SK288295B6 - Multifunkčný náter s fotokatalytickým a sanitárnym efektom a spôsob jeho prípravy - Google Patents

Multifunkčný náter s fotokatalytickým a sanitárnym efektom a spôsob jeho prípravy Download PDF

Info

Publication number
SK288295B6
SK288295B6 SK50024-2010A SK500242010A SK288295B6 SK 288295 B6 SK288295 B6 SK 288295B6 SK 500242010 A SK500242010 A SK 500242010A SK 288295 B6 SK288295 B6 SK 288295B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
component
tio
nanoparticles
coating
mixture
Prior art date
Application number
SK50024-2010A
Other languages
English (en)
Other versions
SK500242010A3 (sk
Inventor
Jan Procházka
Original Assignee
Advanced Materials - Jtj S. R. O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40560225&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=SK288295(B6) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Advanced Materials - Jtj S. R. O. filed Critical Advanced Materials - Jtj S. R. O.
Publication of SK500242010A3 publication Critical patent/SK500242010A3/sk
Publication of SK288295B6 publication Critical patent/SK288295B6/sk

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10—Coating or impregnating
    • C04B20/1055—Coating or impregnating with inorganic materials
    • C04B20/1059—Pigments or precursors thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/39—Photocatalytic properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/30—Oxides other than silica
    • C04B14/305—Titanium oxide, e.g. titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
    • C04B41/5041—Titanium oxide or titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/60—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only artificial stone
    • C04B41/61—Coating or impregnation
    • C04B41/65—Coating or impregnation with inorganic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/60—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only artificial stone
    • C04B41/61—Coating or impregnation
    • C04B41/70—Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00482—Coating or impregnation materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0081—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as catalysts or catalyst carriers
    • C04B2111/00827—Photocatalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/2092—Resistance against biological degradation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Multifunkčný náter je tvorený vysokoporéznou anorganickou hmotou, na povrchu ktorej sú zachytené nanočastice TiO2. Táto vysokoporézna hmota vzniká spoločnou reakciou najmenej dvoch zložiek v prítomnosti inertných TiO2 nanočastíc pri teplote od 10 do 50 °C, pričom prvá zložka je nerozpustná zlúčenina vápnika a druhá zložka je vo vode rozpustný síran vybraný zo skupiny tvorenej síranom meďnatým, síranom zinočnatým, síranom striebra alebo ich zmesou, obsah TiO2 v nátere je 5 až 90 % hmotn. a hrúbka fotokatalytickej náterovej vrstvy je 0,1 až 100 mikrometrov. Spôsob jeho prípravy spočíva v tom, že sa na ošetrovanú plochu nanesie prvá zložka obsahujúca vodnú suspenziu nerozpustnej zlúčeniny vápnika a potom sa nanesie zmes suspendovaných nanočastíc TiO2 vo vodnom roztoku druhej zložky alebo sa nanesie prvá zložka obsahujúca vodnú suspenziu nerozpustnej zlúčeniny vápnika a suspendovaných nanočastíc TiO2 a potom sa nanesie vodný roztok druhej zložky, alebo sa reakčná zmes všetkých zložiek a nanočastíc TiO2 zmieša a nanesie naraz.

