[发明专利]施加光催化分散体的方法和制板方法

说明书

本公开涉及在纸(2)上施加光催化分散体(10)的方法，其包括用热固性树脂浸渍纸(2)，干燥所述树脂浸渍纸(2)，在所述干燥的树脂浸渍纸(2)上施加包含光催化纳米粒子和抗光致灰化添加剂的光催化分散体(10)，和干燥所述具有施加在其上的光催化分散体(10)的树脂浸渍纸(2)。本公开还涉及制板方法，其包括所述施加光催化分散体的方法。

发明领域

本发明涉及在纸上施加光催化分散体的方法和这样的光催化分散体。

技术背景

光催化材料，如TiO₂在许多用途中用于获得自洁和空气清洁性质。使用光催化材料的最大障碍是扩大规模以进行大型工业生产，例如如何以经济的方式和以可集成到现有生产工艺中的方式将光催化材料施加到基底上。

用树脂浸渍纸，如装饰纸和贴面纸(overlay paper)的方法是公知方法。这些纸适用于形成例如建筑板，如地板、壁板、天花板、家具部件等的层压表面。

WO 2009/062516描述了用包含光催化纳米粒子的浸渍液浸渍未浸渍的纸和此后用聚合物树脂浸渍该纸的方法。此文献还公开了用包含纳米粒子的聚合物树脂组合物一步浸渍纸的方法。但是，这些方法已证实难以包括在现有浸渍生产线中。还已证实在用包含纳米粒子的聚合物树脂组合物一步浸渍时难以避免光致灰化(photogreying)的问题。

WO 2011/0938785描述了在刚用树脂浸渍的板上在未固化和湿状态下喷涂施加光催化纳米粒子的方法。这种方法已证实难以包括在现有浸渍生产线中。

此外，缺乏长时间保存的具有持久性能的材料和涂料。在例如建筑材料中使用光催化活性TiO₂的一个缺点是缺乏色牢度和在暴露于光时的变色。在纸和层压工业中，TiO₂是常用颜料，但需要没有或具有降低的光催化活性的特殊等级的TiO₂，因为光催化性TiO₂在暴露于光时光致灰化。光致灰化是装饰品和纸工业中所用的颜料TiO₂的重要品质特性，且光致灰化具有重大实践意义，因为其影响产品，如漆、聚合物和化妆品的颜色。

在暴露于光时TiO₂的颜色从白色变成深紫色时表现出光致灰化。已经表明，在不存在氧的情况下在照射过程中由TiO₂的还原(可能从Ti⁴⁺到Ti³⁺)造成光致灰化。

可以通过检查TiO₂的光催化性质来解释光致灰化过程，这显示在图1中。当用波长短于带隙的光照射TiO₂时，吸收的光子可生成电子/空穴对。通常，电子在导带中移向表面，在此发生还原。在大多数情况下，氧被电子还原。在低氧环境中，例如在三聚氰胺甲醛树脂基质或另一类型的氨基树脂中，电子无法被氧吸收并移向Ti中心和产生Ti³⁺中心。Ti³⁺中心是紫/蓝色的并造成该产品的蓝色调。这一机制被称作光致灰化。在例如层压材料中，三聚氰胺甲醛树脂的高聚合度和密度使来自周围环境的氧和水分的扩散极慢且灰色Ti³⁺离子氧化成白色Ti⁴⁺离子变慢。但是，Ti⁴⁺光还原成Ti³⁺是快速的，因此层压板和面板变灰。层压板和面板的另一重要方面是在固化过程中释放甲醛。甲醛已知是强还原剂且基质中的甲醛可降低氧的总分压和增强光致灰化。当层压板和面板储存在暗处时，光催化还原步骤受到抑制，并在数天直至数周内，缓慢氧化步骤使面板变回原始颜色。

光致灰化过程可逆且氧已知逆转光致灰化过程，但从深紫色向原始颜色的改变比逆反应慢得多。