CZ303366B6 - Prostredek pro úpravu povrchu s vysoce fotokatalytickým a sanitárním efektem - Google Patents

Prostredek pro úpravu povrchu s vysoce fotokatalytickým a sanitárním efektem Download PDF

Info

Publication number
CZ303366B6
CZ303366B6 CZ20110397A CZ2011397A CZ303366B6 CZ 303366 B6 CZ303366 B6 CZ 303366B6 CZ 20110397 A CZ20110397 A CZ 20110397A CZ 2011397 A CZ2011397 A CZ 2011397A CZ 303366 B6 CZ303366 B6 CZ 303366B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
tio
composition
nanoparticles
photocatalytic
zno
Prior art date
Application number
CZ20110397A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2011397A3 (cs
Inventor
Procházka@Jan
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
Application filed by Advanced Materials-Jtj, S.R.O. filed Critical Advanced Materials-Jtj, S.R.O.
Priority to CZ20110397A priority Critical patent/CZ2011397A3/cs
Priority to RS20160628A priority patent/RS55082B1/sr
Priority to HUE12737468A priority patent/HUE029878T2/en
Priority to DK12737468.4T priority patent/DK2726557T3/en
Priority to CN201280031239.4A priority patent/CN103619966B/zh
Priority to CA2839230A priority patent/CA2839230C/en
Priority to HK14108670.4A priority patent/HK1195331B/xx
Priority to PT127374684T priority patent/PT2726557T/pt
Priority to US14/125,677 priority patent/US9200163B2/en
Priority to SI201230650A priority patent/SI2726557T1/sl
Priority to PCT/CZ2012/000054 priority patent/WO2013000441A1/en
Priority to EP12737468.4A priority patent/EP2726557B1/en
Priority to HRP20161181TT priority patent/HRP20161181T1/hr
Priority to ES12737468.4T priority patent/ES2588767T3/es
Priority to LTEP12737468.4T priority patent/LT2726557T/lt
Priority to PL12737468T priority patent/PL2726557T3/pl
Publication of CZ303366B6 publication Critical patent/CZ303366B6/cs
Publication of CZ2011397A3 publication Critical patent/CZ2011397A3/cs
Priority to CY20161100751T priority patent/CY1117994T1/el

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides 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
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/02—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
    • 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
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/02—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
    • B01J23/04—Alkali metals
    • 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
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/06—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of zinc, cadmium or mercury
    • 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
    • B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
    • B01J35/45—Nanoparticles
    • 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
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/04—Mixing
    • 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
    • C09D1/10—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances lime
    • 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
    • C09D5/16—Antifouling paints; Underwater paints
    • C09D5/1606—Antifouling paints; Underwater paints characterised by the anti-fouling agent
    • C09D5/1612—Non-macromolecular compounds
    • C09D5/1618—Non-macromolecular compounds inorganic
    • 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
    • C09D5/32—Radiation-absorbing paints

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)

Abstract

Prostredek pro úpravu povrchu s vysoce fotokatalytickým a sanitárním efektem na bázi nanocástic TiO.sub.2.n., obsahuje 10 až 500 g nanocástic TiO.sub.2 .n.na 1 litr vody a pojivé složky A, kterou je anorganické pojivo vybrané ze skupiny tvorené ZnO, MgO, CaO, Ca(OH).sub.2.n., Mg(OH).sub.2.n., CaCO.sub.3.n., MgCO.sub.3.n., Na.sub.2.n.CO.sub.3.n., K.sub.2.n.CO.sub.3 .n.v množství 0,1 až 10 % hmotn., vztaženo na hmotnost TiO.sub.2.n.. Prostredek pro úpravu povrchu pro aplikaci na povrchy obsahující minimálne 50 % látek vybraných ze skupiny tvorené CaCO.sub.3.n., MgCO.sub.3.n., ZnO, MgO, CaO, Ca(OH).sub.2.n., Mg(OH).sub.2.n., nebo jejich smesí, obsahuje pouze 10 až 500 g nanocástic TiO.sub.2 .n.na 1 litr vody, poprípade obsahuje nejméne 0,1 % hmotn. H.sub.2.n.CO.sub.3.n., vztaženo na hmotnost TiO.sub.2.n..