Description

Oblasť techniky
Vynález sa týka multifunkčného náteru s fotokatalytickým a sanitárnym efektom na báze nanočastíc TiO2 a spôsobu jeho nanášania na stenu, na existujúce nátery a na stavebné materiály. Vzniknuté viacfunkčné nátery sú schopné zabezpečiť kryciu, čistiacu, sanitárnu, antibaktériálnu, protiplesňovú, fotokatalytickú funkciu a ďalšie funkcie.
Doterajší stav techniky
S používaním moderných plastov a systémov klimatizácie budov narastá nutnosť odstránenia ich vedľajších účinkov, predovšetkým uvoľňovania nežiaducich aldehydov a približne ďalších dvesto látok organického charakteru a zabránenia šírenia infekcií rozvodom klimatizácie po celej budove.
Základná funkcia náterov farieb a pigmentov vždy spočívala v ich krycej schopnosti a farebnosti. Postupne však narastajú pokusy dať náterom i ďalšie funkcie. Jedným z historicky prvých náterov bolo pravdepodobne hasené vápno, ktoré v čerstvej forme spĺňalo funkciu bieleho pigmentu a tiež malo aj funkciu sanitárnu. V poslednom čase sa teší značnej obľube použitie fundamentálneho efektu fotokatalýzy nanočastíc TiO2. Hoci bola účinnosť fotokatalýzy TiO2 dobre preskúmaná, problémy s aplikáciou TiO2 do fotoaktívnej náterovej hmoty zatiaľ neboli uspokojivo vyriešené.
Pri primiešaní nanočastíc TiO2 do silikátových anorganických farieb dôjde typicky k obaleniu povrchu nanočastíc oxidom kremíka a tak k odblokovaniu požadovanej fotokatalýzy. V pigmentovom priemysle je tento spôsob SiO2 povrchovej úpravy TiO2 pigmentových častíc už takmer storočie používaný na zníženie fotokatalytického efektu a zabránenie tzv. kriedovaniu maľby, ktoré je fotokatalýzou spôsobené. Fotokatalytický efekt je v takýchto produktoch v najlepšom prípade zvyškový, dosahujúci percentá až desatiny percent hodnôt čistého povrchu TiO2. Tieto kompozície zvyčajne využívajú výhody v zmene reológie farby vplyvom nanočastíc skôr než fotokatalýzy.
Druhý najčastejší spôsob inkorporácie nanočastíc TiO2 do kompozície náterovej farby je ich priame vmiešanie do akrylátovej farby. Problém tohto riešenia spočíva vo fotokatalytickej agresivite TiO2 nanočastíc, ktoré fotochemický rozloží a doslova spáli okolitý organický akrylát. Výsledkom toho je silné kriedovanie a zároveň žltnutie takéhoto náteru.
Použitie nanočastíc TiO2 v kompozícii farby na báze silikónov je opäť limitované, pretože silikóny podobne ako silikáty efektívne blokujú povrch TiO2, a tým aj fotokatalýzu.
Bežná nie je ani cenovo veľmi náročná priama aplikácia suspenzie soľ - gél pripravených nanočastíc TiO2 priamo na plochu. Tento typ soľ - gél pripraveného nástreku je používaný v hrúbke náteru okolo 50 nm, ktorý je schopný sa udržať na stene elektrostaticky. Táto technika má svoje limity jednak v kryštálovej čistote soľ - gél pripraveného TiO2 a typickej kyslosti podkladu, jednak využíva len nepatrné časti skutočne použiteľného množstva TiO2.
V doteraz známych náteroch s fotokatalytickým účinkom na báze nanočastíc TiO2 dochádza k obaleniu nanočastíc TiO2 niektorou z kompozícií náterovej hmoty, a tým i k utlmeniu jeho katalytických schopností likvidovať organické látky, najmä splodiny fajčenia či niektorých rozpúšťadiel, napríklad aldehydov, ktorých zdrojom sú plasty, nový nábytok a podobne.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody odstraňuje multifunkčný náter s fotokatalytickým a sanitárnym efektom na báze nanočastíc TiO2, ktorý podľa vynálezu spočíva v tom, že je tvorený vysokoporéznou anorganickou hmotou vytvorenou chemickou reakciou najmenej dvoch zložiek, na ktorých povrchu sú zachytené nanočastice TiO2 pri teplote od 10 do 50 °C, pričom prvá zložka je nerozpustná zlúčenina vápnika a druhá zložka je vo vode rozpustný síran. Nerozpustný síran je vybraný zo skupiny tvorenej síranom meďnatým, síranom zinočnatým, síranom striebra alebo ich zmesou. Obsah TiO2 v nátere je 5 až 90 % hmotn. a hrúbka fotokatalytickej náterovej vrstvy je 1,0 až 100 mikrometrov.
Nerozpustná zlúčenina vápnika je vybraná zo skupiny tvorenej nanouhličitanom vápenatým, vápnom, hydroxidom vápenatým alebo ich zmesou. Multifunkčný náter obsahuje 3 až 80 % nanouhličitanom vápenatého.
Hmotnostný pomer druhej zložky - síranu, k prvej zložke - nerozpustnej zlúčenine vápnika, je výhodne 0,1 : 1 až 10: 1.
