CZ30342U1 - Nátěrová hmota s fotokatalytickou funkcí - Google Patents

Nátěrová hmota s fotokatalytickou funkcí Download PDF

Info

Publication number
CZ30342U1
CZ30342U1 CZ2016-33235U CZ201633235U CZ30342U1 CZ 30342 U1 CZ30342 U1 CZ 30342U1 CZ 201633235 U CZ201633235 U CZ 201633235U CZ 30342 U1 CZ30342 U1 CZ 30342U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
nanoparticles
photocatalytic
nanocomposite
sio
photoactive
Prior art date
Application number
CZ2016-33235U
Other languages
English (en)
Inventor
Jakub Noll
Jaroslav Prudil
František Peterka
Jaromír Jirkovský
Jan Šubrt
Original Assignee
Barvy A Laky Teluria, 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 Barvy A Laky Teluria, S.R.O. filed Critical Barvy A Laky Teluria, S.R.O.
Priority to CZ2016-33235U priority Critical patent/CZ30342U1/cs
Publication of CZ30342U1 publication Critical patent/CZ30342U1/cs

Links

Landscapes

  • Paints Or Removers (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Oblast techniky
Předmětem technického řešení je nátěrová hmota s transparentní nanokompozitní soustavou s fotokatalytickou funkcí, zejména na nové a renovované pláště budov.
Dosavadní stav techniky
Samočisticí a desinfekční účinky systému nátěrové hmoty s transparentní nanokompozitní soustavou s fotokatalytickou funkcí jsou založeny na využití heterogenní fotokatalýzy. Jejím působením dochází na povrchu fotokatalyzátoru vystaveném ultrafialovému záření, např. ozařovaných částicích či vrstvách fotoaktivní formy oxidu titaničitého, k postupné oxidativní degradaci organických látek, včetně mikroorganismů. Nakonec se i ty nej složitější organické molekuly přemění na neškodné jednoduché anorganické sloučeniny, jimiž jsou oxid uhličitý, voda a příslušné minerální kyseliny. Tyto děje jsou podmíněny pohlcováním fotonů v polovodičové elektronové struktuře fotokatalyzátoru, čímž vznikají dvojice oddělených kladných a záporných nábojů. Tyto nábojů se zčásti zachytí na povrchu fotokatalyzátoru, kde poté buď přímo oxidují, resp. redukují adsorbované molekuly, nebo se transformují na vysoce reaktivní radikály, které následně atakují organické látky ve svém okolí. Těmito primárními redoxními ději fotogenerovaných nábojů se zahájí složitý sled radikálových reakcí, které za významné účasti molekulárního kyslíku přítomného ve vzduchu postupně přemění přítomné organické sloučeniny až na zmíněné konečné anorganické produkty. Fotokatalyticky upravené povrchy jsou proto působením slunečního svitu průběžně zbavovány organických komponent adsorbovaných ze vzduchu. Jde např. o všudypřítomné zplodiny spalování, které na běžných površích tvoří lepkavý povlak, na němž pevně ulpívají prachové částice, jež povrch špiní. V případě fotokatalytické úpravy ktomu nedochází a povrch zůstává i v exponovaných lokalitách dlouhodobě čistý, a to průběžným odstraňováním usazujících se nečistot a prevencí růstu řas a jiným mikroorganismů.
Za účelem potlačení samodestrukčního fotokatalytického efektu byla navržena a vyvinuta nanokompozitní soustava s fotokatalytickou funkcí (užitný vzor UV21200 „Kompozitní soustava s fotokatalytickou funkcí“), která se skládá z fotokatalyzátoru a pojivá, přičemž fotokatalyzátorem jsou nanočástice fotoaktivní formy oxidu titaničitého a pojivém nanočástice oxidu křemičitého. Jejich výchozí vodné koloidní suspenze jsou v obou případech stabilizovány povrchovým nábojem nanočástic. Vhodnou volbou poměru nanočástic T1O2 a S1O2 dochází po smíchání jejich suspenzí díky rozdílným elektrickým nábojům obou druhů nanočástic ke vzniku nanokompozitních útvarů, v nichž je centrální nanočástice TiO2 obklopena obalem tvořeným nanočásticemi S1O2. Mikroskopicky bylo potvrzeno, že po aplikaci na tuhý povrch zůstávají tyto nanokompozitní útvary zachovány i ve vzniklé vrstvě. Četné fotokatalytické experimenty a testy urychleného stárnutí prokázaly, že povrchové úpravy na bázi optimalizované nanokompozitní soustavy TÍO2/S1O2 si zachovávají vysokou fotokatalytickou aktivitu vůči menším molekulám běžných usazených i plynných polutantů (těkavé organické sloučeniny, popř. oxidy dusíku), ale zároveň mají výrazně potlačenou schopnost fotokatalyticky odbourávat velké organické molekuly obsažené v materiálu podkladu (např. pojivá nátěrových hmot).
Úkolem předloženého technického řešení je maximalizovat samočisticí a desinfekční působení svrchní fotokatalytické vrstvy tvořené kompozitní soustavou na bázi nanočástic oxidu titaničitého a oxidu křemičitého s fotokatalytickou funkcí, a zároveň minimalizovat fotokatalytický destrukční vliv této svrchní vrstvy na podkladovou fasádní barvu.
Podstata technického řešení
