涂布液、使用该涂布液形成的氧化钛薄膜及其形成方法技术

一种涂布液，其包括由化学式（１）表示的有机金属络合物：其中Ｒ↑［１］－Ｒ↑［８］分别代表下列（１）－（４）中的任一个：（１）由式Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ＋１］表示的基团，其中ｎ为等于或大于０的整数；（２）由式ＣＯＯＲ↑［９］表示的基团，其中Ｒ↑［９］为由式Ｃ↓［ｍ］Ｈ↓［２ｍ＋１］表示的基团且ｍ为等于或大于０的整数；（３）卤素原子；和（４）ＣＮ或ＮＯ↓［２］。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于形成氧化钛薄膜的涂布液、氧化钛薄膜、其形成方法 和表面形成有氧化钛薄膜的制品。
技术介绍
氧化钛光催化剂可以吸收近紫外线并显示强烈的氧化分解能力，从而可以氧化分解且消除环境污染物质的毒性，例如各种有机物质和NOx。当 表面涂敷氧化钛光催化剂的基体暴露在光下时，该基体表面会显示出光诱 导的超亲水性能，且变得易溶于水，因此基体表面的污垢就易于被水冲洗 掉。换句话说，氧化钛光催化剂具有通过光的作用而分解污垢的能力和容 易用水除去污垢的能力。这些能力使得氧化钛光催化剂已经在实际使用中 作为一种保持表面洁净的自净材料。作为在基体上形成氧化钛光催化剂薄膜的方法，可以举出下述的方法。(i) 涂敷含有合适的粘合剂组分的氧化钛微粒悬浮液，并干燥成薄膜的技 术(参见专利文件1);(ii) 涂敷由溶胶凝胶法获得的氧化钛溶胶并烧制的技术(参见专利文件2);(iii) 涂敷有机钛化合物的溶液成涂膜，并烧制以得到光催化薄膜的技术 技术(参见专利文件3);(iv) 涂敷例如过氧化钛等的钛化合物，并干燥成薄膜的技术(参见专利文 件4);(v) 涂敷鳞片状的氧化钛微粒并烧制以形成光催化薄膜的技术(参见专 利文件5);(vi) 通过溅射等气相法形成氧化钛薄膜的技术(参见专利文件6)。 专利文件1:日本特开平11-228113号公报专利文件2:日本特开平11-256342号公报 专利文件3:日本特开平09-278489号公报专利文件4:日本特开平07-100378号公报 专利文件5:日本特开2005-290369号公报 专利文件6:日本特开2000-290533号7>报
技术实现思路
本专利技术要解决的问题然而，在上述技术(i)中，不能提高薄膜与基体间的粘附强度。因此薄膜 的耐久性不够。在上述技术(ii)中，由于依赖于温度和湿度的缩聚反应进程明显不同， 故难以稳定地获得均匀的薄膜。而且，由于涂布液的溶胶常常不稳定，在 实际运用中存在很多问题，而且为了保持溶胶的粘度并防止固体颗粒的沉 积也需要一些设计。此外，在使用溶胶固定氧化钛颗粒的方法中，由于在 包含通常在该方法中使用的聚硅氧烷的粘合剂组分，不具有光催化活性， 故整个薄膜的光催化活性因此而降低。另一个问题是，由于污染物易于被 粘合剂组分吸附，所以初期的防污性就低。在上述技术(iii)中，由于在烧制前薄膜中配位体的有机部分体积较大， 因此当薄膜被烧制而生成金属氧化物时，就会导致薄膜的体积收缩大。这 样产生的问题就是，薄膜和基体之间的粘附就会恶化，产生了剥落；即使 薄膜仍然吸附在基体上，也会在薄膜中形成许多裂紋。特别是，形成厚膜时，关于裂紋和粘附的问题会更显著。在上述技术(iv)中，由于无定形氧化钛不具有光催化性能，需要通过加 热使无定形的氧化钛结晶。但是由结晶获得的晶体成颗粒状，故薄膜和基 体之间的粘附性会损失，且会引起剥落和类似问题。尽管也有在过氧化钛 溶胶的薄膜上担载具有光催化性的颗粒，而且通过干燥固定这些颗粒的可 选方法，然而此方法很难提高薄膜的硬度和粘附强度。在上述技术(v)中，需要很多步骤才能得到鳞片状氧化钛的悬浮液。而 且，很难调节涂布液的分散性和湿润性，而这对于获得均匀薄膜是必不可 少的。此外，当薄膜形成在如钠4丐玻璃等的基体表面上的情况下，如果涂 布液涂覆于该基体表面上并在500。C或更高温度下烧制，而这个温度高于普 通钠钙玻璃的应变点和退火点，就可能会导致玻璃等的变形。在上述技术(vi)中，需要高度的真空(高真空，通常在10-4 Pa左右)，当装置尺寸增大时，很难保持这样的高真空。因此，难以在大面积的基体上 涂布。而且，蒸发材料需要有大量能量，此外，为了改善成膜性，多数情 况下也要对制膜的基体进行加热，故需要额外的巨大能量。另外，在基体 是复杂形状的情况下，在基体的"阴影"部分的制膜变得困难了。