Pri príprave náteru sa na ošetrovanú plochu nanesie prvá zložka obsahujúca vodnú suspenziu nerozpustnej zlúčeniny vápnika, a potom sa nanesie zmes suspendovaných nanočastíc TiO2 vo vodnom roztoku druhej zložky, alebo sa nanesie už zreagovaná zmes prvej zložky obsahujúcej vodnú suspenziu nerozpustnej zlúče2 niny vápnika s druhou zložkou a suspendovanými nanočasticami TiO2.
Na ošetrovanú plochu možno tiež naniesť prvú zložku, ktorá obsahuje vodnú suspenziu rozpustnej zlúčeniny vápnika a suspendovaných nanočastíc TiO2, a potom sa nanesie vodný roztok druhej zložky.
Na plochy bohaté na nerozpustné zlúčeniny vápnika, najmä štukované plochy a betón, sa nanesie len suspenzia nanočastíc TiO2 vo vodnom roztoku druhej zložky.
Náterová hmota na prípravu multifunkčného náteru výhodne obsahuje suspenziu reakčnej zmesi prvej zložky, druhej zložky a TiO2 nanočastíc vo vode.
Náterová hmota na prípravu multifunkčného náteru na plochy bohaté na nerozpustné zlúčeniny vápnika, najmä štukované plochy a betón obsahuje len suspenziu nanočastíc TiO2 vo vodnom roztoku druhej zložky.
Výhodne multifunkčný náter obsahuje 3 až 80 % hmotn. nanouhličitanu vápenatého.
Multifunkčný náter sa nanáša preferenčne na strop miestnosti, kde je vďaka cirkulácii vzduchu najúčinnejší. Na zvýšenie účinnosti odstraňovania rôznych pachov, najmä z kúrenia a varenia, možno zvýšiť turbulenciu vzduchu pri strope inštaláciou vetrákov na strop a ožarovaním stropu UV lampou.
Čistenie náteru a obnova jeho funkcie sa uskutočňuje občasným osvetlením zdrojom intenzívneho UV žiarenia.
Pri navrhovanom spôsobe nanášania podľa vynálezu vzniká porézna anorganická hmota s funkciou spojiva, ktoré neblokuje fotokatalýzu TiO2 nanočastíc. Okrem spojivej anorganickej štruktúry zároveň vo vedľajšej reakcii vznikajú ďalšie aktívne látky vo forme anorganických nanočastíc, ktoré podľa výberu reakčných Činidiel zabezpečujú ďalšie funkcie náteru. Nástrek možno urobiť buď formou reagujúcej kompozície, kde sú už všetky zložky prítomné v suspenzii, alebo v dvoch až troch krokoch, kedy sa jedna časť reaktívnej kompozície depozituje na povrch a na ňu sa nanesie TiO2 s ostatnými reakčnými činidlami. Tiež možno TiO2 naniesť v kombinácii s prvou reaktívnou zložkou na povrch a prestriekať alebo pretrieť ostatnými reakčnými činidlami.
Ako prvú zložku náteru možno výhodne použiť nanočastice uhličitanu vápenatého - CaCO3 (obr. 1B), ktoré sú do určitej miery zastupiteľné hrubším CaCO3, vápnom - CaO, alebo výhodnejšie haseným vápnom Ca(OH)2. Ako druhá zložka sú používané vo vode rozpustné sírany kovov, a to hlavne CuSO4, Ag2SO4 a ZnSO4, ktoré podvojnou reakciou s nanouhličitanom vápenatým poskytujú popri poréznej ihlovitej, vláknitej alebo doštičkovej štruktúre sadrovca - CaSO4.2H2O, tiež veľmi aktívne nanočastice oxidov a hydrátovaných oxidov s vysokoporéznym povrchom a veľmi vysokými antibakteriálnymi vlastnosťami.
Na obrázkoch 2A, B, C je zobrazená morfológia týchto materiálov vzniknutých reakciou síranov s nanouhličitanom vápenatým. Hoci vzniknuté nátery nemajú úplne presne definovanú chemickú kompozíciu, ich príprava je konzistentne reprodukovateľná a funkcia jednotlivých zložiek zrejmá.
Na základe vykonaných antibaktériálnych a fotokatalytických testov sa možno domnievať, že funkcia nanočastíc na báze zinku, vzniknutých reakciou nanouhličitanu vápenatého, spočíva predovšetkým v schopnosti vytvárať silne antib aktéri álne prostredie a navyše zabraňuje šíreniu napríklad sneti a kvasiniek. Táto funkcia je silnejšia za prítomnosti svetla. Táto disproporcia môže byť spôsobená fotokatalytickou povahou ZnO.
Fotokatalytický efekt nanočastíc TiO2 umiestnených na povrchu pórovitej štruktúry hmoty vzniknutej reakciou nerozpustných zlúčenín vápnika so síranmi spôsobuje rozklad organických látok na svojom povrchu a zabezpečuje s tým súvisiacu funkciu náteru na odstraňovanie pachov a jeho antibakteriálnych vlastností.
Funkcia nanočastíc na báze medi, vzniknutých reakciou nanouhličitanu vápenatého, spočíva predovšetkým v ich protiplesúovej aktivite a antibakteriálnych vlastnostiach a ich prítomnosť v nátere je žiaduca na miestach, kde je potrebné zabrániť plesniam.
Funkcia nanočastíc na báze striebra, vzniknutých v reakcii s nanouhličitanom vápenatým opäť spočíva v ich antibakteriálnych vlastnostiach, ktoré možno výhodne využiť na zle osvetlených miestach a v noci, keď antibakteriálna aktivita fotokatalytického TiO2 neposkytuje dostatočný účinok.