Description

Oblast techniky
Vynález se týká prostředku s vysoce fotokatalytickým a sanitárním efektem na bázi nanočástic TiO2 pro úpravu povrchů, jeho přípravy a použití. Prostředek je schopný zabezpečit pomocí fotokatalytické funkce, samočisticí, sanitární, antíbakteriální, protiplísňové povrchové úpravy různých materiálů, zejména zdí staveb.
io
Dosavadní stav techniky
S používáním moderních plastů a systémů klimatizace budov narůstá nutnost odstranění jejich vedlejších účinků, především uvolňování nežádoucích aldehydů a zhruba dalších dvě stě škodlivých látek organického charakteru a zabránění šíření infekcí například rozvodem klimatizace po celé budově.
Základní funkce povrchové úpravy - nátěrů barev a pigmentů vždy spočívala v jejich krycí schopnosti a barevnosti. Postupně však přibývá pokusů dát nátěrům i další funkce. Jedním z historicky prvních nátěrů bylo pravděpodobně hašené vápno, které v čerstvé formě splňovalo jak funkci bílého pigmentu, tak mělo i funkci sanitární. V poslední dekádě se těší značné oblibě pon/tii fundamentálního efektu fotokatalýzy nanočástic TiO2. Přestože byla účinnost fotokatalýzy I iO2 dobře prozkoumána, problémy s aplikací TiO2 do fotoaktivní nátěrové hmoty zatím nebyly uspokojivě vyřešeny.
Účelem je získat nátěrovou hmotu schopnou vytvořit fotokatalytický povrch s maximálním fotokatalytickou účinností a obsahem TiO2.
Při přimíchání nanočástic TiO2 do silikátových anorganických barev dojde typicky k obalení povrchu nanočástic oxidem křemíku a tak k odblokování požadované fotokatalýzy. Druhý nejčastější způsob inkorporace nanočástic TiO2 do kompozice nátěrové barvy je jejich přímé vmíchání do akrylátové barvy. Problém tohoto řešení spočívá ve fotokatalytické agresivitě TiO2 nanočástic, které fotochemicky rozloží a doslova spálí okolní organický akrylát. Výsledkem je silné křídování a zároveň žloutnutí takového nátěru. Přimíchávání TiO2 se stabilními polymery do barvy problém pouze mírní, ale neřeší kompletně.
Použití nanočástic TiO2 v kompozici barvy na bázi silikónů je opět limitováno neboť silikony, podobně jako silikáty, efektivně blokují povrch TiO2 a tím i fotokatalýzu.
V dosud známých nátěrových hmotách s fotokatalytickým účinkem na bázi nanočástic TiO2 dochází k obalení nanočástic TiO2 některou s komposic nátěrové hmoty a tím i k utlumení jeho katalytických schopností likvidovat organické látky zejména zplodiny kouření či některých rozpouštědel, například aldehydů, jejíchž zdrojem jsou plasty, nový nábytek a podobně.
Podstatně vyšší účinky vykazuje muItifunkční nátěr podle patentu CZ 300735, který obsahuje až 90 % TÍO2. Patent CZ 300735 popisuje nátěr s fotokatalytickým a sanitárním efektem na bázi nanočástic TiO2, který je tvořen vysoce porézní hmotou, vzniklou společnou reakcí nejméně dvou složek na jejímž povrchu jsou zachyceny nanočástice TiO2. První složka je nerozpustná sloučenina vápníku a druhá složka je ve vodě rozpustný síran.
Pro porovnání uvádíme testy odbourávání hexanu na nátěru FN® 2 podle patentu CZ 300735 naneseného na střešní tašce:
Koncentrace hexanu byla na počátku experimentu cca 700 ppm (nástřik 10 microL). Vlastní experiment probíhal v etapách: 20 min tma a dalších 50 min osvit UV-A. Degradace hexanu byla sledována plynovým chromatografem a byla srovnávána s rychlostí degradace čistými nano TiO2 - Degussa P25 (5 g TiO2/m2) - teoretické maximum.
Rychlost degradace hexanu podle GC byla:
nano TiO2 - Degussa P 25 - 4,1 mmol/h/m2;
nátěr FN*2 - 2,4 mmol/h/m2.
Nátěr FNl,e2 na povrchu střešní tašky vykazoval 59 % fotokatalytické účinnosti Degussa P 25 (100 %), přičemž podíl pojivá proti TiO2 byl 22 %. Závislost koncentrace pojivá a fotokatalytické účinnosti není lineární a tento 22 % podíl snížil účinnost nátěru proti teoretické o 41 %.
Běžné fotokatalytické nátěry na bázi TiO2 u nichž jsou použita organická pojivá nebo silikáty vykazují o řád nižší fotokatalytický účinek než nátěry podle patentu CZ 300735. Silikátový komerční fotokatalytický nátěr, který byl použit jako referenční vzorek v grafu na obr. 1 vykazoval pouhých 1,5 % účinnosti odbourávání NOX oproti čistému TiC^.
