BR112014012117B1 - estrutura de suporte de fotocatalisador - Google Patents
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Abstract
1 / 1 resumo âestrutura de suporte de fotocatalisador, e, composiãão para a formaãão de uma camada adesivaâ o objetivo da presente invenã§ã£o ã© proporcionar uma estrutura de suporte de fotocatalisador fornecida com um suporte e uma camada de fotocatalisador suportada pelo suporte com uma camada adesiva entre os mesmos, em que a camada de adesivo suportando o fotocatalisador nã£o contãªm compostos orgã¢nicos volã¡teis, como um solvente. uma resina aquosa modificada com silicone ã© utilizada como a camada adesiva, e a resina aquosa modificada com silicone ã© de preferãªncia uma resina obtida por polimerizaã§ã£o em emulsã£o de monã´meros num meio aquoso na presenã§a de um emulsificante de monã´mero e adicionalmente modificada com silicone utilizando um composto.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a uma estrutura de suporte de fotocatalisador na qual é suportado um fotocatalisador utilizado para anti-incrustação, purificação de água, desodorização, esterilização, tratamento de águas residuais, hidrólise, inibição do crescimento de algas e, em várias reações químicas.
[0002] O presente pedido reivindica prioridade a partir do pedido de patente Japonês N° 2011-257834, depositado no Japão em 25 de novembro de 2011, os conteúdos os quais são aqui incorporados por referência.
[0003] No passado, a fim de suportar um fotocatalisador num suporte constituído por um material orgânico, tal como resina, uma resina modificada com silicone, ou resina contendo uma quantidade fixa de sílica coloidal ou de polissiloxano, foi conhecido por ser dissolvido num solvente orgânico, tal como o xileno, e a resina dissolvida foi primeiro revestida sobre um suporte de modo a formar uma camada de adesivo (ver, por exemplo, Documento de Patente 1).
[0004] Documento de Patente 1: Publicação Internacional No. WO 1997/00134
[0005] No entanto, uma vez que uma camada de adesivo usada para suportar um fotocatalisador num suporte convencionalmente utilizou um composto orgânico volátil como um solvente, ela não foi capaz de ser usada dentro de casa e similares, em termos de meio ambiente de trabalho.
[0006] Um objeto da invenção do presente pedido de patente consiste em proporcionar uma camada adesiva para um suporte de fotocatalisador que não contém um composto orgânico volátil, como um solvente.
[0007] Como resultado da condução de estudos extensivos para resolver os problemas acima mencionados, os inventores da presente invenção verificaram que os problemas acima referidos podem ser resolvidos através da utilização de uma resina aquosa modificada com silicone, conduzindo assim a realização da presente invenção.
[0008] A saber, a presente invenção refere-se a uma estrutura de suporte de fotocatalisador fornecida com um suporte e uma camada de fotocatalisador suportada no suporte com uma camada adesiva aí entre eles, em que a camada adesiva supramencionado contém uma resina aquosa modificada com silicone, a resina aquosa modificada com silicone acima mencionada é de preferência uma resina obtida por polimerização em emulsão de um monômero na presença de um emulsificante num meio aquoso e posteriormente modificada com silicone utilizando um composto possuindo uma estrutura de silicone, e a resina aquosa modificada com silicone acima mencionada é de preferência uma resina (met)acrílica aquosa modificada com silicone.
[0009] Além disso, o monômero de preferência acima referido consiste de um monômero de (met)acrilato selecionado do grupo que consiste de ésteres de ácido acrílico, ésteres de ácido metacrílico e suas misturas, e, pelo menos, um tipo de comonômero selecionado do grupo que consiste de monômeros de acrilamida, monômeros de metacrilamida, monômeros de vinila, monômeros etilênicos insaturados que têm um grupo ácido carboxílico, cianetos de vinila, monômeros vinil aromáticos, halogenetos de vinila, butadieno e etileno, que é capaz de copolimerização com o monômero de (met)acrilato acima mencionado, a quantidade do monômero de (met)acrilato acima mencionado no monômero acima mencionado é, de preferência, 90% em peso a 100% em peso, a quantidade de comonômero acima mencionado é, de preferência, 0% em peso a 10% em peso, e o monômero de (met)acrilato acima mencionado de preferência contém um éster de cicloalquila de ácido (met)acrilico com 5 a 12 átomos de carbono, ou uma mistura dos mesmos, em uma quantidade igual a 5% em peso ou mais com base no peso total do monômero acima mencionado.
[00010] Além disso, o emulsificante acima mencionado é, de preferência, pelo menos, um tipo selecionado de entre o grupo que consiste de um monômero etilênico insaturado tendo um grupo ácido sulfônico ou grupo sulfonato, de um monômero etilênico insaturado tendo um grupo éster de ácido sulfúrico, e uma sua mistura, o composto acima mencionado tendo uma estrutura de silicone é, preferivelmente, pelo menos, um tipo selecionado de entre o grupo de compostos representados pela seguinte fórmula (I): [Fórmula química 1] (R1)nSi(OR2)4-n (I)
[00011] (em que, Ri representa um átomo de hidrogênio, um grupo hidrocarboneto alifático tendo de 1 a 16 átomos de carbono, um grupo arila tendo 6 a 10 átomos de carbono, um grupo heteroarila tendo 4 a 5 átomos de carbono, um grupo aralquila tendo 7 a 11 átomos de carbono, um grupo cicloalquila tendo 5 a 6 átomos de carbono, um grupo vinila ou um grupo (met)acroiloxialquila tendo 1 a 10 átomos de carbono, R2 representa um grupo alquila tendo 1 a 8 átomos de carbono, um grupo acila ou um átomo de hidrogênio, n representa 1 ou 2, no caso de n ser 2, Ri pode ser o mesmo ou diferente ou Ri pode mutuamente ligar para formar um anel, e R2 pode ser igual ou diferente), ou um polissiloxano cíclico, o composto acima mencionado tendo uma estrutura de silicone é mais preferivelmente, uma mistura de pelo menos um tipo selecionado de entre o grupo que consiste de compostos em que n é 1 na fórmula (I) e pelo menos um tipo selecionado de entre o grupo consistindo de compostos em que n é 2, e no composto acima mencionado tendo uma estrutura de silicone, a razão entre, pelo menos, um tipo selecionado de entre o grupo consistindo de compostos em que n é 1 na fórmula (I) e pelo menos um tipo selecionado de entre o grupo consistindo de compostos em que n é 2 é mais preferivelmente um razão molar de 1/10 ou menos.