Požadované vlastnosti a účinky náterov podľa vynálezu sa dajú v určitej miere modifikovať zložením a koncentračným pomerom jednotlivých zložiek či už vzniknutých in situ, v niekoľkých krokoch alebo zmiešaním všetkých komponentov dohromady a ich nánosom na konkrétnu plochu.
Pre spomínané funkcie je podstatný vznik poréznej štruktúry čiastočne zloženej z vedľajšieho produktu reakcie síranov s nanouhličitanom vápenatým - sadrovcom, ktorého kryštály preväzujú vrstvu náteru bez toho, aby obaľovali TiO2 a ďalšie vzniknuté aktívne látky vo forme zhlukov nanočastíc.
Na obrázku 2 D je znázornená štruktúra veľkých kryštálov sadrovca získaného reakciou zložiek pri teplote varu a do nej zabudovaných zhlukov nanočastíc na báze zinku a TiO2. Teplota hrá pri príprave týchto náterov dôležitú úlohu a všeobecne najvýhodnejšie je pohybovať sa tak pri príprave, ako aj pri nánose na plochu v rozmedzí od 10 do 50 °C. Pri nižšej teplote vzniká jemnejšia štruktúra, ale viditeľne sa spomaľuje reakcia jednotlivých zložiek.
Správna kompozícia náteru obsahuje dostatočné množstvo reakčných látok po prvé na zabezpečenie požadovaných funkcií, po druhé na vytvorenie poréznej spojivej štruktúry, predovšetkým na báze sadrovca. Obsah nanouhličitanu vápenatého, potenciálne zastupiteľného vápnom, by mal byť v nátere väčší ako 3 % hmotn. a nemal by byť vyšší ako 80 % hmotn. Optimálne sa množstvo nanouhličitanu vápenatého v nátere pohybuje medzi 20 až 50 % hmotn.
Množstvo reakčných látok na síranovej báze na reakciu s nanouhličitanom vápenatým by sa malo pohybovať v pomere 0,1 : 1 až 10 : 1 podľa povahy povrchu, na ktorý sa náter aplikuje.
Na odstraňovanie zápachov a likvidáciu organických látok je vhodný obsah TiO2 v nátere 10 až 90 % hmotn. Jeho optimálny obsah je 50 až 80 % hmotn.
Hrúbka náteru potrebná na zabezpečenie jednotlivých funkcií sa pohybuje od 0,1 do 100 mikrometrov. Na zabezpečenie fotokatalytickej funkcie náteru je potrebná hrúbka 1 až 10 mikrometrov, optimálne 2 až 5 mikrometrov.
Multifunkčný náter podľa vynálezu opisuje vzhľad a zloženie náteru a rieši nanášanie čistiacich a sanitárnych náterov, založených na použití nanočastíc TiO2 v kombinácii s reaktívnymi zložkami, ktoré po zmiešaní poskytujú anorganickú vysokoporéznu hmotu zachytávajúcu na svojom povrchu nanočastice TiO2 bez utlmenia ich fotokatalytického efektu. Tieto reaktívne zložky navyše počas reakcie vytvárajú ďalšie aktívne látky, ktoré dávajú multifunkčným náterom ich požadované vlastnosti, konkrétne antivírový a antibaktériálny efekt, fotokatalytickú účinnosť, rozkladajúce organické látky a čistiace vzduch, prípadne s protiplesňovým a protisneťovým efektom.
Účinnosť náteru sa dá niekoľkonásobne zvýšiť zabezpečením turbulentného prostredia a vysokou intenzitou svetla, napr. montážou svetla s vetrákom a black light žiarivkou na strop. Občasné osvetlenie náteru zdrojom intenzívneho UV žiarenia sa používa na jeho čistenie a obnovu funkcie.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Na obrázku 1 sú znázornené snímky z elektrónového mikroskopu (SEM):
A) Nanočastice TiO2 - nereaktívna súčasť náteru sprostredkujúca fotokatalytickú funkciu
B) Nanočastice CaCO ? - reakčná zložka náteru
Na obrázku 2 sú znázornené snímky z elektrónového mikroskopu (SEM):
A) Nanočastice aktívnej zložky na báze medi, vzniknuté reakciou nanouhličitanu vápenatého (CaCO3) s CuSO4
B) Nanočastice aktívnej zložky na báze striebra, vzniknuté reakciou nanouhličitanu vápenatého (CaCO3) s Ag2SO4
C) Nanočastice aktívnej zložky na báze zinku, vzniknuté reakciou nanouhličitanu vápenatého (CaCO3) s ZnSO4
D) Zmes nanočastíc TiO2 a aktívnej zložky na báze zinku, vzniknutá po reakcii s nan-uhličitanom vápenatým (CaCO3) zainkorporovaná do poréznej štruktúry sadrovca, ktorá tiež vznikla reakciou nano-uhličitanu vápenatého s ZnSO4 pri zvýšenej teplote (100 °C).
Na obrázku 3 je znázornená snímka multifunkčného náteru nasnímaná elektrónovým mikroskopom (SEM), obsahujúceho nanočastice TiO2 vbudované do štruktúry vzniknutej reakciou nanouhličitanu vápenatého s 2,5 % hmotn. roztokom ZnSO4.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Nasledujúce príklady ilustrujú, ale v nijakom prípade nelimitujú prezentovaný vynález.
