及比較例A-D的光催化涂層的組成。根據(jù)上述測(cè)試工序測(cè)量冷卻粒料的耐久性，并已記錄在表1中。結(jié)果表明四乙氧基硅烷(TEOS)與硅酸鈉的結(jié)合使用顯著地增加了耐久性。表l工作實(shí)例1以及比較例A-D的光催化涂層的組成和帶涂層粒料的耐久性。實(shí)例STS-21(g)去離子水(g)硅酸鈉PD(g)粘土(g)四乙氧基硅烷混合物(g)灼燒溫度光活性(滾轉(zhuǎn)前)耐久性(%)11.5050.590.7508.66,1.44X105100A1.5060.000.750.19a08001.87X10558B1.5060.000.750.19b08002.15X10564C1.5051.34008.668002.47X10565D1.5051.1500.19b8.668002.16X10561aDover粘土，得自GraceDavison,Columbia,Maryland。bCloisite20A粘土，得自SouthernClayProducts,Gonzales,TX。工作實(shí)例2-5采用與制備工作實(shí)例1的樣品相同的工序制備工作實(shí)例2-5的樣品。表2中列出工作實(shí)例2-5的光催化涂層的組成。與工作實(shí)例1相比，工作實(shí)例2-5中使用11號(hào)等級(jí)的未涂布的粒料(得自3M公司，St.Paul,MN)。此外，將工作實(shí)例3和5的樣品在400°F(約204。C)，而非在800。F下進(jìn)行灼燒。測(cè)量帶涂層的粒料的耐久性并記錄于表2中。結(jié)果同樣表明四乙氧基硅烷(TEOS)與硅酸鈉的結(jié)合使用顯著地增加了耐久性。表2工作實(shí)例2-5的光催化涂層的組成和帶涂層粒料的耐久性。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>工作實(shí)例6-9采用與制備工作實(shí)例1的樣品相同的工序制備工作實(shí)例6-9的樣品。表3中列出工作實(shí)例6-9的光催化涂層的組成。與工作實(shí)例1相比，工作實(shí)例6-9中使用11號(hào)等級(jí)的未涂布的粒料。另外，工作實(shí)例6-9中使用TEOS酸性水溶液。制備此溶液的方法如下將43.20g去離子水、10.00g98%的TE0S、以及一滴68至70%的分析硝酸(HN03)(得自EMIndustries,Gibbstown，NJ)加入lOOmL的玻璃瓶中，然后在室溫下用磁力攪拌60分鐘。此外，工作實(shí)例7和8中使用硅酸鉀取代硅酸鈉。此外，將工作實(shí)例8和9的樣品在500下(26CTC)，而非在800。F下進(jìn)行灼燒。測(cè)量帶涂層的粒料的耐久性并記錄于表3中。結(jié)果表明四乙氧基硅垸(TEOS)與硅酸鈉或硅酸鉀的結(jié)合使用可獲得極好的耐久性。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>a硅酸鈉PD。b硅酸鉀Kasil1(PotassiumSilicateKasil1)，28.91重量％，含2.47重量％比率的Si02/K20，得自PQCorporation上述測(cè)試和測(cè)試結(jié)果只是出于說(shuō)明目的，而不是為了預(yù)測(cè)，并且測(cè)試工序的變化可能生成不同的結(jié)果。本發(fā)明的描述結(jié)合了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例。提供上述詳細(xì)說(shuō)明及實(shí)例僅為清楚地理解本發(fā)明。不應(yīng)理解為由此構(gòu)成任何不必要的限制。本文引用的所有專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)均以引用方式并入本文。對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，可以在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下對(duì)實(shí)施例進(jìn)行多種修改。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)限定于本文所述的精確細(xì)節(jié)和結(jié)構(gòu)，而應(yīng)受權(quán)利要求書(shū)的文字所描述的結(jié)構(gòu)及這些結(jié)構(gòu)的等同物所限定。權(quán)利要求1.一種帶涂層的制品，包括具有外表面的制品和在所述制品的所述外表面上的涂層，其中所述涂層由包含光催化粒子和堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑的組合物形成，其中所述堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑還包含烷氧基硅烷。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶涂層的制品，其中所述制品為屋頂粒料。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶涂層的制品，其中所述制品為瓦片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶涂層的制品，其中所述光催化粒子包括Ti02、Zn0、TO3、Sn02、CaTi03、Fe203、Mo03、Nb205、TixZr(1—x)02、SiC、SrTi03、CdS、GaP、InP、GaAs、BaTi03、KNb03、Ta205、Bi203、NiO、Cu20、Si02、MoS2、InPb、線(xiàn)、Ce02、Ti(0H)4、或它們的組合。