[00012] Além disso, a camada de fotocatalisador acima mencionada é, de preferência composta por um complexo de partículas de fotocatalisador contendo 25% em peso a 95% em peso de um gel de óxido de metal ou de gel de hidróxido de metal.
[00013] Além disso, a camada adesiva contém ainda, de preferência, pelo menos, um tipo selecionado de entre o grupo que consiste de (poli) etileno glicol, monoalquil éteres de (poli)etileno-glicol, ésteres de (poli)etileno glicol, ésteres de éter de (poli)etileno glicol, (poli) propileno glicol, ésteres de (poli)propileno glicol, monoalquil éteres de (poli)propileno glicol e ésteres de éter de (poli)propileno glicol.
[00014] Além disso, a presente invenção refere-se a uma composição para a formação de uma camada adesiva que contém uma resina aquosa modificada com silicone. A composição para a formação de uma camada adesiva acima mencionada contem de preferência pelo menos um tipo selecionado de entre o grupo que consiste de (poli)etileno glicol, monoalquil éteres de (poli)etileno-glicol, ésteres de (poli)etileno glicol, ésteres de éter de (poli)etileno glicol, (poli) propileno glicol, ésteres de (poli)propileno glicol, monoalquil éteres de (poli)propileno glicol e ésteres de éter de (poli)propileno glicol.
[00015] Na presente invenção, uma camada adesiva para suporte de um fotocatalisador é fornecida desde que não contenha um composto orgânico volátil, como solvente, utilizando uma resina aquosa modificada com silicone. Consequentemente, a camada adesiva da presente invenção pode ser usada dentro de casa e similares em termos de meio ambiente de trabalho.
[00016] Embora não existam limitações particulares sobre o material do suporte, seus exemplos específicos incluem vidro, resina, fibra regenerada, fibra natural, metal e madeira.
[00017] Também não há limitações particulares na forma do suporte, e pode ser de qualquer forma, tal como uma película, placa, tubo, esfera ou fibra. A espessura (diâmetro) do suporte, a fim de firmemente suportar a camada do fotocatalisador é de preferência de 10 pm ou mais.
[00018] A invenção do presente pedido de patente é composta de uma camada adesiva contendo uma resina aquosa modificada com silicone.
[00019] Embora não existam limitações particulares sobre a resina aquosa modificada com silicone, desde que parcialmente possuam ligações de silicone numa molécula da mesma, exemplos específicos das mesmas incluem a resina (met)acrílica aquosa modificada com silicone, resina epóxi aquosa modificada com silicone e resina de poliéster aquosa modificada com silicone. Mais especificamente, os seus exemplos incluem resinas aquosas de silicone descritas no pedido de patente Japonesa não examinada, primeira publicação No. H2-150475, pedido de patente Japonesa não examinada, primeira publicação No. H6-25369, pedido de patente Japonesa não examinada, primeira publicação No. H6-3322052, pedido de patente Japonesa não examinada, primeira publicação No. H8-120085, pedido de patente Japonesa não examinada, primeira publicação No. H10-329427 e pedido de patente Japonesa não examinada, primeira publicação No. 2001-199163, e entre estas, resina aquosa (met)acrílica modificada com silicone é preferível.
[00020] Os exemplos de monômeros utilizados na resina aquosa (met)acrílica modificada com silicone incluem alquil ésteres de ácido (met)acrílico com 1 a 18 átomos de carbono, hidroxialquil ésteres de ácido (met)acrílico com 1 a 18 átomos de carbono, mono (met)acrilatos de (poli)oxialquileno tendo de 1 a 100 grupos de óxido de alquileno, e di(met)acrilatos de (poli)oxialquileno com 1 a 100 grupos de óxido de alquileno.
[00021] Exemplos específicos incluem alquil ésteres de ácido (met)acrílico com 1 a 18 átomos de carbono, tais como (met)acrilato de metila, (met)acrilato de etila, (met)acrilato de n-butila, (met)acrilato de isobutila, (met)acrilato de 2-etil-hexila, ou (met)acrilato de dodecila, hidroxialquil ésteres de ácido (met)acrílico com 1 a 18 átomos de carbono, tais como o (met)acrilato de 2-hidroxietila ou (met)acrilato de 2-hidroxipropila, mono (met)acrilatos de (poli)oxialquileno com 1 a 100 grupos de óxido de alquileno, tais como o (met)acrilato de etileno glicol, metoxi (met)acrilato de etileno glicol, (met)acrilato de dietileno glicol, metoxi (met)acrilato de dietileno glicol, (met)acrilato de tetra-etileno glicol, metoxi (met)acrilato de tetra-etileno glicol, (met)acrilato de propileno glicol, metoxi (met)acrilato de propileno glicol, (met)acrilato de dipropileno glicol, metoxi (met)acrilato de dipropileno glicol, (met)acrilato de tetrapropileno glicol ou metoxi (met)acrilato de tetrapropileno glicol, di(met)acrilatos de (poli)oxialquileno tendo de 1 a 100 grupos de óxido de alquileno, tais como o di(met)acrilato de etileno glicol, di(met)acrilato de dietileno glicol, di(met)acrilato de trietileno glicol ou di(met)acrilato de tetraetileno glicol, (met)acrilato de glicidila e tri(met)acrilato de trimetilolpropano.