Kromě blokujícího efektu, všechny uvedené nátěrové hmoty a z nich připravené povrchy obsahují vysoký podíl pojiva-desítky procent vztaženo na množství nano TiO2 a redukují tak dále jeho fotokatalytický účinek.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody odstraňuje prostředek pro úpravu povrchů s vysoce fotokatalytickým a sanitárním efektem, který podle vynálezu spočívá v tom, že obsahuje 10 až 500 g nanočástic TÍO2 na 1 litr vody a pojivou složku A, kterou je anorganické pojivo vybrané ze skupiny tvořené ZnO, MgO, CaO, Ca(OH)2, Mg(OHh, CaCO3, MgCO3 nebo Na2CO3 v množství 0,1 až 10 % hmotn. vztaženo na hmotnost TÍO2, která vytváří po nanesení a zaschnutí vrstvu obsahující minimálně 90% hmotn. T1O2.
Způsob přípravy prostředku spočívá v tom, že se nanočástice TiO2 rozmíchají ve vodě a za intenzivního míchání se vytvoří suspenze TiO2 ve vodě. K této suspenze se přidá roztok nebo suspenze pojivé složky A. Za současného intenzivního míchání při teplotě 5 až 50 °C dochází prakticky okamžitě k silnému zhoustnutí suspenze.
Výsledkem je hustá stabilní nátěrová hmota jogurtové nebo smetanové konzistence, kterou lze natřít nebo nastříkat na různé materiály, zejména zdi staveb, na nichž se vytvoří porézní povrch s vysoce katalytickým účinkem. Účinek těchto vrstev se blíží teoretickým hodnotám fotokatalytického efektu samotného TÍO2 díky vysokému obsahu nanočástic TiO2 a jeho dokonale přístupnému povrchu.
V případě úpravy povrchu již obsahujícího pojivou složku A zejména ZnO, MgO, Na^O^ Ca(OH)2, CaCO3, MgCO3, jako například vápencové stěny, popřípadě povrchy upravené nátěrem s vysokým obsahem pojivé složky A, je dále předmětem vynálezu prostředek pro úpravu povrchů s vysoce fotokatalytickým a sanitárním efektem, který podle vynálezu spočívá v tom, že obsahuje pouze 10 až 500 g nanočástic TiO2 na 1 litr vody, popřípadě obsahuje dále nejméně 0,1 % hmotn. H2CO3, vztaženo na hmotnost TiO2.
Při této aplikaci přípravek může navíc obsahovat i pojivou složku A.
Stabilita samotné suspenze TiO2 ve vodě bez přídavku pojivé sloky A je však při teplotě 5 až 50 °C po intenzivním míchání nízká a proto je prakticky nutné neustálé míchání během aplikace
-2CZ 303366 B6 prostředku na zeď. Při kontaktu s pojivou složkou A obsaženou na povrchu prostředek vytvoří vazbu a pevně drží na upravovaném povrchu.
Stabilita samotné suspenze TiO2 ve vodě při teplotě 5 až 50 °C po přídavku pojivé složky A je naopak velmi vysoká, jak ukazuje tabulka 3 uvádějící sedimentace prostředků po 5 dnech. Vybrané látky zpomalují sedavost prakticky na nulu, zatímco jiné nemají na zpomalení sedimentace žádný vliv.
Obsah použitých pojiv v přípravcích podle vynálezu je zcela minimální a zatím nikdy nebyl io podobný pojivý efekt super nízkých koncentrací anorganických materiálů nikde uveden. Díky tak nízkým koncentracím pojivá lze dosáhnout fotokatalytíckých účinností přes 90 % oproti TiO2 aktivní látce.
Přestože pojivý efekt musí souviset s vytvořením nějakého typu povrchových vazeb s TiO2, nejíš sou naprosto jasné souvislosti nebo povaha tohoto jevu. TiO2 je sám prakticky zcela inertní a mnohé látky uvedené v příkladech také. Přesto některé takové látky pojivou schopnost vykazují a jiné, od kterých by bylo možné čekat například vytvoření vodíkových vazeb nebo vazbu OH skupin, jsou naprosto neaktivní.
Nátěr se provádí přednostně na strop místnosti, kde je díky cirkulaci vzduchu nejúčinnější. Ke zvýšení účinnosti odstraňování různých pachů, zejména z kouření a vaření, lze zvýšit turbulenci vzduchu u stropu instalací větráku na strop a ozařováním stropu UV lampou.
Čištění nátěru a obnova jeho funkce se provádí jeho občasným osvícením zdrojem intenzivního
UV záření.
Fotokatalytický efekt nanočástic TiO2 je závislý též na síle nanesené vrstvy. Doporučená tloušťka vrstvy se pohybuje v rozmezí 1 až 50 mikrometrů, optimálně 5 až 30 mikrometrů,
Fotokatalytický efekt nanočástic TiO2 způsobuje rozklad organických látek na svém povrchu a zabezpečuje s tím související odstraňování pachů a má antibakteriální vlastnosti.