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶涂層的制品，其中所述光催化粒子包括結(jié)晶銳鈦礦型Ti02、結(jié)晶金紅石型Ti02、結(jié)晶ZnO、或它們的組合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶涂層的制品，其中所述光催化粒子摻雜有C、N、S、F、Pt、Pd、Au、Ag、Os、Rh、Ru02、Nb、Cu、Sn、Ni、Fe、或它們的組合。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶涂層的制品，其中所述垸氧基硅垸包括甲基三甲氧基硅垸、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅垸、丙基三乙氧基硅烷、異丁基三甲氧基硅烷、戊基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅垸、十八垸基三甲氧基硅垸、十八垸基三乙氧基硅垸、苯基三乙氧基硅垸、乙烯基三甲氧基硅垸、以及乙烯基三乙氧基硅垸、四甲氧基硅垸、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四異丙氧基硅垸、四丁氧基硅烷、四(仲丁氧基)硅烷、四(2-乙基丁氧基)硅烷、四(2-乙基己氧基)硅烷、四(2-甲氧基乙氧基)硅垸、四苯氧基硅烷、六乙氧基二硅氧垸、四乙酰氧基硅垸、甲基三乙酰氧基硅烷、乙基三乙酰氧基硅垸、以及二叔丁氧基二乙酰氧基硅垸、或它們的組合。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶涂層的制品，其中所述烷氧基硅烷包括四乙氧基硅垸。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶涂層的制品，其中采用所述涂層耐久性測(cè)試法測(cè)得所述涂層的耐久性大于約70%。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶涂層的制品，其中所述堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑包含硅酸鋰、硅酸鈉、硅酸鉀、或它們的組合。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶涂層的制品，其中所述堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑還包含顏料。12.—種帶涂層的屋頂粒料，包括具有外表面的屋頂粒料和在所述屋頂粒料的所述外表面上的涂層，其中所述涂層由包含光催化Ti02粒子和堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑的組合物形成，其中所述堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑還包含四乙氧基硅烷，并且采用所述涂層耐久性測(cè)試法測(cè)得所述涂層的耐久性大于約70%。13.—種涂料組合物，包含光催化粒子和堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑，其中所述堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑還包含烷氧基硅烷。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的涂料組合物，其中所述光催化粒子包括Ti02、Zn0、W03、Sn02、CaTi03、Fe203、Mo03、Nb205、TixZr(1—x)02、SiC、SrTi03、CdS、GaP、InP、GaAs、BaTi03、K跳、Ta205、Bi203、NiO、Cu20、Si02、MoS2、InPb、線(xiàn)、Ce02、Ti(0H)4、或它們的組合。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的涂料組合物，其中所述光催化粒子包括結(jié)晶銳鈦礦型Ti02、結(jié)晶金紅石型Ti02、結(jié)晶ZnO、或它們的組合。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的涂料組合物，其中所述光催化粒子摻雜有C、N、S、F、Pt、Pd、Au、Ag、Os、Rh、線(xiàn)、Nb、Cu、Sn、Ni、Fe、或它們的組合。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的涂料組合物，其中所述烷氧基硅烷包括甲基三甲氧基硅垸、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅垸、丙基三乙氧基硅垸、異丁基三甲氧基硅垸、戊基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅垸、十八烷基三甲氧基硅垸、十八烷基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅垸、以及乙烯基三乙氧基硅烷、四甲氧基硅垸、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四異丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、四(仲丁氧基)硅垸、四(2-乙基丁氧基)硅垸、四(2-乙基己氧基)硅垸、四(2-甲氧基乙氧基)硅烷、四苯氧基硅垸、六乙氧基二硅氧烷、四乙酰氧基硅垸、甲基三乙酰氧基硅垸、乙基三乙酰氧基硅垸、以及二叔丁氧基二乙酰氧基硅垸、或它們的組合。