[00022] Além disso, o monômero acima referido de preferência consiste de um monômero de (met)acrilato selecionado do grupo que consiste de ésteres de ácido acrílico, ésteres de ácido metacrílico e suas misturas, e, pelo menos, um tipo de comonômero selecionado de entre o grupo consistindo de monômeros de (met)acrilamida, monômeros de vinila, monômeros etilênicos insaturados que têm um grupo ácido carboxílico, cianetos de vinila, monômeros de vinil aromáticos, halogenetos de vinila, butadieno e etileno, que é capaz de copolimerização com o monômero de (met)acrilato de acima mencionado.
[00023] Os exemplos específicos de comonômeros incluem monômeros de (met)acrilamida, tais como (met)acrilamida, diacetona (met)acrilamida, N-metilol (met)acrilamida ou N-butoximetil (met)acrilamida, monômeros de vinila, tais como acetato de vinila, propionate de vinila, versatato de vinila, pirrolidona de vinila ou metil vinil cetona, cianetos de vinila tais como acrilonitrila ou metacrilonitrila, monômeros aromáticos de vinila tais como o tolueno de vinila, estireno ou a-metilestireno, e halogenetos de vinila tais como cloreto de vinila ou cloreto de vinilideno.
[00024] Na presente invenção, o comonômero acima mencionado é de preferência um monômero etilênico insaturado tendo um grupo ácido carboxílico, e é, de preferência, pelo menos, um tipo selecionado de entre o grupo que consiste de ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico e semiésteres dos mesmos, ácido fumárico e seus semiésteres, e ácido maleico e seus semiésteres.
[00025] Entre os monômeros acima referidos, a quantidade do monômero de (met)acrilato acima mencionado é, de preferência 90% em peso a 100% em peso, a quantidade de comonômero acima mencionado é, de preferência 0% em peso a 10% em peso, e o monômero de (met)acrilato acima mencionado de preferência contém um éster de cicloalquila de ácido (met)acrílico com 5 a 12 átomos de carbono em uma quantidade igual a 5% em peso ou mais com base no peso total do monômero acima mencionado.
[00026] Em particular, o grupo cicloalquila acima mencionado é de preferência um grupo ciclopentila, grupo ciclo-hexila ou grupo ciclododecila, e pode ter um grupo alquila com 1 a 6 átomos de carbono, um grupo hidroxila ou um grupo epóxi, como um seu substituinte. Os exemplos específicos de cicloalquil ésteres do ácido (met)acrílico com 5 a 12 átomos de carbono incluem (met)acrilato de ciclo-hexila, (met)acrilato de 2-hidroxi-ciclo-hexila, (met)acrilato de metil-ciclo-hexila, (met)acrilato de óxido de 2,3-ciclo-hexeno.
[00027] Embora não existam limitações particulares quanto ao método usado para produzir a resina aquosa modificada com silicone, e exemplos específicos destas incluem os métodos de produção descritos nos documentos de patentes anteriormente exemplificados, um exemplo mais específico da mesma consiste em submeter um monômero a polimerização em emulsão no presença de um emulsificante num meio aquoso, e modificando com silicone utilizando um composto possuindo uma estrutura de silicone, quer durante ou depois da polimerização em emulsão.
[00028] Embora não existam limitações particulares sobre o emulsificante utilizado, desde que possua uma ação emulsificante, um composto que tem uma ligação etilênica insaturada que possua um grupo de ácido sulfônico, grupo sulfonato ou grupo éster de ácido sulfurico é preferível.
[00029] A ligação etilênica insaturada é preferivelmente uma ligação dupla polimerizável por radical, e o grupo de ácido sulfônico é preferencialmente um sal de amónio ou sal de metal alcalino (grupo sulfonato de amónio ou grupo sulfonato de metal alcalino).
[00030] O composto acima mencionado que tem uma ligação etilênica insaturada é de preferência um composto com um substituinte selecionado a partir do grupo que consiste em um grupo alquila com 1 a 20 átomos de carbono, um grupo alquil éter com 2 a 4 átomos de carbono, um grupo de polialquil éter com 2 a 4 átomos de carbono, um grupo arila com 6 a 10 átomos de carbono, e um grupo de ácido succínico e um composto de sulfonato de vinila tendo um grupo vinila para o substituinte do grupo de ácido sulfônico é mais preferível.
[00031] Exemplos específicos do composto acima mencionado que tem uma ligação etilênica insaturada incluem ELEMINOL (marca registrada), JS-2 fabricado por Sanyo Chemical Industries Co. Ltd., LATEMUL (marca registrada), S-120, S-180A e S-180 fabricado por Kao Co., Ltd., AQUALON (marca registrada) HS-10, fabricado por Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., ADEKA REASOAP (marca registrada) SE-1025N fabricado por Adeka Co., Ltd., e compostos de sulfonato de vinila tendo um grupo vinila ligado a um grupo, sob a forma de um sal de amónio, sal de sódio ou sal de potássio de ácido p-estirenossulfônico, um sal de amónio, sal de sódio ou sal de potássio de ácido metilpropanossulfônico de acrilamida, um sal de amónio, sal de sódio ou sal de potássio de sulfoalquil éster de ácido acrílico, um sal de amónio, sal de sódio ou sal de potássio de sulfoalquil éster de ácido metacrílico, ou um sal de amónio, sal de sódio ou sal de potássio de um grupo de ácido sulfônico.
