專利名稱：具有光催化活性的粒料及其制備方法
具有光催化活性的粒料及其制備方法本發(fā)明涉及一種具有光催化活性的粒料，所述粒料包含至少一種無機顆粒材料， 所述無機顆粒材料的顆粒至少部分涂布有光催化活性化合物。本發(fā)明還涉及制備這種粒料 的方法及其用于向基于水泥、混凝土、砂漿、石灰石和石膏的建筑材料或水基涂料和漆中引 入光催化活性的用途。目前主要使用糊料(paste)和粉料來向建筑材料如水泥粘結的建筑材料如混凝 土中或其上引入光催化活性和/或著色。在這點上，具有粒狀、丸狀、片狀等形狀形式的材 料比粉料和糊料具有明顯優(yōu)勢，例如在其操作和配料、防止粉塵等方面以及其分散性質方 面。此外，已發(fā)現光催化活性減少建筑材料上微生物的積聚和生長并減少環(huán)境污染物質，從 而降低材料積垢的傾向而同時保持顏色的鮮亮。還已發(fā)現光催化活性降低環(huán)境中環(huán)境污染 物質的濃度，從而改善空氣和水的質量，即光催化活性提供抗煙霧效應。日本專利申請JP 2001-179109涉及一種光催化粒料，所述粒料包含光催化顆粒 如二氧化鈦和二氧化硅顆粒的混合物，其還可包含填料如碳酸鈣、石灰或無機纖維。專利申 請US 2007/0181167描述了一種包含光催化劑與摻雜劑和顏料如Ti02、ZnO、Fe203、Fe304或 NiFe204的組合物的球?；驅嵭陌舨摹S 2003/0066458涉及一種包含至少一種選自鐵氧化 物的顏料和二氧化鈦的混合物的顏料粒料。W0 2006/000565描述了一種包含基礎層、中間層和表面層的復合鋪面材料，其中 所述中間層包含樹脂和增強材料，所述表面層包含光催化水泥組合物。JP 2004-130156涉 及一種負載光催化劑的粒料，所述粒料包含由陶瓷制載體和無機空心體制成的粒狀載體并 在所述粒狀載體上沉積光催化劑。JP 2004-161978描述了二氧化硅和涂布有光催化劑的 顏料顆粒的膠體顆粒。W0 01/053228描述了通過噴霧干燥、擠出、壓制等制備含粘合劑、分 散劑、潤濕劑、二氧化硅組分和脂族鹽的顏料粒料，以獲得具有增強的著色和減輕的風化性 且起泡的趨勢降低的成形顏料顆粒。粒料的制備方法還在例如DE-A1 29 40 156、EP-A2 0 191 278、DE-A1 36 19 363、DE_A1 39 18 694、EP_A1 0 567 882、EP_A1 0 657 511、US 6，562，120、US2004/0040469 和 EP-A1 16 20 512 中有述。因此，仍需要用于向建筑材料中或其上引入光催化活性的適當材料。本發(fā)明的一個目的是提供一種可引入建筑材料如水泥、混凝土、砂漿、石灰石或石 膏中的粒料、以及一種可以水基涂料或漆形式涂覆于建筑材料上的粒料。本發(fā)明的另一目 的是提供一種減少建筑材料上微生物的積聚和生長及減少環(huán)境污染物質并因此降低這些 材料積垢傾向而同時保持顏色鮮亮的粒料。再一目的是提供一種降低環(huán)境中環(huán)境污染物質 的濃度并因此以抗煙霧效應的形式改善空氣和水的質量的粒料。本發(fā)明的又一目的是提供 一種組合了優(yōu)異的著色性和光催化活性的用于建筑材料著色的粒料。另一目的是提供一種 高度濃縮、節(jié)約成本且易于操作的粒料。本發(fā)明的這些及其它目的可通過如本發(fā)明中所描述的粒料得到解決，所述粒料包 含至少一種無機顆粒材料，所述無機顆粒材料的顆粒至少部分涂布有光催化活性化合物。在本發(fā)明的一個實施方案中，所述粒料的無機顆粒材料的顆粒部分地涂布有光催 化活性化合物。在另一實施方案中，所述粒料的無機顆粒材料的顆粒完全涂布有光催化活