Z prostředku podle vynálezu se vytváří povrchová vrstva, v níž jsou částice TiO2 volně přístupné okolnímu vzduchu, protože nejsou obaleny pojivém, které by snižovalo jejich katalytický účinek.
Vzhledem k vysokému obsahu TiO2 v nanesené vrstvě po zaschnutí prostředku, který je až 99%, vykazuje tato vrstva téměř shodný katalytický účinek jako má samotná stejná vrstva TiO2.
Příklady provedení vynálezu
Následující příklady ilustrují, ale v žádném případě neomezují prezentovaný vynález.
Příklad 1.
Nanočástice TiO2 o měrném povrchu 50 m2/g (Degussa P25) byly rozmíchány ve vodě v různých koncentracích odpovídajících 20, 30, 50 a 100 g TiO2/litr a převedeny do suspenze pomocí vysoko intenzivního míchání. K těmto suspenzím byla pomalu přidávána různá množství nasyceného roztoku Ca(OH)2 (viz tabulka 1). Koncentrovaný roztok Ca(OH)2 obsahuje maximálně 2 g Ca(OH)2/litr, přičemž pH roztoku je velmi vysoké - 14.
aktivní látka množství (g/l) Pojivá látka množství poj. látky (g/l) poměr poj. Látky v pevné fází (%) pH
TíO2 20 Ca(OHh 1,4 7,0% 9,5
TiO2 30 Ca(OH)2 1,4 4,7% 9
TiO2 50 Ca(OH)2 1,4 2,8% 8.S
TiO2 50 Ca(OH)2 1 2,0% 8
TIO2 100 Ca(OH)2 1 1,0% 6,5
TiO2 30 Ca(OH)2+ Ig ZnO 1 3,3% 7
TiO2 50 Ca(0H)2+ lgZnO 1 2,0% 7
Tabulka I.
Během přídavku roztoku Ca(OH)2 ve všech případech prakticky okamžitě docházelo k velmi silnému houstnutí přípravku. Konečná koncentrace TiO2 byla v několika případech relativně velice nízká - až 20 g/litr. Přídavek Ca(OH)2 byl také velmi nízký a činil l až 1,4 g/litr, což ukazuje na vysokou pojivou účinnost této látky ve vztahu k TiO2. Ve dvou případech bylo také přidáno malé množství ZnO v koncentraci 1 g/litr. Pojivý účinek se přídavkem ještě zvýšil.
Tyto přípravky mají velmi nízkou sedavost, prakticky neutrální pH ajsou ideální z hlediska aplikace na různé povrchy.
Fotokatalytický efekt vrstvy vytvořené prostředkem podle vynálezu byl prokázán rozkladem barviva Rhodamin B na svém povrchu během několika minut po jeho nástřiku a zaschnutí.
Dále byty dělány testy fotonické účinnosti pro konverzi NOX stanovenou metodou ISO 22197-1 filmu z čisté aktivní látky (Degussa P25) oproti stejným způsobem naneseným vrstvám vytvořeným prostředky podle předkládaného vynález (obr. 1), které obsahovaly v jednom litru následující poměr nano T1O2 a pojivé složky A.
a) FN P1 100 g TiO2 + 1 g Ca(OH)2 (A)
b) FN P2 100 g TiO2 + 1 g Ca(OH>2 + 1 g nano-ZnO (A)
Prostředek vykazuje a) 92,5 % účinnosti čisté aktivní látky, b) dokonce 99% oproti čisté aktivní látce (teoretické maximum).
Oba prostředky a), b) byly dále testovány na úhyn velice odolné bakterie Staphylococcus aureus MRSA na fotoaktivním povrchu o stejném složení:
a) 100 gTiO2 + 1 gCa(OH)2 (A)
b) 100 g TiO2 + 1 g Ca(OH)2 + 1 g nano-ZnO (A)
Počáteční koncentrace mikrobů byla 100 000 CFU. Po 80 minutové expozici měkkým UV-A zářením klesla jejich koncentrace na osvíceném aktivním povrchu na nulu. Již po 20 minutách zůstalo z počáteční koncentrace mikroba pouhých 92 CFU na prostředku a) a 46 CFU na prostředku b). Oba prostředky jsou vysoce účinné s tím, že b) má mírně vyšší účinnost.
Účinnost vytvořené vrstvy se dá několikanásobně zvýšit zajištěním turbulentního prostředí a vysokou intenzitou světla např. montáží světla s větrákem a „black light“ zářivkou na strop. Občasné osvícení nátěru zdrojem intenzivního UV záření je používáno kjeho čištění a obnově funkce.
-4CZ 303366 B6
Příklad 2
Nanoéástice TiO2 byly rozmíchány ve vodě v různých koncentracích a převedeny do suspenze pomocí vysoko intenzivního míchání. K těmto suspenzím byla přidávána malá množství zkoumaných pojivých látek a byl pozorován pojivý efekt po přídavku těchto, často kompletně inertních látek. Konečná koncentrace suspenzí činila 20 a 300 g TiO2/litr a typický přídavek pojivých látek činil pouhé 1 až 2 g/litr.