[00032] Um composto representado pela seguinte fórmula (I): [Fórmula química 2] (R1)nSi(OR2)4-n (I) ou um polissiloxano cíclico pode ser preferencialmente utilizado para o composto possuindo uma estrutura de silicone.
[00033] Na fórmula acima, os exemplos específicos de Ri incluem os grupos de hidrocarbonetos alifáticos com 1 a 16 átomos de carbono, tal como um átomo de hidrogênio, grupo metila, grupo etila, grupo n-propila, grupo isopropila, grupo n-butila, grupo s-butila, grupo isobutila ou grupo n-decila, grupos heteroarila com 4 a 5 átomos de carbono tal como um grupo furanila, grupos aralquila tendo 7 a 11 átomos de carbono tal como um grupo benzila ou grupo fenetila, grupos arila com 6 a 10 átomos de carbono tais como um grupo fenila ou grupo naftila, grupos cicloalquila com 5 a 6 átomos de carbono tal como um grupo ciclopentila ou um grupo ciclo-hexila, um grupo vinila, e grupos (met)acroiloxialquila que têm 1 a 10 átomos de carbono, tal como um grupo (met)acroiloxipropila ou grupo (met)acroiloxietila.
[00034] Na fórmula acima, o símbolo R2 representa um grupo alquila com 1 a 8 átomos de carbono tal como um grupo metila, um grupo etila, grupo n-propila, grupo isopropila, grupo n-butila, grupo s-butila ou grupo isobutila, um grupo acila tal como um grupo acetila, um grupo benzoíla ou grupo propanoíla, ou um átomo de hidrogênio.
[00035] n representa 1 ou 2, e no caso em que n é 2, Ri pode ser o mesmo ou diferente, ou Ri pode mutuamente ligar para formar um anel, e R2 pode ser o mesmo ou diferente.
[00036] Apesar de, pelo menos, dois ou mais tipos selecionados a partir do grupo que consiste de compostos em que o símbolo n na fórmula (I) é 1, ou, pelo menos, dois ou mais tipos selecionados a partir do grupo que consiste de compostos em que o símbolo n na fórmula (I) é 2, podem ser utilizados como uma mistura para o composto acima mencionado possuindo uma estrutura de silicone utilizada na invenção do presente pedido de patente, uma mistura de pelo menos um tipo selecionado de entre o grupo consistindo de compostos em que n é 1 e, pelo menos, um tipo selecionado de entre o grupo que consiste de compostos em que n representa o número 2 é mais preferível, e a razão dos mesmos é de preferência uma razão molar de 1/10 ou mais (n = 1/n = 2).
[00037] Um polissiloxano linear parcialmente ou completamente hidrolisado ou condensado (incluindo oligômeros) também pode ser utilizado para o composto de silano representado pela fórmula geral (I).
[00038] Na fórmula acima mencionada (I), Ri é de preferência um grupo metila, um grupo fenila, um grupo vinila ou grupo y-(met)acriloxipropila, e R2 é de preferência um grupo metila, grupo etila, grupo n-propila, grupo n-butila, grupo 1-metoxietila ou um átomo de hidrogênio.
[00039] Os exemplos específicos de compostos de silano representado pela fórmula geral (I) incluem trimetoxissilano, feniltrimetoxissilano, metiltrietoxissilano, feniltrietoxissilano, isobutiltrimetoxissilano, viniltrietoxissilano, y-acriloxipropiltrimetoxis silano, y-acriloxipropiltrietoxissilano, y-metacriloxipropiltrimetoxissilano, y-metacriloxipropiltrietoxis silano, dimetildimetoxis silano, difenildimetoxissilano, dimetildietoxis silano, difenildietoxissilano, metilfenildimetoxis silano e y-metacriloxipropilmetildimetoxis silano, enquanto exemplos específicos de silanos cíclicos incluem octametilciclotetrassiloxano, octafenilciclossiloxano, hexametilciclotrissiloxano, decametilciclopentassiloxano e tetrametiltetravinilciclotetrassiloxano.
[00040] Um composto de silano representado pela fórmula geral (I) acima mencionada em que n = 1, um composto de silano representado pela fórmula geral (I) acima mencionada na qual n = 2, e um composto de silano cíclico são de preferência utilizados em combinação para o composto com estrutura de silicone, e um composto equivalente a um composto em que n = 0 na fórmula geral (I), tais como tetra-alcoxissilano (desde que um grupo hidrolisável tal como um halogênio é contido para a porção OR2), e um composto equivalente a um composto em que n = 3 na fórmula geral (I) tal como monoalcoxissilano (desde que um grupo hidrolisável tal como um halogênio é contido para a porção OR2), também podem ser utilizados em combinação. No caso de se utilizar um composto equivalente a um composto em que n = 0 na fórmula geral (I), tais como tetra-alcoxissilano e um composto equivalente a um composto em que n = 3 na fórmula geral (I) tal como monoalcoxissilano em combinação, a quantidade utilizada dos mesmos é tal que um composto de silano representado pela fórmula (I) em que n = 1 ou 2, é de 10 ou mais e de preferência 35 ou mais, com base num valor de 100 para o tetra-alcoxissilano ou monoalcoxissilano e semelhantes em termos da razão molar dos mesmos.