3性化合物。所述粒料可還包含填料形式的添加劑和/或其它無機顆粒材料如石膏、水泥、砂 漿、石灰石或混凝土等。所述粒料優(yōu)選配制成以任意所需比率與建筑材料混合以獲得所需 的光催化活性。此外，所述粒料優(yōu)選配制成以任意所需比率與待著色的建筑材料混合以獲 得所需的光催化活性和顏色。另外，所述粒料優(yōu)選配制成以水基涂料或漆形式涂覆于建筑 材料上以獲得所需的光催化活性。本發(fā)明的一個示例性實施方案的粒料包含涂布有光催化活性化合物優(yōu)選二氧化 鈦以向建筑材料中或其上引入光催化活性的無機顆粒材料如無機顏料、石灰石、石膏、混凝 土、砂漿或水泥的顆粒。具有光催化活性的粒料的使用提供許多改進的性質。首先應提到的是，當引入建 筑材料如水泥、混凝土、砂漿、石灰石或石膏等中時，本發(fā)明的粒料提供優(yōu)異的光催化活性。 此外，當以水基涂料或漆形式涂覆于建筑材料上時，所述粒料提供優(yōu)異的光催化活性。出乎 意料的是，發(fā)現包含涂布有光催化活性化合物的無機顆粒材料的粒料可具有協(xié)同效應，即 在以水基涂料或漆形式涂覆于建筑材料上或構建進建筑材料如石灰石、石膏、混凝土、砂漿 或水泥等中時，混合物在較長的時間內表現出增強的光催化活性或至少恒定的活性。此外， 當使用無機顏料作為無機顆粒材料并被引入這些建筑材料或水基涂料和漆中時，本發(fā)明的 粒料提供優(yōu)異的著色性。這減少微生物的積聚和生長并減少環(huán)境污染物質以及降低這些建 筑材料積垢的傾向，同時更長時間地保持顏色的鮮亮。此外，環(huán)境中環(huán)境污染物質的濃度的 降低使得空氣和水的質量改善并提供抗煙霧效應。所述粒料中的顏料是高度濃縮的，因此不必貯存大量材料。所述粒料還是節(jié)約成 本的，因為不需要額外的料倉來貯存不同類型的水泥即有和沒有所述光催化活性化合物的 水泥。此外，所述粒料有防止形成粉塵且易于操作的優(yōu)勢，可以所需比率添加到建筑材料如 水泥、混凝土、砂漿、石灰石和/或石膏及水基涂料或漆中，且所述粒料以足以獲得所需光 催化活性的量存在。此外，所述粒料具有可引入建筑材料中或以水基涂料或漆形式涂覆于 建筑材料上的優(yōu)勢。根據本發(fā)明，無機顆粒材料指選自無機顏料、水泥、混凝土、砂漿、石灰石和石膏或 其混合物的無機顆粒。在一個優(yōu)選的實施方案中，無機顆粒材料為無機顏料，而在另一實施 方案中，優(yōu)選使用水泥、混凝土、砂漿、石灰石和石膏或其混合物作為無機顆粒材料。在另一 實施方案中，無機顆粒材料包含無機顏料與其它無機顆粒材料如水泥、混凝土、砂漿、石灰 石和石膏或其混合物的混合物。無機顏料形式的無機顆粒材料的顆粒優(yōu)選為顏料粉和/或顏料濾餅。