18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的涂料組合物，其中所述垸氧基硅垸包括四乙氧基硅院。19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的涂料組合物，其中所述堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑包含硅酸鋰、硅酸鈉、硅酸鉀、或它們的組合。20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的涂料組合物，其中所述堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑還包含顏料。21.—種制備帶涂層的制品的方法，包括提供具有外表面的制品；提供包括光催化粒子和堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑的組合物，其中所述堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑還包含烷氧基硅烷；將所述組合物沉積到所述制品上；以及加熱所述沉積后的制品，從而在所述制品上形成涂層。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述制品為屋頂粒料。23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述制品為瓦片。24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述光催化粒子包括Ti02、Zn0、W03、Sn02、CaTi03、Fe203、Mo03、Nb205、TixZr(1—x)02、SiC、SrTi03、CdS、GaP、InP、GaAs、BaTi03、KNb03、Ta205、Bi203、NiO、Cu20、Si02、MoS2、InPb、線(xiàn)、Ce02、Ti(0H)4、或它們的組合。25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述光催化粒子包括結(jié)晶銳鈦礦型Ti02、結(jié)晶金紅石型Ti02、結(jié)晶ZnO、或它們的組合。26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述光催化粒子摻雜有C、N、S、F、Pt、Pd、Au、Ag、0s、Rh、線(xiàn)、Nb、Cu、Sn、Ni、Fe、或它們的組合。27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述烷氧基硅垸包括甲基三甲氧基硅垸、甲基三乙氧基硅垸、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅垸、丙基三乙氧基硅烷、異丁基三甲氧基硅烷、戊基三乙氧基硅垸、辛基三乙氧基硅垸、十八垸基三甲氧基硅垸、十八垸基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅垸、乙烯基三甲氧基硅烷、以及乙烯基三乙氧基硅烷、四甲氧基硅垸、四乙氧基硅垸、四丙氧基硅烷、四異丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、四(仲丁氧基)硅垸、四(2-乙基丁氧基)硅烷、四(2-乙基己氧基)硅烷、四(2-甲氧基乙氧基)硅烷、四苯氧基硅垸、六乙氧基二硅氧烷、四乙酰氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅垸、乙基三乙酰氧基硅垸、以及二叔丁氧基二乙酰氧基硅垸、或它們的組合。28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述垸氧基硅垸包括四乙氧基硅院。29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中采用所述涂層耐久性測(cè)試法測(cè)得所述涂層的耐久性大于約70%。30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑包含硅酸鋰、硅酸鈉、硅酸鉀、或它們的組合。31.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑還包含顏料。32.—種制備帶涂層的屋頂粒料的方法，包括提供具有外表面的屋頂粒料；提供包含光催化Ti02粒子和堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑的組合物，其中所述堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑還包含四乙氧基硅烷；將所述組合物沉積到所述屋頂粒料上；以及加熱所述沉積后的屋頂粒料，從而在所述屋頂粒料上形成涂層，其中采用所述涂層耐久性測(cè)試法測(cè)得所述涂層的耐久性大于約70%。全文摘要在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及涂料組合物。涂料組合物包括光催化粒子和含有烷氧基硅烷的堿金屬硅酸鹽粘結(jié)劑。在另一方面，本發(fā)明涉及帶涂層的制品。所述帶涂層的制品在其外表面上具有由上述涂料組合物形成并具有改良的耐久性的光催化涂層。文檔編號(hào)B01J2/00GK101563149SQ200780046612公開(kāi)日2009年10月21日申請(qǐng)日期2007年12月19日優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日發(fā)明者拉克爾·A·T·古爾德,峰白,馬克·T·安德森申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司