[00041] Os exemplos específicos de tetra-alcoxissilanos ou monoalcoxissilano incluem trifeniletoxissilano, trimetilmetoxissilano, trimetiletoxissilano, tetraetoxissilano e tetrametoxissilano. Além disso, os exemplos de compostos de silano usados no presente pedido de patente incluem halogenossilanos, exemplos específicos dos quais incluem um clorossilano tais como metilclorossilano, metildiclorossilano, dimetildiclorossilano, trimetilclorossilano, feniltriclorossilano, difenilclorossilano, vinilclorossilano, y-(met)acriloxipropiltriclorossilano, e y-(met)acriloxipropildiclorometilsilano.
[00042] Na presente invenção, como um resultado da adição do composto com uma estrutura de silicone, quer durante ou depois da polimerização em emulsão do monômero com um emulsificante, o silano é hidrolisado e condensado resultando na formação de silicone em partículas da emulsão de polímero de acrilato.
[00043] Um exemplo específico de um método para produzir a resina aquosa modificada com silicone utilizada na presente invenção consiste em primeiro lugar da obtenção de uma emulsão aquosa de polímero de acrilato preliminar em que uma semente de látex é nela dispersa, submetendo o monômero para a polimerização em emulsão na presença de um emulsificante em meio aquoso (etapa 1), obtendo-se a emulsão alvo final na forma de uma emulsão aquosa de polímero de acrilato por adição do monômero e emulsificante à emulsão aquosa de polímero de acrilato preliminares obtida de acordo com a etapa 1, em conjunto com um meio aquoso conforme necessário (etapa 2), e a obtenção de uma emulsão aquosa de polímero de acrilato modificada com silicone por modificação de silicone utilizando um composto possuindo uma estrutura de silicone, quer durante ou após a polimerização em emulsão.
[00044] Na etapa 2, a modificação com silicone pode ser levada a cabo durante a polimerização em emulsão pela adição do composto com uma estrutura de silicone, ou modificação com silicone pode ser realizada após a polimerização em emulsão por tratamento da emulsão alvo final na forma de uma emulsão aquosa de polímero de acrilato com o composto tendo uma estrutura de silicone.
[00045] Além disso, o monômero e emulsificante usado na etapa 1 e etapa 2 pode ser o mesmo ou diferente.
[00046] Na presente invenção, o teor de silicone na resina aquosa modificada com silicone é preferivelmente 1% em peso a 10% em peso como a quantidade de óxido.
[00047] Na presente invenção, um sal de metal de um ácido orgânico, tal como o dilaurato de dibutil-estanho, dilaurato de dioctil-estanho, diacetato de dibutil-estanho, octilato de estanho, laurato de estanho, octilato de ferro, octilato de chumbo ou titanato de tetrabutila, ou um composto amina, tal como n-hexilamina ou l,8-diazabiciclo[5.4.0]-7-undeceno, pode também ser adicionado à emulsão aquosa de polímero de acrilato modificado com silicone como um catalisador de cura, quando da formação da camada adesiva.
[00048] Além disso, no caso destes catalisadores de cura não serem solúveis em água, eles são, de preferência emulsionados no momento do uso, utilizando para tal um tensoativo e água.
[00049] O pH de uma resina aquosa modificada com silicone, tal como a emulsão aquosa de polímero de acrilato de modificado com silicone é de preferência ajustado para a faixa de 5 a 10 utilizando amónia, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio ou uma amina, tal como dimetilaminoetanol, a fim de manter a longo prazo a estabilidade da dispersão da emulsão.
[00050] Além disso, o diâmetro médio das partículas de um dispersóide da emulsão aquosa de polímero de acrilato de modificado com silicone é preferencialmente de 10 nm a 1000 nm.
[00051] Componentes normalmente adicionados e incorporados em revestimentos à base de água e semelhantes, tais como auxiliares de deposição, espessantes, agentes antiespuma, pigmentos, dispersantes, corantes ou conservantes podem ser opcionalmente incorporados na emulsão aquosa de polímero de acrilato de modificado com silicone.
[00052] Os exemplos específicos da resina aquosa modificada com silicone utilizada na presente invenção incluem, de preferência Polydurex (marca registrada) G627S e G620 fabricada por Asahi Kasei Chemicals.
[00053] A composição para a formação da camada adesiva é composta por uma solução aquosa contendo a resina aquosa modificada com silicone anteriormente mencionada, e também pode ser feita por adição de um auxiliar de deposição ou de solvente orgânico, se necessário.
[00054] Na composição para formar a camada adesiva, a resina aquosa modificada com silicone é de preferência utilizada a um teor de sólido na faixa de 5% em peso a 30% por peso, e é mais preferivelmente utilizada na faixa de 10% em peso a 20% em peso. Se a quantidade de resina aquosa modificada com silicone é excessivamente baixa, a formação de crateras ocorre durante o revestimento da composição para a formação da camada adesiva sobre o suporte, evitando assim a formação de uma película revestida favorável. Por outro lado, se a quantidade de resina aquosa modificada com silicone é excessivamente elevada, as linhas de escova são formadas na película de revestimento.