特別地，所 述無機顏料可選自氧化鐵、氧化鈷、(二)氧化鈦、氧化鉻、氧化鋅、混合金屬氧化物和/或 碳黑或其混合物。優(yōu)選使用鐵氧化物如黃色氧化鐵、紅色氧化鐵、黑色氧化鐵如針鐵礦、赤 鐵礦和磁鐵礦以及其任意混合物作為無機顏料。在一個實施方案中，優(yōu)選至少部分涂布有 光催化活性化合物的無機顏料。在另一實施方案中，優(yōu)選完全涂布有光催化活性化合物的 無機顏料。氧化鐵顏料的粒徑可在0. 01-100微米范圍內，表面積可在約5-200m2/g范 圍內。對于本發(fā)明的粒料適宜的氧化鐵顆粒的實例為可購自Rockwood的鐵氧化物如 Ferroxide 黃 48、Ferroxide 49(黃色氧化鐵)、Ferroxide 紅 212(紅色氧化鐵)、
Ferroxide 黑77 (黑色氧化鐵)或AC2544P (透明黃色氧化鐵)。Ferroxide 黃的平均粒徑為100X500nm，紅色和黑色氧化鐵二者的粒徑為90-100nm，而透明氧化鐵的粒徑為 lOxlOOnm。水泥形式的無機顆粒材料的顆粒包括如例如DIN-EN 197-1中所述的所有水泥， 其中的主要類別如波特蘭水泥(CEM I)、波特蘭復合水泥(CEMII)、高爐礦渣水泥(CEM III)、火山灰水泥(CEM IV)、復合水泥(CEM V)及所有子類均適宜作為本發(fā)明的無機顆粒材 料。針對特殊需要的水泥如道路水泥、白水泥、耐水水泥或耐硫酸鹽水泥也是本發(fā)明所涵蓋 的。此外，通過改變水泥制造配方或顆粒的大小可增強特定的性質，由此，這些顆粒也適宜 作為本發(fā)明的無機顆粒材料。在一個實施方案中，優(yōu)選至少部分涂布有光催化活性化合物 的水泥顆粒。在另一實施方案中，優(yōu)選完全涂布有光催化活性化合物的水泥顆粒。所述無機顆粒材料的顆粒也包含混凝土，混凝土是一種由水泥如波特蘭水泥和其 它膠凝材料如粉煤灰和礦渣水泥、骨料(通常是粗骨料如砂礫、石灰石或花崗巖，外加細骨 料如砂或人造砂)、水和化學外加劑(如增塑劑、促進劑、阻滯劑和腐蝕抑制劑)組成的結 構材料。在本發(fā)明中，選自普通混凝土、預拌混凝土、高強混凝土、高性能混凝土、自密實混 凝土、噴漿混凝土、透水混凝土、多孔混凝土、軟木_水泥復合材料、碾壓混凝土、玻璃混凝 土、浙青混凝土、快硬混凝土、聚合物混凝土及其混合物的混凝土適宜作為本發(fā)明的無機顆 粒材料的顆粒。在一個實施方案中，優(yōu)選至少部分涂布有光催化活性化合物的混凝土顆粒。 在另一實施方案中，優(yōu)選完全涂布有光催化活性化合物的混凝土顆粒。砂漿形式的無機顆粒材料的顆粒主要是波特蘭水泥與砂和水的混合物，但其也可 基于其它水泥/粘合劑類型并含其它材料如石灰或加氣劑。適宜作為本發(fā)明的無機顆粒材 料的砂漿包括選自波特蘭水泥砂漿和水泥_砂砂漿、水泥-砂(增塑)砂漿、圬工水泥-砂 砂漿、水泥_石灰-砂砂漿、石灰砂漿、水硬石灰砂漿、火山灰砂漿、防火砂漿及其混合物的 砂漿。在一個實施方案中，優(yōu)選至少部分涂布有光催化活性化合物的砂漿顆粒。在另一實 施方案中，優(yōu)選完全涂布有光催化活性化合物的砂漿顆粒。石灰石或石膏也是適宜用于本發(fā)明的粒料的無機顆粒材料的顆粒。在一個實施方 案中，優(yōu)選至少部分涂布有光催化活性化合物的石灰石和/或石膏顆粒。