CZ2010652A3

CZ2010652A3 - Jednosložková náterová hmota

Info

Publication number: CZ2010652A3
Application number: CZ20100652A
Authority: CZ
Inventors: Kalendová@Andréa; Cáp@Vladislav; Veselý@David; Kalenda@Petr
Original assignee: Univerzita Pardubice; Biopol Paints S. R. O.
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2012-07-04

Abstract

Vynález se týká jednosložkové náterové hmoty s fotokatalitickým a sanitárním efektem na bázi nanocástic pigmentu a obsahuje pojivo na bázi methylsilikonové nebo fenylmethylsilikonové pryskyrice a nanocástice anorganických pigmentu s fotokatalytickou aktivitou. Nanocástice jsu tvoreny nanostrukturní ananasovou formou TiO.sub.2.n.s fotokatalitickou aktivitou v množství 1-20 hmotn. % a/nebo jsou tvoreny nanostrukturním ZnO 1-20 hmotn. %, pricemž další prísadou je s výhodou SiO.sub.2.n.v množství 1-50 hmotn. %.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká jednosložkové nátěrové hmoty s fotokatalitickým a sanitárním efektem na bázi nanočástic pigmentů.

Dosavadní stav techniky

Stávající klasické nátěrové hmoty pro povrchovou úpravu minerálních podkladů, kovových materiálů a dřeva působí jako bariéra mezi okolním prostředím (ovzduším) a povrchově upravovaným podkladovým materiálem. Dalším neméně důležitým důvodem použití nátěrových hmot pro povrchovou úpravu je estetické hledisko. Tyto klasické nátěrové hmoty nemají schopnost „samočištění“ tedy rozkladu organických nečistot ulpělých na povrchu nátěru. Čištění je možné pouze vnějším působením lidského nebo strojního faktoru.

Klasické nátěrové hmoty většinou v suchém stavu nevykazují baktericidní vlastnosti. Použitím vysoce toxických látek - nepřijatelných pro zdraví člověka a životní prostředí - lze dosáhnout určitých baktericidních vlastností.

Problém pro užití fotokatalyticky působících pigmentů do nátěrových hmot spočívá v nízké odolnosti používaných polymerních pojiv. Většina polymerních materiálů není stabilní a degraduje vlivem vzniklých radikálů uvolňujících se při fotokatalýze. U stávajících nátěrových hmot dochází k fotokatalytickému účinku pouze na povrchu nátěru, přičemž se časem zmenšuje.

Cílem vynálezu je nátěrová hmota s jednoduchou kompozici, s baktericidními vlastnostmi stabilně účinnými i při poměrně tenkých vrstvách nátěru.

Podstata vynálezu

Podstata jednosložkové nátěrové hmota s fotokatalitickým a sanitárním efektem na bázi nanočástic pigmentů podle vynálezu spočívá v tom, že obsahuje pojivo na bázi mcthylsilikonové nebo fenylmethylsilikonové pryskyřice a nanočástice anorganických pigmentů s fotokatalytickou aktivitou Nanočástice jsou tvořeny nanostrukturní ananasovou formou TiO? s fotokatalitickou aktivitou v množství I- 20 hm.% a/nebo jsou tvořeny nanostrukturnim ZnO 1-20 hm.%. Nátěrová hmota obsahuje případně SiCl· v množství 1-50 hm.%

Výhodou teto nátěrové hmoty je, že vychází z kombinace vhodného stabilního pojivá nátěrové hmoty s částicemi pigmentů, ktere poskytují žádaný fotokatalytický a baktericidní efekt použitím mcthylsilikonová nebo fenylmethylsilikonova pryskyřice, u kterých se dosáhne optimální propustnosti pro UV zářeni nutné pro vznik fotokatalytickeho efektu Ti O? Absorpční hrana stanovena CV-vis spektrometrií pro obě silikonové pryskyřice leží pod hodnotou vlnové délky ve ktere je TiO; fotokatalvticky aktivní Samotné pojivo na bázi silikonu je odolné vlivu l \ záření, odolává vlhkosti a chemickým vlivům

·· •	• • ♦	·· • v	·· « ·	w	··
•	•	• ·	• *	•
*	•	• · ·	··· ·	•	• *
•	•	• ·	•	•	• *
··	···		··	···	··

TiO₂ na základě své fotoaktivity při vhodné vlnové délce světla účinně rozkládá vlivem vzniklých radikálů organické látky, tedy i nečistoty organické povahy. Další významnou složkou multifunkčního nátěru jsou oxidy kovů jako je ZnO nebo MgO. Tyto látky jsou schopné zastavit růst mikroorganismů.

Složka S1O2 je důležitá při přípravě nátěrové hmoty, je schopna pravidelně rozptýlit nanočástice TiO₂ i ZnO v pojivu. Tímto pravidelným rozptýlením nanočástic se dosáhne velké mezifázové plochy pro umožnění fotokatalýzy. SiO₂ navíc nebrání průniku UV záření.

Příklad provedeni vynálezu

Jednosložková nátěrová hmota podle vynálezu se připraví dispergací anorganických nanočástic v roztoku silikonové pryskyřice. Pro výrobu nátěrové hmoty jsou použita i další aditiva jako je dispergační a stabilizační prostředek.

Multifunkční nátěr s fotokatalytickou a baktericidní účinností této nátěrové hmoty je tvořen nanočásticemi TiO₂, ZnO a SiO₂. Pojivém multifunkčního nátěru je methylsilikonová nebo fenylmethylsilikonová pryskyřice. Multifunkční silikonový nátěr se nanáší jako konečná transparentní povrchová úprava na dříve provedené i nové nátěrové systémy a širokou škálu podkladových materiálů - minerální, dřevěné, kovové neželezné, sklo, keramiku, reaktoplasty i vybrané termoplasty.