Príklad 1.
Na stenu s existujúcim akrylovým náterom bola v prvom kroku nanesená vrstva z vodnej suspenzie zmesi nanoCaCO3 a haseného vápna - Ca(OH)2, v hmotnostnom pomere 9:1. Suspenzia obsahovala 20 % hmotn. týchto dvoch látok. Takto bol vytvorený reaktívny základ pre druhú zložku kompozitného náteru. Po zaschnutí, ako druhý krok, bola na povrch nastriekaná suspenzia obsahujúca 7 % hmotn. nanočastíc TiO2 v 2,5 % hmotn. roztoku ZnSO4. Prakticky inertný TiO2 sa v žiadnej reakcii neuplatňuje a je následne vbudovaný do vláknitej štruktúry vzniknutej zreagovaním zmesi nanouhličitanu vápenatého a vápna so ZnSO4. Vzniknutý náter je zobrazený na obrázku 3. Napriek tomu, že presné zloženie takto vzniknutého výsledného náteru nie je presne známe, možno predpokladať, že ide o odhalené zhluky nanočastíc TiO2, mechanicky zachytených v štruktúre zloženej zo zmesi nanočastíc oxidu zinočnatého, hydratovaného oxidu zinočnatého, uhličitanu zinočnatého, čiastočne nezreagovaných zvyškov CaCO3 a CaO a sadrovca - CaSO4.2H2O. Táto 5 mikrometrov hrubá vrstva vykazuje pri dennom svetle minimálne štyrikrát rýchlejšie vyčistenie vzduchu od kontaminácie dymom z jednej cigarety ako referenčná miestnosť. Celkovo pach z cigarety sa celkom stratí v tejto miestnosti po 20 minútach a nezanecháva žiadne zatuchliny na rozdiel od referenčnej miestnosti.
Antib aktéri álna funkcia tohto povrchu za denného svetla vykazuje okamžité zabitie všetkých kontaminovaných baktérií v porovnaní s referenčným akrylovým náterom, kde ani po 4 hodinách nedošlo k úplnému uhynutiu baktérií E. Coli.
Príklad 2.
Na štukovaný povrch bola v prvom kroku nanesená vrstva z vodnej suspenzie zmesi nanočastíc CaCO3 a nanočastíc TiO2 v hmotnostnom pomere 1:1. Suspenzia obsahovala 10 % hmotn. týchto dvoch látok. Takto bol vytvorený reaktívny základ pre druhú zložku kompozitného náteru. Po zaschnutí vrstvy bol na povrch nastriekaný 5 % hmotn. roztok ZnSO4. Podobne ako v prvom prípade, inertný TiO2 bol po zaschnutí náteru vbudovaný do poréznej vláknitej štruktúry vzniknutej zreagovaním zmesi nanouhličitanu vápenatého a ZnSO4. Vzniknutý náter vykazuje pri dennom svetle podobnú aktivitu pri odstraňovaní zápachov ako v príklade 1.
Príklad 3.
Do desiatich litrov studenej vodnej suspenzie obsahujúcej 1 kg nanouhličitanu vápenatého a 1 kg nanočastíc TiO2 bolo za intenzívneho miešania pridaných 10 litrov roztoku obsahujúceho 0,9 kg síranu zinočnatého a 5 gramov síranu strieborného. Pomaly reagujúca zmes bola počas niekoľkých hodín nanesená valčekom na steny s existujúcim akrylátovým náterom. Po úplnom zaschnutí vznikol porézny ľotokatalytický náter s hrúbkou okolo 10 mikrometrov so značne zvýšenou antibaktériálnou funkciou, aktívnou i za neprítomnosti svetla.
Príklad 4.
Pripravil sa liter studenej vodnej suspenzie obsahujúcej 0,07 kg nanouhličitanu vápenatého a 0,1 kg nanočastíc TiO2. Separátne boli pripravené aktívne zložky vil vodnej suspenzie reakciou 0,1 kg CuSO4 a 5 gramov AgNO3 s 0,2 kg nanouhličitanu vápenatého. Za intenzívneho miešania boli obe suspenzie zmiešané a bol pridaný 1 1 roztoku obsahujúci 0,1 kg síranu zinočnatého. Vzniknutá zmes bola mierne nariedená vodou a nanesená štetcom na plochu. Po úplnom zaschnutí vznikol porézny multifunkčný náter s hrúbkou okolo 50 mikrometrov.
Príklad 5.
Na betónový povrch bola nastriekaná vrstva z vodnej suspenzie obsahujúcej 7 % hmotn. nanočastíc TiO2 v 10 % roztoku ZnSO4. Nanočastice TiO2 boli po zaschnutí náteru vbudované do poréznej vláknitej štruktúry vzniknutej zreagovaním vápenatých zložiek betónu a ZnSO4. Vzniknutý náter vykazuje veľmi dobrú fotokatalytickú aktivitu, likviduje lišajníky, riasy a ďalšie mikroorganizmy, ktoré spôsobujú zvetrávanie betónu a počas minimálne jedného roku udrží povrch bez týchto organizmov.
Priemyselná využiteľnosť
Multifunkčné nátery sú využiteľné ako sanitárne nátery v nemocniciach, biolaboratóriách, úradoch a obytných domoch, najmä v miestnostiach pre alergikov, a na odstraňovanie nepríjemných pachov z miestností a prevádzok, napríklad v reštauráciách. Tieto nátery sú vhodné i na plochy čistiace vzduch od exhalátov automobilov, napríklad na vonkajšie fasády domov, betónové cestné zvukové bariéry a pod. Výhodne sú použiteľné v živočíšnej výrobe na zníženie rizika infekčných chorôb a epidémií u chovov.