在另一實施方案 中，優(yōu)選完全涂布有光催化活性化合物的石灰石和/或石膏顆粒。根據本發(fā)明的粒料可包含用量占粒料總重量的至多約80wt%、優(yōu)選約 20-80wt%、更優(yōu)選約40-80wt%、最優(yōu)選約60_80wt%的無機顆粒材料的顆粒。根據本發(fā)明，光催化活性化合物指通過水和/或輻射如UV或可見光激活后能表現 出光催化功能而防止微生物如真菌、苔蘚、地衣和藻類生物體在建筑材料上積聚和生長的 顆粒，否則這種積聚和生長導致材料的積垢。建筑材料也暴露于由于汽車廢氣或工業(yè)廢棄 物產生的環(huán)境污染物質如苯、揮發(fā)性有機化合物、殺蟲劑、多環(huán)芳烴或氮氧化物。氮氧化物 (N0X)和揮發(fā)性有機化合物(V0C)是兩大環(huán)境污染物質。特別地，這些化合物是危險的，因 為其引發(fā)二次污染物質的形成。由于大多數對流層臭氧的形成在當No!^nvoc在日光和一 氧化碳的存在下在大氣中反應時發(fā)生，故N0X和V0C也稱為臭氧前體。此外，N0X和V0C在 日光的存在下的反應導致含尤其是硝酸過氧化乙酰(PAN)的光化學煙霧，這是一種重要形 式的空氣污染，尤其是在夏季。兒童、肺病如哮喘患者和在戶外工作或鍛煉的人易于受到光 化學煙霧的不利影響，例如使得肺組織受損和肺功能下降。多環(huán)芳烴(PAH)例如得自有機 材料如碳、石油、燃料、木材等的不完全燃燒。如若干實驗工作中所示，PAH具有致突變和致癌活性，此外，若干污染物如菲醌可能導致建筑材料的顏色改變。暴露于例如水和/或日光時，這類環(huán)境污染物質可在光催化活性化合物的存在下 氧化，這產生與污染物相互作用的自由基和/或其它活性物種。這導致這些分子的降解或 分解反應，例如氮氧化物氣體被氧化為硝酸鹽，從而可顯著降低這類污染物的濃度。因此， 建筑材料上這些物質的濃度降低，從而長時間保持顏色的鮮亮，此外使環(huán)境中環(huán)境污染物 質的濃度降低。因此，空氣質量可得到改善，產生抗煙霧效應。所述光催化活性化合物可為在輻射如UV、可見光或甚至濕氣的存在下能氧化環(huán)境 污染物質或防止微生物的生長和積聚的任意化合物。優(yōu)選待使用的光催化活性化合物包含 一種金屬氧化物或兩種以上金屬氧化物的組合、混合金屬氧化物和/或金屬硫化物。更優(yōu) 選所述光催化活性化合物選自鈦氧化物如二氧化鈦、氧化鋅、硫化鋅、活性鐵氧化物如氧化 鐵(II)、鈦酸鍶、氧化鎢和二氧化錫或其混合物。特別地，優(yōu)選具有高光催化活性以及化學穩(wěn)定性且無毒的鈦氧化物如二氧化鈦。 本發(fā)明的一個實施方案的粒料包含主要為銳鈦礦形式的二氧化鈦，即少量也可為板鈦礦和 /或金紅石形式。例如，適宜的二氧化鈦涂料包含占二氧化鈦總重量的至少10wt%、優(yōu)選至 少25wt%、更優(yōu)選至少50wt%、最優(yōu)選至少80wt%的銳鈦礦結構，其中所述二氧化鈦是至 少部分結晶的，優(yōu)選為納米微晶形式。二氧化鈦的優(yōu)選結晶度介于二氧化鈦總重量的10_100襯％之間，優(yōu)選介于 20-100wt %之間，更優(yōu)選高于30wt %，最優(yōu)選高于50wt %。