[发明专利]新颖组合物和相关方法、涂料和物件

说明书

相关申请案交叉参考

本申请案与先前提出申请的临时专利申请案第60/981,263号有关且主张其优先权，所述临时专利申请案在2007年10月19日提出申请并且以引用方式并入本文中。

关于联邦资助研究的声明

本发明是在由退伍军人事务部(Department of Veterans Affairs)授予的V00241P-00445和V650P-3955的资助下在政府支持下进行。政府对本发明拥有一定的权利。

技术领域

本发明涉及新颖组合物以及相关方法、涂料和物件。

背景技术

钛氧化物是一种金属氧化物半导体，其在高于其带隙的光子能量照射时分别在导带和价带中产生电子和电洞。所述光生电子和电洞能够与表面吸附物质(例如，水和氧)结合而形成高度反应性的自由基物质，例如羟基自由基(^·OH)和过氧化物阴离子(O₂^·-)。所述反应性物质具有强氧化力，并且能够氧化大多数有机化合物。因此，所述反应性物质的存在可使钛氧化物颗粒的表面具有光催化活性。反应性物质通常仅在钛氧化物被紫外光(例如，具有小于380nm的波长)照射时产生。

发明内容

本发明涉及新颖组合物以及相关方法、涂料和物件。

一方面，本发明的特征在于包括以下的方法：将含有聚合物和金属氧化物前体的组合物施加至物体表面上，并在将所述组合物施加至所述物体表面上之后，自所述金属氧化物前体形成金属氧化物。

另一方面，本发明的特征在于包括以下的方法：自含有聚合物和金属氧化物前体的组合物中的所述金属氧化物前体形成金属氧化物，此通过将所述金属氧化物前体暴露于具有约40％至约70％的湿度水平的气体达至少约1小时来实施。

另一方面，本发明的特征在于包括以下的方法：自含有聚合物和金属氧化物前体的组合物中的所述金属氧化物前体形成金属氧化物，此通过将所述金属氧化物前体暴露于具有约40％至约70％的湿度水平的气体并使所述金属氧化物前体实质上仅与存在于所述气体中的水、酸和碱接触来实施。

另一方面，本发明的特征在于通过上文方法制备的物件。

另一方面，本发明的特征在于包括聚合物和金属氧化物的组合物，其中所述组合物在自约380nm至约1,200nm的波长下具有最大吸收峰。

另一方面，本发明的特征在于包括聚合物和金属氧化物的组合物，其中在用具有自约380nm至约1,200nm的波长的光辐照所述组合物约1小时后，所述组合物使亚甲蓝溶液在664nm下的光密度降低至少约20％。

又一方面，本发明的特征在于包括物体和由所述物体的表面支撑的涂层的物件。所述涂层包括聚合物和金属氧化物前体。所述金属氧化物前体占所述金属氧化物前体与所述聚合物的总体积的约50％至约99％。

实施例可包括以下特征中的一或多个特征。

在一些实施例中，自金属氧化物前体形成金属氧化物包括使所述金属氧化物前体水解。

在一些实施例中，自金属氧化物前体形成金属氧化物是在不高于约45℃(例如，不高于约30℃)的温度下实施。

在一些实施例中，自金属氧化物前体形成金属氧化物实施至少约1小时。

在一些实施例中，自金属氧化物前体形成金属氧化物包括将所述组合物暴露于具有约40％至约70％的湿度水平的气体并使所述金属氧化物前体实质上仅与存在于所述气体中的水、酸和碱接触。

在一些实施例中，所述气体包括空气。

在一些实施例中，所述金属氧化物前体包括金属醇盐、金属二酮酸盐或金属盐。例如，所述金属氧化物前体可包括钛醇盐、钒醇盐、锌醇盐、锆醇盐、银醇盐或钽醇盐。

在一些实施例中，所述金属氧化物前体包括四异丙醇钛或三丙醇氧化钒。

在一些实施例中，所述金属氧化物包括钛氧化物、钒氧化物、锌氧化物、锆氧化物、银氧化物或钽氧化物。

在一些实施例中，所述聚合物包括聚硅氧烷、聚氨酯、聚(环氧乙烷)、聚丙烯酰胺、多肽、多糖、或其组合或共聚物。例如，所述聚合物可包括聚(二甲基硅氧烷)，例如官能化的聚(二甲基硅氧烷)。在某些实施例中，所述官能化的聚(二甲基硅氧烷)的至少一部分在自所述金属氧化物前体形成所述金属氧化物时交联。

在一些实施例中，所述金属氧化物前体占所述金属氧化物前体与所述聚合物的总体积的约50％至约99％(例如，约60％至约97％)。