io V následující tabulce 2 jsou uvedeny látky, jejichž pojivý účinek byl zkoumán. Některé fungovaly okamžitě a podobně jako v příkladu 1. docházelo k okamžitému houstnutí suspenzí, okamžitě po prvním přídavku pojivé látky. Tyto přípravky jsou stabilní, mají prakticky nulovou sedavost, neutrální pH a jsou ideální z hlediska aplikace na různé povrchy, knimž vykazují dobrou přilnavost. Koncentrace TiO2 v přípravcích byly 20, 30, 50, 100, 200 a 300 g TiO2, stejné jako v předchozím případě a zkoumané pojivé látky byly přidávány v koncentraci 1 g/litr.
Některé látky nevykazovaly naprosto žádný pojivý účinek a na rozhraní byl La2O3, který sice způsobil určité zhoustnutí suspenze, ale vzápětí její rychlou sedimentaci. Částečný, avšak velice nízký účinek byl pozorován u ZrO2 a beta A12O3. Obecně lze říci, že mezi jednotlivými sloučeni20 námi nebyla nalezena žádná souvislost, která by pojivé vlastnosti vzhledem k TiO2 vysvětlovala. H2CO3 způsobil silné houstnutí přípravku, ale po nanesení a uschnutí vrstvy vykazuje jenom slabé pojivé vlastnosti, ale tento přípravek výborně drží na povrchu obsahujícím látky vybrané ze skupiny tvořené ZnO, MgO, CaO, CaíOH^, Mg(OH)2, CaCO3, MgCO3, Na2CO3, K2CO3
aktivní látka Pojivá látka (1 gl) ; pojivý efekt pH
TÍO2 Να£Ο, ono 7
TiO2 Na^Oj* 0.5g ZnO ano 7
TiO2 K,CO} ano 7
TiOí LiOH ne 10
TiO; NaOH ne 8.5
TiO/ NH<OH ne 11
TiO2 Ca(OH), nno 7
TiO2 (NH4)iSO, ano 6
TiOí Zn$O4 ne 5
TiO2 ZnO ano 5,5
TiO2 MgO ano 5,5
TiO2 Mg(OHh ano 6,5
TiO2 CoCO2 ano 6,5
TiO2 ~1 La,O, ne 6,5
TiOí ZrO2 ne 5
TiO2 A12Oj Beta ne 5
TiOí AI2Oj alfa ne 5
TÍOj Fe3O« ne 5,5
TiO2 Fe2O3 nano červené ne 5,5
TiOí Fe2O3 nano-žluté ne 5,5
TiO2 ano 5
TiOj Etanol ne 5
Tabulka 2.
4CZ 303366 B6
V tabulce 3 jsou uvedeny údaje porovnávající sedimentaci suspenzí o koncentracích 100 a 50 g TiO2/l. Maximální výška sloupce byla 150 mm (výška testovací zkumavky). Zkumavky byly až po okraj naplněny suspenzemi, hrdla byla zalepeny a suspenze ponechána sedat po dobu 5 dnů. Následně byl experiment vyhodnocen a odečteny výše sloupce, kam až poklesly pevné látky v suspenzi.
150 mm suspenze sedimentace -slou pec pevných látek
Aktivní látka A - Pojivá látka < 1 g/l) irotg TÍOi/l 50 g TiOz/l
TiO2 - 15 10
TíO2 Na2CO3 140 80
-1 Ó Na2CO3+ O.Sg ZnO 150
TÍO2 LiOH - 18
TiO2 NH4OH 15 10
TiO2 Ca(OH,2 150 105
tío2 (NH.hSO, 150 130
TiO2 ZnO 150 105
TiO2 MgO 150 115
0 i- Mg(OH)2 150 1 115
TiO2 CaCO3 150 120
i TiO2 La2O3 30 13
í TiO2 ZrO2 25 15
TiO2 A,2O3 Beta 20 10
TiO2 HjCO, 150 115
j ΉΟ2 MgCO3 150 105
' TiO2 Etanol 10
io Tabulka 3
Husté suspenze prostředků byly naneseny na sádrokartonové deky s existujícím akrylovým nátěrem a celá plocha postříkána sprejem s červeným barvivém Rhodaminu B. Za denního světla se všechny testovací plochy odbarvovaly vlivem fotokatalytické degradace barviva během několika minut
Vrstva nátěrové hmoty o složení byla 100 g nano-TiO2/l + l g nano-ZnO byla nanesena na stěny místnosti opatřené akrylátovým nátěrem ve vrstvě o tloušťce 20 mikrometrů. Ihned po nátěru z místnosti zmizely všechny pachy.
Příklad 3
Na venkovní obklad z porézního vápence byl nastříkán ve dvou vrstvách prostředek obsahující 25 pouze suspenzi obsahující 100 g TiO2/l a vytvořen tak prakticky transparentní film s mírným bílým nádechem o tloušťce 5 až 10 mikronů. Jako referenční povrch byly použity jednak Čistý pískovec, jednak pískovec ošetřený nástřikem vápenné vody, na něž byl nastříkán tentýž prostředek. Všechny povrchy byly následně vystaveny, vnějším povětrnostním podmínkám. Vrstva TÍO2
-6CZ 303366 Bó na čistém pískovci vlivem deště zmizela během tří týdnů zatímco na obou ostatních površích, vápenec a pískovec ošetřený nástřikem vápenné vody, zůstala prakticky beze změny. Tyto povrchy si udržují dlouhodobé samočisticí vlastnosti.
Průmyslová využitelnost
Nátěrové hmoty s fotokatalytickým a sanitárním účinkem jsou využitelné jako sanitární nátěry v nemocnicích, biolaboratořích, úřadech a obytných domech, zejména v místnostech pro alergiky a k odstranění nepříjemných pachů z místnosti a provozoven, například v restauracích. Tyto nátěry jsou vhodné i na plochy čistící vzduch od exhalací automobilů, například na vnější fasády domů, betonové silniční zvukové bariéry apod. nebo ochranný nátěr historických objektů. Jsou s výhodou použitelné v živočišné výrobě ke snižování rizika infekčních chorob a epidemií u chovů.