由于其大表面積和高催化活 性，故本發(fā)明的優(yōu)選實施方案包含粒徑低于300nm、優(yōu)選介于l-200nm之間、最優(yōu)選介于 1-lOOnm之間且表面積介于約5-350m2/g之間、更優(yōu)選介于50-250m2/g之間的納米級二氧 化鈦。根據本發(fā)明的粒料包含用量占粒料總重量的約20_99wt%、優(yōu)選約20_60wt%、更 優(yōu)選約20-40wt %的光催化活性化合物。涂布光催化活性化合物的無機顆粒材料的顆?？赏ㄟ^如申請人共同待決的申請 PCT/EP2006/068245中所述的方法制備，其中將無機顏料分散體如氧化鐵與至少一種金屬 鹽如鈦氧基鹽(硫酸氧鈦、氯化鈦或草酸氧鈦)的水溶液混合，并通過加入堿而在所述無機 顏料顆粒上沉淀光催化活性化合物如二氧化鈦，其中金屬氧化物至少部分沉淀。最后通過 例如過濾從反應混合物中分離出涂布有光催化活性化合物的無機顏料顆粒并隨后洗滌和 低溫干燥。適用于所述無機顏料分散體的溶劑或溶劑混合物可包括水和有機溶劑如醇或烴 及其任意混合物。用于在無機顏料顆粒上沉淀光催化活性化合物的堿選自氫氧化鈉、氫氧 化鉀、碳酸鈉、氫氧化鎂、氫氧化銨或其混合物的水溶液。溶液的濃度優(yōu)選相對較高但可在 任意適宜的范圍中選擇。然后可將經涂布的無機顏料形成為根據本發(fā)明的粒料。根據本發(fā)明，無機顆粒材料的顆粒至少部分涂布有光催化活性化合物，這意味著 表面至少部分被光催化活性化合物所覆蓋。光催化活性化合物可無規(guī)分布在無機顆粒材料 的表面上，例如以較稠密或較不稠密分布的結晶點的形式，優(yōu)選二氧化鈦或其它光催化活 性化合物的納米級微晶。作為替代方案，在較高的載量下，所述光催化活性化合物也可在載 體顆粒表面上形成較大面積的結晶材料，直至基本完全覆蓋。在優(yōu)選的實施方案中，無機顆 粒材料的顆粒的10% -100%的表面覆蓋有光催化活性化合物，優(yōu)選無機顆粒材料的顆粒
6的30-100%、更優(yōu)選50-100%、最優(yōu)選70-100%的表面覆蓋有光催化活性化合物。根據本發(fā)明，“粒料”指其平均粒徑與其原材料相比已經通過加工步驟如成型操 作而增加的各材料。因此，“粒料”包括噴霧粒料和壓制粒料、以及例如自濕法處理并隨后 固化和粉化所產生的產物和通過干法或基本干法加工步驟(導致殘余水分含量至多為約 10wt% )所獲得的產物。這類加工產物的實例有粒料、塊料、片料、丸粒等，其中所述無機顆 粒材料的顆粒涂布有至少一種光催化活性化合物。由于其與粉料、糊料等相比具有相當大的優(yōu)勢且也是顏料加工所接受的，故粒料 已在工業(yè)上大規(guī)模使用數十年。但在其它領域中使用粒料所獲得的經驗不能簡單轉用到具 有光催化活性的粒料，因為看起來幾乎完美地適宜的粒料常常因各種原因被證明是不適宜 的。粒料主要需要兩種相反的特性，一方面是機械穩(wěn)定性或堅固性，另一方面是在選 定介質中良好的分散性。對于大多數制備的粒料，獲得優(yōu)異的堅固性，這抵抗粒料在例如包 裝和運輸過程中的破壞并此外限制粉塵的形成。