[00055] Não há limitações particulares quanto ao assistente de deposição desde que melhora depositabilidade da emulsão, em particular, e como exemplos específicos preferidos incluem (poli)etileno glicol ou monoalquil éteres de (poli)etileno glicol representados pela fórmula geral: HO-(CH2CH2O)m-Rs (em que Rs representa um átomo de hidrogênio ou grupo alquila linear ou ramificado tendo de 1 a 10 átomos de carbono, e m representa um número inteiro de 1 a 5), ésteres de (poli)etileno glicol ou ésteres de éter de (poli)glicol de etileno representados pela fórmula geral: R?CO-O-(CH2CH2O)q-R6 (em que, Rr, representa um átomo de hidrogênio ou grupo alquila linear ou ramificado tendo de 1 a 10 átomos de carbono, o símbolo q representa um número inteiro de 1 a 5, e R? representa um grupo alquila linear ou ramificado tendo de 1 a 10 átomos de carbono), (poli) propileno glicol ou monoalquil éteres de (poli)propileno glicol representados pela fórmula geral: HO-(C3H6O)r-Rg (em que Rs representa um átomo de hidrogênio ou grupo alquila de cadeia linear ou ramificada tendo de 1 a 10 átomos de carbono, e r representa um número inteiro de 1 a 5), e ésteres de (poli)propileno glicol ou ésteres de éter de (poli) propileno glicol representados pela fórmula geral: RIOCO-0-(C3H60)S-R9 (em que Rç representa um átomo de hidrogênio ou grupo alquila linear ou ramificado tendo de 1 a 10 átomos de carbono, s representa um número inteiro de 1 a 5, e Rio representa um grupo alquila linear ou ramificado tendo de 1 a 10 átomos de carbono). Exemplos mais específicos incluem celossolves tais como metil-celossolve, etil-celossolve ou de butil-celossolve, éteres tais como monoetil éter de dietileno glicol, monobutil éter de dietileno glicol, monometil éter de propileno glicol, monoetil éter de propileno glicol, monobutil éter de propileno glicol, monoisobutil éter de propileno glicol, monometil éter de dipropileno glicol, monoetil éter de dipropileno glicol, monobutil éter de dipropileno glicol, monoisobutil éter de dipropileno glicol, monometil éter de tripropileno glicol, monoetil éter de tripropileno glicol, monobutil éter de tripropileno glicol ou monoisobutil éter de tripropileno glicol, ésteres de éteres tais como acetato de etil-celossolve, acetato de butil-celossolve, acetato de monoetil éter de dietileno glicol, acetato de monobutil éter de dietileno glicol, acetato de monometil éter de dipropileno glicol, acetato de monoetil éter de dipropilenoglicol, acetato de monobutil éter de dipropileno glicol, acetato de monoetil éter de tripropileno glicol, acetato de monobutil éter de tripropileno glicol ou acetato de monoisobutil éter de tripropilenoglicol, fenil éter de propileno glicol, diacetato de propileno glicol e 2,2,4-trimetilpentanodiol-l,3-monoisobutirato. Estes auxiliares de deposição podem ser utilizados isoladamente ou dois ou mais tipos podem ser utilizados após a mistura. A quantidade de auxiliar de deposição utilizada é, de preferência dentro do intervalo de 2% em peso a 15% em peso na composição para a formação da camada adesiva. Se a quantidade utilizada está dentro do intervalo acima mencionado, a camada adesiva toma-se transparente.
[00056] Além disso, um solvente orgânico é de preferência usado em combinação para melhorar a umectabilidade da emulsão a um substrato. Um solvente solúvel em água é preferível para o tipo de solvente orgânico, exemplos específicos dos mesmos incluem os álcoois inferiores, e os exemplos mais específicos incluem metanol, etanol, isopropanol, n-propanol e n-butanol. A quantidade de solvente utilizado é, de preferência dentro da faixa de 10% em peso a 40% em peso, e mais preferivelmente dentro da faixa de 20% em peso a 30% em peso da composição para a formação da camada adesiva. Se a quantidade de etanol adicionado é excessivamente baixa, formação de crateras ocorre durante o revestimento, o que pode impedir a formação de uma película revestida favorável. Por outro lado, se a quantidade de etanol adicionado é excessivamente elevada, a camada de subrevestimento pode ser facilmente removida, quando sobre o revestimento da composição para a formação da camada adesiva.
[00057] A camada de fotocatalisador é composta por um complexo de partículas de fotocatalisador contendo um gel de óxido de metal ou de gel de hidróxido de metal.
[00058] O gel de óxido de metal ou de gel de hidróxido de metal na camada de fotocatalisador tem o efeito de fixação do pó de fotocatalisador e permitindo o mesmo a aderir firmemente à camada adesiva.
[00059] Uma vez que o gel de óxido de metal ou de gel de hidróxido de metal é poroso, tem adsorção e demonstra também o efeito de aumentar a atividade fotocatalítica.
[00060] O teor do gel de óxido de metal ou gel de hidróxido de metal na camada de fotocatalisador é de preferência de 25% em peso a 95% em peso.
[00061] A espessura da camada de fotocatalisador é de preferência de 0,5pm a 5 pm e mais preferencialmente de Ipm a 3pm.
[00062] Embora o seguinte proporciona uma explicação mais detalhada da presente invenção através de exemplos dos mesmos, a presente invenção não se limita aos exemplos seguintes.
[00063] 43,5 partes em peso de uma emulsão aquosa de polímero de acrilato modificado com silicone (Polydurex G627S, marca registrada, Asahi Kasei Chemicals, teor de sólidos: 46% em peso), 30 partes em peso de etanol e 2,6 partes em peso de n-butil éter de dipropileno glicol foram misturados para utilização como uma composição para a formação de uma camada adesiva, seguido pela adição de água ao equilíbrio para preparar 100 partes por peso da composição.
[00064] Bistraiter 360C (Nippon Soda) foi usado como uma composição para formação da camada de fotocatalisador.