Claims (10)

1. Multifunkčný náter s fotokatalytickým a sanitárnym efektom na báze nanočastíc TiO2, vyznačujúci sa tým, že je tvorený vysokoporéznou anorganickou hmotou vzniknutou spoločnou reakciou najmenej dvoch zložiek, na ktorých povrchu sú zachytené nanočastice TiO2, pričom prvá zložka je nerozpustná zlúčenina vápnika a druhá zložka je vo vode rozpustný síran.
2. Multifunkčný náter podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že nerozpustná zlúčenina vápnika je vybraná zo skupiny tvorenej nanouhličitanom vápenatým, vápnom, hydroxidom vápenatým alebo ich zmesou.
3. Multifunkčný náter podľa nároku la 2, vyznačujúci sa tým, že rozpustný síran je vybraný zo skupiny tvorenej síranom meďnatým, síranom zinočnatým, síranom striebra alebo ich zmesou.
4. Multifunkčný náter podľa nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že obsahuje 5 až 90 % hmotn. TiO2, a hrúbku fotokatalytickej náterovej vrstvy 1,0 až 100 mikrometrov.
5. Multifunkčný náter podľa nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že hmotnostný pomer druhej zložky - síranu, k prvej zložke - nerozpustnej zlúčenine vápnika, j e 0,1 : 1 až 10: 1.
6. Multifunkčný náter podľa nárokov la 2, vyznačujúci sa tým, že obsahuje 3 až 80 % hmotn. nanouhličitanu vápenatého.
7. Spôsob prípravy multifunkčného náteru podľa nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že sa na ošetrovanú plochu nanesie prvá zložka obsahujúca vodnú suspenziu nerozpustnej zlúčeniny vápnika, a potom sa nanesie zmes suspendovaných nanočastíc TiO2 vo vodnom roztoku druhej zložky.
5
8. Spôsob prípravy multifunkčného náteru podľa nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že sa na ošetrovanú plochu súčasne nanesie zmes prvej zložky obsahujúcej vodnú suspenziu nerozpustnej zlúčeniny vápnika s druhou zložkou a suspendovanými nanočasticami TiO2.
9. Spôsob prípravy multifunkčného náteru podľa nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že sa na ošetrovanú plochu nanesie prvá zložka obsahujúca vodnú suspenziu nerozpustnej zlúčeniny vápnika a
10 suspendovaných nanočastíc TiO2, a potom sa nanesie vodný roztok druhej zložky.
SK50024-2010A 2007-12-11 2008-12-08 Multifunkčný náter s fotokatalytickým a sanitárnym efektom a spôsob jeho prípravy SK288295B6 (sk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20070865A CZ2007865A3 (cs) 2007-12-11 2007-12-11 Multifunkcní náter s fotokatalytickým a sanitárním efektem a zpusob jeho prípravy
PCT/CZ2008/000146 WO2009074120A2 (en) 2007-12-11 2008-12-08 Multifunctional photocatalytic and sanitary paints and the method of application thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK500242010A3 SK500242010A3 (sk) 2010-11-08
SK288295B6 true SK288295B6 (sk) 2015-08-04