但在選定介質中的分散可能被削弱，這導 致不希望的不均勻的光催化活性和光催化活性強度。另一方面，具有良好分散性的粒料常太軟而在加工進建筑材料如水泥或水基涂料 或漆中之前碎裂。這會導致更多粉塵形成、包裝中有殘余、流動性降低和相應地經常劑量不 正確。粒料的堅固性由強粘著力提供，主要取決于粘合劑的性質和量和/或在粒料制備 過程中為其成型所施加的壓力。另一方面，分散性受例如造粒前的碾磨質量、制備中提供 的機械能及引入建筑材料、水基涂料或漆中的過程中減小干燥粒料的粘著力的分散劑的影 響。但增加這類添加劑的含量可能導致顏料濃度的相應降低，因此添加劑的加入受限。這類 添加劑不應不利地改變選定材料的性質，因此需要仔細權衡添加劑的好處和可能的缺點?？梢氡景l(fā)明中的添加劑選自粘合劑、分散劑、崩解劑、二氧化硅、二氧化硅組分 和/或脂族鹽或任意這些添加劑的組合。根據本發(fā)明的添加劑可任選包括粘合劑和/或分散劑如聚亞烷基二醇、環(huán)氧丙烷 /環(huán)氧乙烷嵌段共聚物、聚丙烯酸酯、苯乙烯磺酸聚合物、苯乙烯磺酸與a，烯鍵式不飽 和單體的共聚物、羥基羧酸酯、聚乙烯磺酸鹽、a，烯鍵式不飽和羧酸與直鏈烯烴的共聚 物、重芳烴的磺酸鹽及其甲醛縮合物、木質素磺酸鹽、烷基苯磺酸鈉、壬基酚環(huán)氧乙烷縮合 物、磺基琥珀酸二辛酯、萘磺酸鹽-甲醛縮合物的鹽和蜜胺磺酸鹽-甲醛縮合物的鹽、乳糖 和蔗糖等。本發(fā)明的粒料的另一組分是水玻璃，尤其是鉀水玻璃，當加到用于造粒的起始混 合物中時，其起到粘合劑和增稠劑的作用。本發(fā)明中也可使用二氧化硅，優(yōu)選以顆粒二氧化 硅和/或顆粒鋁硅酸鹽的形式?？捎糜诒景l(fā)明中的另一類有用的添加劑為長鏈脂肪酸的 鹽。適宜的脂肪酸可以是飽和的或不飽和的并包含C12到C18的脂肪酸?？墒褂帽澜鈩┤缋w維素衍生物，包括天然和/或球形纖維素、葡聚糖和/或交聯的 聚乙烯吡咯烷酮。此外，在一個尤其優(yōu)選的實施方案中使用皂，例如軟皂和鉀皂，尤其優(yōu)選 基于植物油的鉀皂。但添加劑應選擇為使得粒料足夠快且完全地懸浮和/或分散在建筑材料中或待 涂覆于建筑材料上的水基涂料和漆中。在這點上，無機顆粒材料的類型、造粒方法和進一步 的加工步驟也起到作用，因此，各情況下適宜的混合物應通過相應的簡單試驗來確定。
本發(fā)明的粒料的添加劑可占粒料總重量的約0. l_10wt%，優(yōu)選約2_5wt%。作為又一組分，本發(fā)明的粒料還可包含無機顆粒材料的其它顆粒作為填料，其可 與涂布有光催化活性化合物的無機顆粒材料的顆粒混合。本發(fā)明的填料形式的無機顆粒材料的顆粒選自石灰石、石膏、水泥、混凝土、砂漿 或其混合物。優(yōu)選的實施方案包含用量為粒料總重量的至多80wt%、更優(yōu)選約60-80wt% 的填料。所述具有光催化活性的粒料可用于向用于建筑的內部和/或外部上的所有建筑 材料引入光催化活性。所述具有光催化活性的粒料也可用于為在也需要光催化活性的建筑 的內部和/或外部上使用的所有建筑材料著色。優(yōu)選所述粒料用于其中應限制微生物如真 菌、苔蘚、地衣、藻類生物體等的積聚和生長從而減少材料的積垢同時保持建筑材料顏色鮮 亮的基于水泥、混凝土、石膏、砂漿和/或石灰石的建筑材料中或待涂覆于建筑材料上的水 基涂料或漆中。