Claims (7)

1. Prostředek pro úpravu povrchů s vysoce fotokatalytickým a sanitárním efektem na bázi nanočástic TiO2, vyznačující se tím, že obsahuje 10 až 500g nanočástic TÍO2 na 1 litr vody a pojivou složku A, kterou je anorganické pojivo vybrané ze skupiny tvořené ZnO,
25 MgO, CaO, Ca(OH)2, Mg(OH)2, CaCO3, MgCO3, Na2CO3, K2CO3 v množství 0,1 až 10% hmotn., vztaženo na hmotnost TiCb.
2. Prostředek pro úpravu povrchů s vysoce fotokatalytickým a sanitárním efektem na bázi nanočástic TiO2, podle nároku 1, pro aplikaci na povrchy obsahující minimálně 50% látek
30 vybraných ze skupiny tvořené CaCO3, MgCO3, ZnO, MgO, CaO, Ca(OH)2, Mg(OH)2, Na2CO3, K2CO3 nebo jejich směsí, vyznačující se tím, že obsahuje pouze 10 až 500 g nanočástic T1O2 na 1 litr vody.
3. Prostředek podle nároku 2, vyznačující se tím, že dále obsahuje nejméně 0,1 %
35 hmotn. H2CO3, vztaženo na hmotnost TiO2.
4. Způsob přípravy prostředku podle nároku 1, vyznačující se tím, že se nanočástice TiO2 smísí s vodou a pri intenzivní homogenizaci vzniklá vodná suspenze se smísí s roztokem nebo suspenzí pojivé složky A při teplotě 5 až 50 °C.
5. Způsob přípravy prostředku podle nároku 2 pro bezprostřední aplikaci na určený povrch, vyznačující se tím, že se nanočástice TiO2 smísí svodou a pri intenzivní homogenizaci vzniká vodná suspenze při teplotě 5 až 50 °C.
45
6. Způsob úpravy povrchů, vyznačující se tím, že se na povrch nanáší prostředek podle nároků 1 a 2 pri teplotě 5 až 50 °C v tloušťce 1 až 50 mikrometrů.
7. Způsob úpravy povrchů, vyznačující se tím, že se na povrch nanáší prostředek podle nároků 1 a 2 při teplotě 5 až 50 °C v tloušťce 5 až 30 mikrometrů.
CZ20110397A 2011-06-30 2011-06-30 Prostredek pro úpravu povrchu s vysoce fotokatalytickým a sanitárním efektem CZ2011397A3 (cs)