Family

ID=40560225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK50024-2010A SK288295B6 (sk) 2007-12-11 2008-12-08 Multifunkčný náter s fotokatalytickým a sanitárnym efektom a spôsob jeho prípravy

Country Status (19)

Country Link
US (1) US8647565B2 (sk)
EP (1) EP2235118B1 (sk)
JP (1) JP5618207B2 (sk)
CN (1) CN101896559B (sk)
CA (1) CA2707319C (sk)
CY (1) CY1119270T1 (sk)
CZ (1) CZ2007865A3 (sk)
DK (1) DK2235118T3 (sk)
ES (1) ES2633450T3 (sk)
HK (1) HK1149044A1 (sk)
HR (1) HRP20171009T1 (sk)
HU (1) HUE033953T2 (sk)
LT (1) LT2235118T (sk)
PL (1) PL2235118T3 (sk)
PT (1) PT2235118T (sk)
SI (1) SI2235118T1 (sk)
SK (1) SK288295B6 (sk)
WO (1) WO2009074120A2 (sk)
ZA (1) ZA201004416B (sk)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ2008209A3 (cs) * 2008-04-03 2009-10-14 Rokospol A.S. Náterová a/nebo stavební hmota k úprave predmetu a staveb s fotokatalytickým a samocisticím úcinkem
CZ2011397A3 (cs) * 2011-06-30 2012-08-15 Advanced Materials-Jtj, S.R.O. Prostredek pro úpravu povrchu s vysoce fotokatalytickým a sanitárním efektem
CN102614543B (zh) * 2012-04-12 2014-04-30 河南舒莱卫生用品有限公司 一种卫生巾用抗菌材料及含有抗菌材料卫生巾的制备方法
JP2018502718A (ja) * 2014-11-17 2018-02-01 ポートランド ステイト ユニバーシティ 珪藻被殻を含む組成物及びその用途
CN106833237A (zh) * 2017-03-29 2017-06-13 广西宏业能源科技有限公司 一种光催化建筑内墙涂料及其制备方法
CN107158850A (zh) * 2017-05-03 2017-09-15 安徽省伟业净化设备有限公司 C级无尘洁净室专用洁净剂及其制备方法
CN111234575A (zh) * 2019-07-11 2020-06-05 惠州市维尔康王漆化工有限公司 无机外墙涂料及其制备方法
CN110590264A (zh) * 2019-08-30 2019-12-20 重庆中科建设（集团）有限公司 一种光催化改性自清洁装饰砂浆及其制备方法
DE102020130071B3 (de) 2020-11-13 2021-12-30 Pigmentsolution GmbH Linoleum-Granulat für den Außenbereich und seine Verwendung, sowie Außenanlagen-Bodenbelag daraus oder damit
EP4008432A3 (de) 2020-11-13 2022-07-27 Pigmentsolution GmbH Linoleum-granulat für den aussenbereich
DE202020106542U1 (de) 2020-11-13 2020-12-07 Pigmentsolution GmbH Linoleum-Granulat für den Aussenbereich