所述粒料也可用于向建筑材料如水泥、混凝土、石膏、砂漿和/或石灰石或 其混合物中或向待涂覆于建筑材料上的水基涂料和漆中引入光催化活性，以降低環(huán)境中環(huán) 境污染物質的濃度和因此改善空氣和水的質量。本發(fā)明的粒料因此尤其優(yōu)選用于向建筑材 料中或其上引入光催化活性以降低建筑材料上的積垢傾向和/或長時間保持建筑材料上 顏色的鮮亮和/或降低環(huán)境中環(huán)境污染物質的濃度。例如，當在建筑材料或漆中使用本發(fā)明的粒料時，其可適合于空氣污染物質特別 是氮氧化物(N0X)和揮發(fā)性有機化合物(V0C)的高度有效光催化分解。此外，使用本發(fā)明 的粒料作為降解N0X和/或V0C的光催化劑時，NO的降解過程中經常發(fā)生的N02的生成顯 著減少。使用這些光催化材料時測得和觀察到在N0X的存在下UV和可見光照射過程中可 能發(fā)生的臭氧的生成受到限制。不希望受任何理論的束縛，認為暴露于日光時，污染物質氮 氧化物(N0X)和揮發(fā)性有機化合物(V0C)可在本發(fā)明的粒料的存在下崩解，這產生與污染 物相互作用的自由基和/或其它活性物質。這導致這些分子的降解或分解，例如氮氧化物 氣體可被氧化為硝酸鹽，而可顯著降低這類污染物的濃度。本發(fā)明的粒料可通過常規(guī)方法制備。根據本發(fā)明，所述粒料的制備包括用至少一種光催化活性化合物涂布無機顆粒材 料的顆粒以增強建筑材料的光催化活性的步驟。另一步驟可包括加入至少一種選自粘合 齊U、分散劑、崩解劑、潤濕劑、二氧化硅、二氧化硅組分和/或脂族鹽的添加劑。本發(fā)明的方 法還包括?；襟E，例如通過壓制、噴霧干燥、擠出、壓縮、造粒、壓塊或流化床干燥或通過 這些方法的組合來形成粒料的步驟。優(yōu)選使用噴霧方法(如噴霧干燥或流化床干燥)來造 粒。根據本發(fā)明，在所有前述本發(fā)明的實施方案中，處理、向建筑材料或水基涂料和漆 中引入光催化活性、色密度等可通過在粒料與建筑材料混合前處理粒料表面而受到進一步 的有利影響。特別地，粒料可涂布有隔離劑和/或潤濕劑。選擇這些試劑使得它們不導致 包裝中粒料的結塊或結餅，即其例如不應太吸濕。另一方面，希望其促進潤濕。粒料與建筑材料或水基涂料和漆混合過程中的使用與常規(guī)已知程序相符。
實施例使用涂布有光催化活性Ti02的氧化鐵黃顏料(如專利申請PCT/EP2006/068245中所述制備)通過噴霧干燥造粒方法制備了具有光催化活性的粒料。該球形粒料的主要粒徑 在100-300 y m范圍內，不存在大于500 u m的粒料。
粒料的組成
權利要求
一種具有光催化活性的粒料，包含至少一種無機顆粒材料，所述無機顆粒材料的顆粒至少部分涂布有光催化活性化合物。
2.權利要求1的粒料，其中所述無機顆粒材料的顆粒完全涂布有光催化活性化合物。
3.權利要求1-2中任一項的粒料，其中所述無機顆粒材料的顆粒選自無機顏料、石灰 石、石膏、混凝土、砂漿和水泥或其混合物。
4.權利要求3的粒料，其中所述無機顏料選自氧化鐵、氧化鈷、(二)氧化鈦、氧化鉻、 氧化鋅和/或碳黑。
5.權利要求3-4中任一項的粒料，其中所述無機顏料選自氧化鐵。