[00065] A composição para a formação da camada adesiva foi revestida por uma vez por revestimento com pincel sobre a superfície revestida de um suporte na forma de uma placa de alumínio revestida (imprimação (selante): Esco (branco), revestimento superior: Retan PG80 (branco), 65 mm x 150 mm), seguido por secagem durante 2 horas à temperatura ambiente para formar uma camada adesiva, e ainda mais revestimento com a solução de formação da camada de fotocatalisador por revestimento por escova para formar a camada de fotocatalisador e obter uma estrutura de suporte de fotocatalisador.
[00066] Uma estrutura de suporte de fotocatalisador foi produzida da mesma maneira que no exemplo 1 com a exceção de se utilizar uma emulsão aquosa de polímero de acrilato modificado com silicone (Polydurex G620, marca registrada, Asahi Kasei Chemicals, teor de sólidos: 46% em peso) para a composição de formação da camada adesiva.
[00067] Uma estrutura de suporte de fotocatalisador foi produzida da mesma maneira que no exemplo 1 com a exceção de a composição de revestimento para formar a camada adesiva, duas vezes (ao longo de revestimento) em um intervalo de 10 minutos sobre a superfície revestida da placa de alumínio revestida.
[00068] Uma estrutura de suporte de fotocatalisador foi produzida da mesma maneira que no exemplo 2 com a exceção de a composição de revestimento para formar a camada adesiva, duas vezes (ao longo de revestimento) em um intervalo de 10 minutos sobre a superfície revestida da placa de alumínio revestida.
[00069] Uma resina acrílica de silicone possuindo um teor de silicone de 3 % em peso (temperatura de transição vítrea: 20°C) e um produto de hidrólise parcial de tetrametoxissilano sob a forma de um oligômero tendo um grau de polimerização de 3 a 6 foram misturados na relação em peso de um teor de sólido de 65:35, seguido de diluição a uma concentração de teor de sólido de 10% em peso utilizando um solvente misto de álcool etílico e acetato de etila para preparar uma composição de formação de uma camada adesiva.
[00070] Uma estrutura de suporte de fotocatalisador foi, em seguida, produzida utilizando o mesmo substrato que o exemplo 1 e utilizando a composição acima mencionada para a formação de uma camada adesiva. Além disso, a formação da camada de fotocatalisador também foi realizada da mesma maneira que no exemplo 1. (Exemplo de teste 1) Teste de envelhecimento acelerado usando medidor de envelhecimento de arco de carbono da luz do sol
[00071] Um teste de envelhecimento acelerado usando um medidor de envelhecimento de arco de carbono da luz do sol como definido em JIS K5400 foi realizado sobre as estruturas de suporte de fotocatalisador formadas na superfície revestida de uma placa de alumínio revestida nos exemplos 1 a 4 e exemplo comparativo 1 utilizando o Modelo S80 fabricado pela Suga Test Instruments sob condições de um tempo de teste de 1000 horas, temperatura do painel preto de 63°C, duração de 120 ciclos e 18 minutos de chuva.
[00072] Os resultados são apresentados na tabela 1.
[00073] Além disso, cada um dos parâmetros de avaliação foi medido da forma descrita abaixo. <Diferença de cor AE>
[00074] Leveza e cromaticidade (L*a*b*) foram medidos antes e depois do teste com o Colorímetro espectroscópico modelo SD5000 fabricado pela Nippon Denshoku Industries, e diferença de cor foi determinada de acordo com a seguinte equação, tomando a diferença do mesmo. [Equação 1]
[00075] (Na equação acima, Lo representa leveza inicial, Ln representa leveza durante a medição, ao e bo representam cromaticidade inicial, e an e bn representa a cromaticidade durante a medição.)
[00076] Brilho foi medido com o medidor de brilho modelo GMX -202 (60°) fabricado pela Murakami Laboratório de Pesquisa de cores.
[00077] A razão de brilho após o teste de brilho inicial foi determinada.
[00078] 0,4 pl de água foram gotejadas sobre o uso do DropMaster modelo 700 fabricado por Kyowa Interface Science seguido por medição 3 segundos depois e determinando ângulo de contato da água como a média de três pontos. Tabela 1
[00079] De acordo com os resultados acima, o uso de uma resina aquosa modificada com silicone foi determinado para permitir a obtenção de uma estrutura de suporte de fotocatalisador tendo desempenho igual ou melhor do que a utilização de um solvente orgânico, já usado na prática.
[00080] Na presente invenção, como um resultado da utilização de uma resina aquosa modificada com silicone, uma camada adesiva para suportar um fotocatalisador desde que não contenha um composto orgânico volátil como solvente. Consequentemente, a camada adesiva da presente invenção pode ser usada dentro de casa e similares, em termos do meio ambiente de trabalho. Com base no que precede, a presente invenção é extremamente útil industrialmente.