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2549261A (en) 1948-02-21 1951-04-17 Du Pont Calcium sulfate-extended titanium dioxide pigments
JP2001181016A (ja) * 1999-12-22 2001-07-03 Aoki Kenzai Kogyo Kk 二酸化チタンの固定方法
CN1239635C (zh) * 2002-11-06 2006-02-01 中山大学 纳米CaCO3/TiO2复合粒子及其制备方法
DE20306431U1 (de) * 2003-04-25 2004-09-02 Maxit Deutschland Gmbh Photokatalysatorhaltige Beschichtungsmassen, damit erhältliche Oberflächenbeschichtungen und Kits
CN1838993A (zh) * 2003-10-09 2006-09-27 约克国际公司 纳米复合光催化涂料
WO2005083013A1 (en) 2004-01-30 2005-09-09 Millennium Chemicals Coating composition having surface depolluting properties
CN100569357C (zh) * 2004-07-23 2009-12-16 东莞市宇洁新材料有限公司 一种光触媒复合材料的制备方法
FR2881064A1 (fr) 2005-01-26 2006-07-28 Omya Development Ag Procede de controle de la contamination microbienne, suspensions minerales obtenues et leurs utilisations
CN1296303C (zh) * 2005-04-07 2007-01-24 武汉理工大学 溶胶镀膜一步热处理法制备二氧化钛薄膜钢化自洁净玻璃
CN100335578C (zh) * 2005-05-26 2007-09-05 北京科技大学 氮掺杂纳米二氧化钛改性光催化涂料及其制备方法
DE102007008026A1 (de) 2006-02-16 2007-08-23 Sachtleben Chemie Gmbh Biozide Zusammensetzung
CN100467553C (zh) * 2006-08-18 2009-03-11 浙江中成建工集团有限公司 一种超耐候高抗沾污复合弹性建筑涂料
CZ300309B6 (cs) 2006-12-27 2009-04-15 CTC AP a. s. Smesný práškový dekontaminant na bázi TiO2

Also Published As

Publication number Publication date
EP2235118A2 (en) 2010-10-06
CY1119270T1 (el) 2018-02-14
ZA201004416B (en) 2011-03-30
WO2009074120A2 (en) 2009-06-18
PT2235118T (pt) 2017-06-12
DK2235118T3 (en) 2017-06-19
WO2009074120A3 (en) 2009-08-06
HK1149044A1 (en) 2011-09-23
HUE033953T2 (en) 2018-01-29
CN101896559B (zh) 2013-12-18
JP5618207B2 (ja) 2014-11-05
US20100254851A1 (en) 2010-10-07
SI2235118T1 (sl) 2017-10-30
PL2235118T3 (pl) 2017-08-31
US8647565B2 (en) 2014-02-11
JP2011506647A (ja) 2011-03-03
CZ300735B6 (cs) 2009-07-29
LT2235118T (lt) 2017-08-10
HRP20171009T1 (hr) 2017-09-22
CA2707319A1 (en) 2009-06-18
EP2235118B1 (en) 2017-04-26
SK500242010A3 (sk) 2010-11-08
ES2633450T3 (es) 2017-09-21
CN101896559A (zh) 2010-11-24
CA2707319C (en) 2013-09-24
CZ2007865A3 (cs) 2009-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK288295B6 (sk) Multifunkčný náter s fotokatalytickým a sanitárnym efektom a spôsob jeho prípravy
JP2009160581A (ja) 光触媒体およびその製造方法
JP2011506647A5 (sk)
EP2726557B1 (en) Surface treatment agent with high photocatalytic and sanitary effects
JP6283922B1 (ja) 光触媒材及び光触媒塗料組成物
JP4157943B2 (ja) 光活性を有する化合物及びその用途
JP3027739B2 (ja) 光触媒体およびその製造方法
JP3598349B2 (ja) 複合セラミックス材料の製造方法
WO2009123135A1 (ja) 光触媒コーティング組成物
KR20050010820A (ko) 복합 세라믹스 재료의 제조방법
JP3952238B2 (ja) 光触媒による有害物質等の除去方法
JP2005021825A (ja) 無機系抗菌剤を含有したと光触媒組成物
JPH08165214A (ja) タイル目地用防カビ剤
JP2005281557A (ja) 塗料及びそれを用いた触媒成形体
RU2683321C1 (ru) Способ получения фотоактивного композита с бактерицидными свойствами
JP2011126941A (ja) 抗菌・消臭性塗膜形成用塗布液および抗菌・消臭性塗膜付基材
JP2007289955A (ja) 光触媒体およびそれを形成するための塗料組成物のセット
JP2004010682A (ja) 建材用光触媒複合材料
JP2005095765A (ja) 漆喰仕上げ工法
JP2005279509A (ja) 汚れ防止用光触媒およびその成形体等

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence contract registered or granted

Free format text: EXCLUSIVE LICENCE

Name of requester: COLORLAK, A.S., STARE MESTO, CZ

Effective date: 20100514