6.權利要求3-5中任一項的粒料，其中所述無機顏料包括顏料粉和顏料濾餅。
7.權利要求1-6中任一項的粒料，其中所述無機顆粒材料的顆粒占所述粒料的總重量 的至多80wt %、優(yōu)選20-80wt %、更優(yōu)選40-80wt %、最優(yōu)選60_80wt %。
8.權利要求1-7中任一項的粒料，其中所述光催化活性化合物選自(二)氧化鈦、氧化 鋅、硫化鋅、氧化鐵(II)、鈦酸鍶、氧化鎢和二氧化錫或其混合物。
9.權利要求1或8的粒料，其中所述光催化活性化合物包含銳鈦礦和/或金紅石形式 的二氧化鈦。
10.權利要求9的粒料，其中所述二氧化鈦是至少部分結晶的，優(yōu)選為納米微晶形式。
11.權利要求1-10中任一項的粒料，其中所述光催化活性化合物占所述粒料的總重量 的 20-99wt %、更優(yōu)選 20-60wt %、最優(yōu)選 20-40wt %。
12.權利要求1-11中任一項的粒料，還包含選自填料、粘合劑、分散劑、崩解劑、二氧化 硅、二氧化硅組分和/或脂族鹽的添加劑。
13.權利要求12的粒料，其中所述添加劑占所述粒料的總重量的0.l-10wt%、優(yōu)選 2-5wt%。
14.一種制備前述權利要求中任一項的具有光催化活性的粒料的方法，包括用所述光 催化活性化合物至少部分涂布所述無機顆粒材料的顆粒的步驟。
15.權利要求14的方法，還包括加入至少一種選自粘合劑、分散劑、崩解劑、潤濕劑、二 氧化硅組分和/或脂族鹽的添加劑的步驟。
16.權利要求14-15中任一項的方法，還包括通過壓制、噴霧干燥、擠出、壓縮、造粒、壓 塊或流化床干燥或通過任意這些方法的組合形成粒料的步驟。
17.權利要求14-16中任一項的方法，還包括用隔離劑和/或潤濕劑涂布所述粒料的步馬聚o
18.權利要求1-13中任一項的粒料用于向基于水泥、混凝土、石膏和/或石灰石的建筑 材料、水基涂料或漆中引入光催化活性的用途。
19.權利要求1-13中的任一項的粒料用于以水基涂料或漆的形式在基于水泥、混凝 土、石膏和/或石灰石的建筑材料上引入光催化活性的用途。
20.一種通過使用權利要求1-13中任一項的粒料制備的具有光催化活性的建筑材料。
21.權利要求20的建筑材料用于降低環(huán)境中環(huán)境污染物質的濃度的用途。
22.權利要求21的用途，其中所述污染物質選自氮氧化物(N0X)和揮發(fā)性有機化合物 (V0C)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有光催化活性的粒料，包含無機顆粒材料的顆粒，所述顆粒涂布有光催化活性化合物以向建筑材料中或其上引入光催化活性。本發(fā)明還涉及這種粒料的制備及將其用在建筑材料如水泥、混凝土、石膏和/或石灰石及水基涂料或漆中或上來減少這些材料上微生物的積聚和生長及減少環(huán)境污染物質從而降低積垢的傾向同時保持顏色的鮮亮并改善空氣質量的用途。
文檔編號C04B20/12GK101980989SQ200880128349
公開日2011年2月23日 申請日期2008年3月31日 優(yōu)先權日2008年3月31日
發(fā)明者克里斯蒂安·埃格爾, 馬里諾·塞爾吉 申請人:意大利樂科伍德公司