Vynález je dále ozřejměn na následujících příkladech. Tyto příklady však neomezují vynález.

Přiklad 1

Postup přípravy a složení nátěrové hmoty je násiedovný: do 85 hm, % roztoku nebo emulze methylsilikonové pryskyřice se za stálého míchání přidá po malých dávkách smáčecí a dispergační prostředek v množství 1 hm. %. Při dispergaci v di sol věru (obvodová rychlost míchadla 25 m/s) se postupně přidává SiO₂ v práškovém stavu v množství 7 hm. %. Po 20 minutách homogenizace se postupně přidává nanostrukturní TiO₂ v množství 5 hm. %. Po smočení částic se zvýší rychlost otáček disolveru na obvodovou rychlost 35-40 m/s. Dispergace se provádí po dobu minimálně 60 minut. Dispergovaná směs se chladí vodou, která proudí v v plášti duplikátorové dispergační nádoby. Následně se sníží otáčky a postupně se přidá 2 hm. % nanostrukturního ZnO v práškové formě a disperguje se dalších 20 minut při obvodové rychlosti míchadla 25 m/s. Z disolveru se vzniklá suspenze přečerpá do perlového mlýnu, kde proběhne samotná vysoko účinná dispergace (doba dispergace 45 minut, mlecí tělíska typu oxidu zirkoničitého o průměru 0,01-0,03 mm). V závěrečné fázi se suspenze přečerpá a při míchání se přidá stabilizační prostředek v množství 0,1 hm. %. Před použitím se vzniklá suspenze naředí na konzistenci 20-25 s (výtokový pohárek 0 4 mm).

Přiklad 2

Tato nátěrová hmota je na rozdíl od nátěrové hmoty uvedené v příkladu 1 na bázi fenylmethyisilikonové pryskyřice a její příprava je analogií přípravy podle příkladu 1.

Hmotnostní podíl silikonové methyl nebo fenylsilikonove pryskyřice v nátěrové hmotě je s výhodou v rozmezí 10-70%, vztaženo k obsahu netěkavych složek.

Nátěrové hmoty připravené podle příkladu 1 a příkladu 2 se válečkem nanesou na betonový podklad (pohledový beton) a nechají se 24 hodin zasychat. Po této době je multifunkční nátěr fotokatalyticky i baktericidně aktivní.

·· • · · • ·· · · • · · · · · ·· ··· ·· ·♦

S výhodou lze tyto fotokatalytické nátěry použít na povrchovou úpravu minerálních podkladů stěn interiérů. Podkladem může být beton, vápeno-cementová omítka nebo sádrokarton. S výhodou lze nátěr použít i na vnější fasády budov tvořené minerálním podkladem. Nátěrem lze povrchově upravit i dřevěné a kovové podklady a to tam, kde je požadováno čištění povrchu od organických nečistot a tam, kde je třeba zajistit baktericidní ochranu.

Tyto multifunkční nátěry mohou být aplikovány v takovém systému, kde základní vrstva je tvořena penetračnim nátěrem (pro minerální podklady a dřevo) nebo antikorozním nátěrem (kovové konstrukční materiály). Další vrstva v těchto nátěrových systémech je nátěr tvořený pigmentovanou (např. barevnou) nátěrovou hmotou. Konečná úprava spočívá v nanesení roztoku multifunkční nátěrové hmoty působící fotokatalyticky a baktericidně. Nátěr na bázi fenylmethylsilikonové pryskyřice lze s výhodou použít do prostředí s vyšší teplotou.

Aplikační technikou pro vytvoření vrstvy multifunkčního silikonového nátěru jsou běžně používané nanášecí techniky, stříkání, válečkování, nátěr štětcem. Multifunkční silikonové nátěry je možné provádět za teplot okolního prostředí v rozmezí 5-50 °C a normální relativní vlhkosti okolí 5O±2O %. Tloušťka suchého multifúnkčního nátěru pro zabezpečení fotokatalytických a baktericidních vlastností se pohybuje v rozmezí 1-100 pm.

Multifunkční silikonový nátěr podle tohoto vynálezu je vhodný především pro nátěry interiérů, stěn v nemocnicích, léčebnách dlouhodobě nemocných, penzionech, hotelích, ubytovnách a sociálních zařízeních. Rovněž je vhodný pro nátěry stěn interiérů obytných domů a všech veřejných prostor. S výhodou lze tento nátěr použít i pro nátěry v exteriéru, kde účinně likviduje organické nečistoty, bakterie, plísně a houby.

Claims

1. Jednosložková nátěrová hmota s fotokatalitickým a sanitárním efektem na bázi nanočástic pigmentů vyznačující se tím, že obsahuje pojivo na bázi methylsilikonové nebo fenylmethylsilikonové pryskyřice a nanočástice anorganických pigmentů s fotokatalytickou aktivitou.

2. Jednosložková nátěrová hmota podle nároku 1 vyznačující se tím, že nanočástice jsou tvořeny nanostrukturni ananasovou formou TÍO2 s fotokatalitickou aktivitou v množství 120 hm.%. ' ' ' ' '

3. Jednosložková nátěrová hmota podle nároku 1 vyznačující se tím, že nanočástice jsou tvořeny n ano strukturním ZnO 1-20 hm.%.

4. Jednosložková nátěrová hmota podle některého z předešlých nároků vyznačující se tím, že obsahuje S1O2 v množství 1-50 hm.%.