Priority Applications (17)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20110397A CZ2011397A3 (cs) 2011-06-30 2011-06-30 Prostredek pro úpravu povrchu s vysoce fotokatalytickým a sanitárním efektem
SI201230650A SI2726557T1 (sl) 2011-06-30 2012-06-21 Sredstvo za površinski nanos z močnim fotokatalitskim in sanitarnim učinkom
PCT/CZ2012/000054 WO2013000441A1 (en) 2011-06-30 2012-06-21 Surface treatment agent with high photocatalytic and sanitary effects
DK12737468.4T DK2726557T3 (en) 2011-06-30 2012-06-21 Glazing agent with high photocatalytic and sanitary effects
CN201280031239.4A CN103619966B (zh) 2011-06-30 2012-06-21 具有高光催化性和清洁性作用的表面处理剂
CA2839230A CA2839230C (en) 2011-06-30 2012-06-21 A liquid agent for surface treatment with high photocalalytic and sanitary effects
HK14108670.4A HK1195331B (en) 2011-06-30 2012-06-21 Surface treatment agent with high photocatalytic and sanitary effects
PT127374684T PT2726557T (pt) 2011-06-30 2012-06-21 Agente de tratamento de superfícies com elevados efeitos fotocatalíticos e sanitários
US14/125,677 US9200163B2 (en) 2011-06-30 2012-06-21 Surface treatment agent with high photocatalytic and sanitary effects
RS20160628A RS55082B1 (sr) 2011-06-30 2012-06-21 Agens za površinsku obradu sa visokim fotokatalitičkim i sanitarnim efektima
HUE12737468A HUE029878T2 (en) 2011-06-30 2012-06-21 Surface treatment with high photocatalytic and health effects
EP12737468.4A EP2726557B1 (en) 2011-06-30 2012-06-21 Surface treatment agent with high photocatalytic and sanitary effects
HRP20161181TT HRP20161181T1 (hr) 2011-06-30 2012-06-21 Sredstvo za površinsko tretiranje s visokim fotokatalitičkim i sanitarnim učinkom
ES12737468.4T ES2588767T3 (es) 2011-06-30 2012-06-21 Agente para tratamiento superficial con efectos sanitarios y fotocatalíticos altos
LTEP12737468.4T LT2726557T (lt) 2011-06-30 2012-06-21 Paviršiaus apdorojimo priemonė, pasižyminti dideliu fotokatalitiniu ir sanitariniu efektyvumu
PL12737468T PL2726557T3 (pl) 2011-06-30 2012-06-21 Środek do obróbki powierzchniowej o wysokich właściwościach fotokatalitycznych i sanitarnych
CY20161100751T CY1117994T1 (el) 2011-06-30 2016-07-29 Παραγοντας επεξεργασιας επιφανειων με υψηλη φωτοκαταλυτικη και υγιεινη προστασια

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20110397A CZ2011397A3 (cs) 2011-06-30 2011-06-30 Prostredek pro úpravu povrchu s vysoce fotokatalytickým a sanitárním efektem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ303366B6 true CZ303366B6 (cs) 2012-08-15
CZ2011397A3 CZ2011397A3 (cs) 2012-08-15

Family

ID=46545578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20110397A CZ2011397A3 (cs) 2011-06-30 2011-06-30 Prostredek pro úpravu povrchu s vysoce fotokatalytickým a sanitárním efektem

Country Status (16)

Country Link
US (1) US9200163B2 (cs)
EP (1) EP2726557B1 (cs)
CN (1) CN103619966B (cs)
CA (1) CA2839230C (cs)
CY (1) CY1117994T1 (cs)
CZ (1) CZ2011397A3 (cs)
DK (1) DK2726557T3 (cs)
ES (1) ES2588767T3 (cs)
HR (1) HRP20161181T1 (cs)
HU (1) HUE029878T2 (cs)
LT (1) LT2726557T (cs)
PL (1) PL2726557T3 (cs)
PT (1) PT2726557T (cs)
RS (1) RS55082B1 (cs)
SI (1) SI2726557T1 (cs)
WO (1) WO2013000441A1 (cs)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2967381C (en) 2014-11-17 2022-11-29 Portland State University Compositions comprising diatom frustules and applications thereof
DE202020106542U1 (de) 2020-11-13 2020-12-07 Pigmentsolution GmbH Linoleum-Granulat für den Aussenbereich
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
KR20230123541A (ko) 2022-02-16 2023-08-24 한림대학교 산학협력단 가시광선 활성 광촉매를 포함하는 광촉매 페인트 및 이의 제조방법
CN115888676B (zh) * 2022-09-28 2024-05-14 电子科技大学长三角研究院(湖州) 一种抑制硝酸盐分解的组合物及制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1405236A (zh) * 2002-11-06 2003-03-26 中山大学 纳米CaCO3/TiO2复合粒子及其制备方法
CZ2006829A3 (cs) * 2006-12-27 2008-07-30 CTC AP a. s. Smesný práškový dekontaminant na bázi TiO2
CZ300735B6 (cs) * 2007-12-11 2009-07-29 Advanced Materials - Jtj, S. R. O. Multifunkcní náter s fotokatalytickým a sanitárním efektem a zpusob jeho prípravy