Claims (9)
1. Estrutura de suporte de fotocatalisador, caracterizada pelo fato de ser fornecida com um suporte e uma camada de fotocatalisador suportada no suporte com uma camada adesiva entre os mesmos, em que, a camada adesiva contém uma resina aquosa (met)acrílica modificada com silicone, a camada de fotocatalisador é composta por um complexo de partículas de fotocatalisador contendo um gel de óxido de metal ou gel de hidróxido de metal, o suporte é vidro, resina, fibra regenerada, fibra natural, metal ou madeira, e a camada adesiva é formada pelo revestimento sobre o suporte com uma composição para formar a camada adesiva, em que a composição para formar a camada adesiva consiste de: (i) a resina aquosa (met)acrílica modificada com silicone a um teor de sólido de 10% em peso a 20% em peso, a resina aquosa (met)acrílica modificada com silicone sendo obtida por polimerização em emulsão de um monômero na presença de um emulsificante em um meio aquoso, e é adicionalmente modificada com silicone utilizando um composto possuindo uma estrutura de silicone; em que o emulsificante é pelo menos um tipo selecionado do grupo consistindo de um monômero etilênico insaturado tendo um grupo ácido sulfônico ou grupo sulfonato, um monômero etilênico insaturado tendo um grupo éster de ácido sulfúrico, e uma mistura dos mesmos, (ii) 2% em peso a 15% em peso de pelo menos um selecionado do grupo consistindo de (poli)etileno glicol, monoalquil éteres de (poli)etileno glicol, ésteres de (poli)etileno glicol, ésteres de éter de (poli)etileno glicol, (poli)propileno glicol, monoalquil éteres de (poli)propileno glicol, ésteres de (poli)propileno glicol e ésteres de éter de (poli)propileno glicol, (iii) 30% em peso a 40% em peso de pelo menos um solvente selecionado do grupo consistindo de metanol, etanol, isopropanol, n-propanol e n-butanol, e (iv) água.
2. Estrutura de suporte de fotocatalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o monômero consiste de um monômero de (met)acrilato selecionado do grupo que consiste de ésteres de ácido acrílico, ésteres de ácido metacrílico e suas misturas, e opcionalmente, pelo menos, um tipo de comonômero selecionado do grupo que consiste de monômeros de acrilamida, monômeros de metacrilamida, monômeros de vinila, monômeros etilênicos insaturados tendo um grupo de ácido carboxílico, cianetos de vinila, monômeros aromáticos de vinila, halogenetos de vinila, butadieno e etileno, que é capaz de copolimerizar com o monômero de (met)acrilato acima mencionado.
3. Estrutura de suporte de fotocatalisador de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a quantidade de monômero de (met)acrilato no monômero é de 90% em peso a 100% em peso, a quantidade de comonômero é de 0% em peso a 10% em peso com base no peso total do monômero e do comonômero de (met)acrilato, e o monômero de (met)acrilato contém um cicloalquil éster de ácido acrílico ou de ácido (met)acrílico tendo 5 a 12 átomos de carbono, ou uma mistura dos mesmos, em uma quantidade igual a 5% em peso ou mais com base no peso total do monômero.
4. Estrutura de suporte de fotocatalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o monômero consiste de um monômero de (met)acrilato selecionado do grupo que consiste de ésteres de ácido acrílico, ésteres de ácido metacrílico e suas misturas, e pelo menos um tipo de comonômero selecionado do grupo que consiste de monômeros de acrilamida, monômeros de metacrilamida, monômeros de vinila, monômeros etilênicos insaturados tendo um grupo de ácido carboxílico, cianetos de vinila, monômeros aromáticos de vinila, halogenetos de vinila, butadieno e etileno, que é capaz de copolimerizar com o monômero de (met)acrilato acima mencionado.
5. Estrutura de suporte de fotocatalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a quantidade de monômero de (met)acrilato no monômero é de 90% em peso a menos do que 100% em peso, a quantidade de comonômero é mais do que 0% em peso a 10% em peso com base no peso total do monômero e do comonômero de (met)acrilato, e o monômero de (met)acrilato contém um cicloalquil éster de ácido acrílico ou de ácido (met)acrílico tendo 5 a 12 átomos de carbono, ou uma mistura dos mesmos, em uma quantidade igual a 5% em peso ou mais com base no peso total do monômero.
6. Estrutura de suporte de fotocatalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o composto tendo uma estrutura de silicone é, pelo menos, um tipo selecionado do grupo de compostos representados pela seguinte fórmula (I): [Fórmula química 1] (R^SKOf^-n (I) (em que, Ri representa um átomo de hidrogênio, um grupo hidrocarboneto alifático tendo 1 a 16 átomos de carbono, um grupo arila tendo 6 a 10 átomos de carbono, um grupo heteroarila tendo 4 a 5 átomos de carbono, um grupo aralquila tendo 7 a 11 átomos de carbono, um grupo cicloalquila tendo 5 a 6 átomos de carbono, um grupo vinila ou um grupo (met)acroiloxialquila tendo 1 a 10 átomos de carbono, R2 representa um grupo alquila tendo 1 a 8 átomos de carbono, um grupo acila ou um átomo de hidrogênio, n representa 1 ou 2, no caso de n ser 2, Ri pode ser o mesmo ou diferente ou Ri pode mutuamente ligar para formar um anel, e R2 pode ser igual ou diferente), ou um polissiloxano cíclico.
7. Estrutura de suporte de fotocatalisador de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o composto tendo uma estrutura de silicone é uma mistura de pelo menos um tipo selecionado do grupo consistindo de compostos em que n é 1 na fórmula (I) e pelo menos um tipo selecionado do grupo consistindo de compostos em que n é 2.
8. Estrutura de suporte de fotocatalisador de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que, no composto tendo uma estrutura de silicone, a razão entre, pelo menos, um tipo selecionado do grupo consistindo de compostos em que n é 1 na fórmula (I) e pelo menos um tipo selecionado do grupo consistindo de compostos em que n é 2 é uma razão molar de 1/10 ou mais.
9. Estrutura de suporte de fotocatalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que a camada de fotocatalisador é composta por um complexo de partículas de fotocatalisador contendo 25% em peso a 95% em peso de um gel de óxido de metal ou gel de hidróxido de metal.
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