再次，在CVD的场合，涉及到化学反应，这就使得保持薄膜组成的均匀变得困难且要控制副产物。因此要求有非常复杂的控制手段。在考虑光催化剂在玻璃上的应用时，尽管作为建筑材料用光催化玻璃 已经商业可得，但是除了相对小型的制品如光催化镜子，却并不存在用于 汽车、火车等的车辆用光催化玻璃。如上所述，这是由于用传统技术形成 的光催化薄膜不具有充足的耐久性，并且因此这样的薄膜不能承受由清洗 刷和常用清洗车辆的工具所造成的摩擦。鉴于以上问题完成了本专利技术。本专利技术目的是提供一种涂布液，其在较 低的烧制温度下易于形成氧化钛薄膜，所得到的氧化钛薄膜没有裂紋和粘 附不良，且得到的氧化钛薄膜具有优异的防污性。本专利技术目的还提供氧化 钬薄膜的形成方法、氧化钛薄膜以及这种氧化钛薄膜覆盖的制品。解决问题的方法本申请的第一项专利技术涉及含有由化学式1表示的有机金属络合物的涂布液。化学式1中R^RS分别为下面(l)-(4)中的任一个(1) 由CnHhw表示的基团，其中n为等于或大于0的整数；(2) 由COOW表示的基团，其中119为由QnH加+,表示的基团且m为等 于或大于0的整数；("卤素原子；和5(4)CN或N02。使用本专利技术涂布液能在基体的表面上可以形成一种氧化钛薄膜。例如， 将本专利技术的涂布液涂布在基体表面上并干燥时， 一种含有有机金属络合物 的涂膜就形成在基体表面上。然后当涂膜被烧制时，上述有机金属络合物 就会受热分解，配位体消失，由此则形成由氧化钛制成的薄膜。使用本专利技术的涂布液形成的氧化钛薄膜上没有形成裂紋，且具有优异 的对基体的粘附性。而且由于没有形成裂紋，就可以增加氧化钛薄膜的厚 度。可以认为上述的没有裂紋形成的原因如下。即，有机金属络合物具有 平面结构，如从化学式1表示的分子结构可清楚地看出。由于具有平板结 构，故在将涂布液涂布在基体表面形成薄膜时，由于有机金属络合物分子 之间的相互作用，就形成了一种分子集合(堆积)结构以致于有机金属络合物子集合结构的形成。因此即使烧制时配位体消失，在平行于基体表面方向 上的体积收缩被认为受到了抑制，且裂紋和剥落的发生也被认为受到了抑制。而且，由通常使用的有机金属络合物形成金属氧化物薄膜时，会导致 裂紋和不良粘附，认为其原因如下。当金属原子形成络合物时，通过最外层的d-轨道形成键。而且所述键向正八面体的各个顶点延伸，其中金属原 子位于该八面体中心，配位体的取代基存在于所述键的每个前沿。这样， 一个普通的有机金属络合物就具有 一种以金属原子为中心的三维结构，例 如图5所示的分子结构。由此，当由有机金属络合物制成的薄膜被烧制、 且由于热分解配位体消失时，在三维方向上会产生较大的体积收缩。结果， 由于基体与薄膜的尺寸失配，产生了裂紋和剥落。此外，使用本专利技术的涂布液形成的氧化钛薄膜具有高的硬度。而且使 用本专利技术的涂布液形成的氧化钛薄膜是平滑且透明度高。因此，在例如氧 化钛薄膜形成在玻璃表面的情况下，可以保持玻璃的透明度。在氧化钛薄 膜形成在镜子表面时，可以保持镜子的反射性。此外，本专利技术的涂布液能形成具耐久性的氧化钛薄膜，即使该涂布液 不含有粘合剂。由于所形成薄膜中的氧化钛浓度没有被粘合剂所稀释，氧 化钛的作用(例如，在紫外辐射波长范围的光催化作用)较大。再次，由于本专利技术涂布液是稳定的，该涂布液能够长期保存。 上述化学式1表示的有机金属络合物可以是，例如邻苯二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂布液，其含有由化学式１表示的有机金属络合物，　化学式１：　＊＊＊　其中Ｒ↑［１］－Ｒ↑［８］分别为下列（１）－（４）中的任一个：　（１）由Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ＋１］表示的基团，其中ｎ为等于或大于０的整数；（２）由ＣＯＯＲ↑［９］表示的基团，其中Ｒ↑［９］为由Ｃ↓［ｍ］Ｈ↓［２ｍ＋１］表示的基团且ｍ为等于或大于０的整数；　（３）卤素原子；和　（４）ＣＮ或ＮＯ↓［２］。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗科多尼尔，志知哲也，沼田贵史，胜又健一，仲村亮正，胜又靖博，小峰辉男，雨宫健一郎，藤嶋昭，
申请(专利权)人：东海旅客铁道株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]