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004080918A1 (en) * 2003-03-13 2004-09-23 Jan Prochazka Manufacturing of photocatalytic, antibacterial, selfcleaning and optically non-interfering surfaces on tiles and glazed ceramic products
FI116297B (fi) * 2004-01-07 2005-10-31 Kemira Pigments Oy Menetelmä pintojen käsittelemiseksi
PL2452560T3 (pl) 2006-10-12 2014-08-29 Nm Tech Nanomaterials Microdevice Tech Ltd Zastosowanie kompozycji o właściwościach przeciwdrobnoustrojowych
US7919425B2 (en) * 2008-03-26 2011-04-05 Toto Ltd. Photocatalyst-coated body and photocatalytic coating liquid for the same
US20100081563A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Andrew Edgar-Beltran Adhesion and coating integrity of washcoats and overcoats
EP2443076B1 (en) * 2009-06-19 2014-04-09 Granitifiandre S.p.A. Photocatalytic ceramic article and method for its production
CN102220039B (zh) * 2011-04-26 2012-10-10 福州大学 一种室内用光催化涂料及其制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1405236A (zh) * 2002-11-06 2003-03-26 中山大学 纳米CaCO3/TiO2复合粒子及其制备方法
CZ2006829A3 (cs) * 2006-12-27 2008-07-30 CTC AP a. s. Smesný práškový dekontaminant na bázi TiO2
CZ300735B6 (cs) * 2007-12-11 2009-07-29 Advanced Materials - Jtj, S. R. O. Multifunkcní náter s fotokatalytickým a sanitárním efektem a zpusob jeho prípravy

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Mrowetz M, Selli E. :"Journal of photochemistry and Photobiology", Photocatalytic degradation.., 15.5.2006, vol. 180, str. 15-22 *
Zehua Liu, Ranran Miao: "Bioinformatic and Biomedical Engineering Inter. Confwerence", Air Cleaning Paper, 10.5.2011, str. 1-4 *

Also Published As

Publication number Publication date
ES2588767T3 (es) 2016-11-04
US9200163B2 (en) 2015-12-01
LT2726557T (lt) 2016-09-26
HRP20161181T1 (hr) 2016-11-04
EP2726557A1 (en) 2014-05-07
CN103619966A (zh) 2014-03-05
CN103619966B (zh) 2015-12-23
PT2726557T (pt) 2016-08-05
HK1195331A1 (zh) 2014-11-07
WO2013000441A1 (en) 2013-01-03
HUE029878T2 (en) 2017-04-28
CY1117994T1 (el) 2017-05-17
DK2726557T3 (en) 2016-09-12
CA2839230A1 (en) 2013-01-03
SI2726557T1 (sl) 2016-09-30
US20140127414A1 (en) 2014-05-08
PL2726557T3 (pl) 2017-09-29
CZ2011397A3 (cs) 2012-08-15
EP2726557B1 (en) 2016-06-15
RS55082B1 (sr) 2016-12-30
CA2839230C (en) 2016-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2235118B1 (en) Method of application of multifunctional photocatalytic and sanitary paints
CZ303366B6 (cs) Prostredek pro úpravu povrchu s vysoce fotokatalytickým a sanitárním efektem
US20070000407A1 (en) Nano composite photocatalytic coating
JP2011506647A5 (cs)
JPH10259325A (ja) 水性塗料組成物
WO2005044446A1 (en) Nano composite photocatalytic coating
JP2003080078A (ja) 光活性を有する化合物及びその用途
RU2719471C2 (ru) Фотокаталитическая композиция на основе воздушного связующего и ее применение для получения красок на водной основе, в частности, для внутренних работ
JP3122432B1 (ja) 酸化チタン膜形成用溶液の生成方法
JP2001181535A (ja) 環境浄化用光触媒塗料
KR20050010820A (ko) 복합 세라믹스 재료의 제조방법
JP2009263651A (ja) 光触媒コーティング組成物
US20050227119A1 (en) Hydraulic composite material having photocatalytic function and method for production thereof
HK1195331B (en) Surface treatment agent with high photocatalytic and sanitary effects
HK1149044B (en) Multifunctional photocatalytic paint coat and method of preparation thereof
CN109021635B (zh) 一种光触媒墙体保护剂及其制备方法与应用
KR20030066485A (ko) 광촉매를 이용한 건축 구조물의 코팅방법