Předmětem tohoto technického řešení je nátěrová hmota, obsahující směs pigmentů a plniv dispergovanou v emulzi silikonové pryskyřice, se svrchní fotokatalytickou vrstvou, tvořenou disperzí směsi nanočástic fotoaktivního oxidu titaničitého T1O2 a oxidu křemičitého S1O2 ve vodě, kde účinnou složkou jsou nanočástice fotoaktivní formy oxidu titaničitého TiO2. Podstata technického řešení spočívá vtom, že pro potlačení degradace organických komponent nátěrové
-1 CZ 30342 Ul hmoty působením fotokatalyzátoru je mezi oběma vrstvami mezivrstva, tvořená nanokompozitní vodnou disperzí nanočástic oxidu křemičitého SiO2 s kopolymerem kyseliny akrylové, kde nanokompozitní částice mají jádro tvořené polyakrylátem, na němž jsou uchyceny nanočástice oxidu křemičitého SiO2 o průměru 10 až 20 nm, přičemž tloušťka mezi vrstvy je v rozmezí 10 až 30 mikrometrů.
Jak již bylo uvedeno, je záměrem tohoto technického řešení maximalizovat samočisticí a desinfekční působení svrchní fotokatalytické vrstvy tvořené kompozitní soustavou na bázi nanočástic oxidu titaničitého a oxidu křemičitého s fotokatalytickou funkcí, a zároveň minimalizovat fotokatalytický destrukční vliv této svrchní vrstvy na podkladovou fasádní barvu. Toho se dociluje optimalizovaným postupem, který zahrnuje postupnou aplikaci (i) fasádní barvy specifické kompozice, (ii) speciální transparentní mezivrstvy s vysokou přilnavostí a chemickými vlastnostmi bránícími průniku radikálů a iontů a (iii) nakonec svrchní fotokatalytické vrstvy tvořené výše zmíněnou nanokompozitní soustavou. Je třeba uvést, že tato soustava na bázi koloidní suspenze nanočástic oxidu titaničitého a oxidu křemičitého je chráněna užitným vzorem CZ 21200 Ul s názvem „Kompozitní soustava s fotokatalytickou funkcí“.
Objasnění výkresu
Na připojených fotografiích (obr. ΙΑ, 1B a 1C) jsou zobrazeny příklady provedení tohoto technického řešení. Nátěrová hmota byla aplikována na několik stěn s různou orientací vůči světovým stranám. Tyto stěny byly postupně natřeny fasádní barvou, oddělující mezivrstvou a svrchní nanokompozitní fotokatalytickou vrstvou. Na fotografiích jsou vidět srovnávací testy technického řešení aplikovaného na fasádní barvu (Obr. 1A), betonovou stěnu (Obr. 1B) a strukturovanou omítku porostlou řasami (Obr. 1C). Fotokatalyticky ošetřené plochy jsou v pravých částech každé fotografie.
Příklady uskutečnění technického řešení
Nátěrová hmota podle tohoto technického řešení obsahuje směs pigmentů a plniv dispergovanou v emulzi silikonové pryskyřice, se svrchní fotokatalytickou vrstvou, tvořenou disperzí směsi nanočástic fotoaktivního oxidu titaničitého TiO2 a oxidu křemičitého SiO2 ve vodě, kde účinnou složkou jsou nanočástice fotoaktivní formy oxidu titaničitého TiO2. Pro potlačení degradace organických komponent nátěrové hmoty působením fotokatalyzátoru je mezi oběma vrstvami mezivrstva, tvořená nanokompozitní vodnou disperzí nanočástic oxidu křemičitého SiO2 s kopolymerem kyseliny akrylové, kde nanokompozitní částice mají jádro tvořené polyakrylátem, na němž jsou uchyceny nanočástice oxidu křemičitého SiO2 o průměru 10 až 20 nm, přičemž tloušťka mezivrstvy je v rozmezí 10 až 30 mikrometrů.
Systém této nátěrové hmoty byl zkušebně aplikován na několik stěn s různou orientací vůči světovým stranám. Tyto stěny byly postupně natřeny fasádní barvou, dále oddělující mezivrstvou a svrchní nanokompozitní fotokatalytickou vrstvou. V současnosti je na všech stěnách jasně patrný ostrý přechod mezi čistými ošetřenými a ušpiněnými neošetřenými plochami (na obr. 1A). Mikroskopická analýza odebraných hloubkových sond neukázala po více než dvou letech od aplikace žádnou destrukci podkladu a makroskopický test neprokázal žádné křídování podkladové barvy. Obdobně průkazný solární samočisticí efekt byl zaznamenán též v případě aplikace systému na betonové zdi (na obr. 1B). Algicidní fotokatalytický efekt systému byl úspěšně testován na stěnách běžně porůstajících zelenými řasami (na obr. 1C).
Od obdobných tuzemských i zahraničních přípravků se liší dvěma zásadními zlepšeními, která principiálně řeší dva hlavní problémy dosavadních fotokatalytických povrchových úprav. Prvním je vysoká transparentnost, docílená výhradním použitím nanočásticových komponent a zamezením jejich aglomerace, což umožňuje povrchové úpravy barevných podkladů, aniž by došlo k jakékoliv změně odstínu či sytosti barvy. Druhou zásadním zlepšením je potlačení tak zvaného samodestrukčního fotokatalytického efektu, kdy působením fotokatalyzátoru docházelo k degradaci organických komponent nátěrových hmot, což například u fasádních barev vedlo k jejich „křídování“ a pozvolné ztrátě barevnosti v důsledku rozkladu molekul organických pigmentů.
CZ 30342 Ul
Předložené technické řešení zahrnuje postupnou aplikaci (i) fasádní barvy specifické kompozice, (ii) transparentní mezivrstvy s vysokou přilnavostí a chemickými vlastnostmi bránícími průniku radikálů a iontů a (iii) nakonec svrchní fotokatalytické vrstvy tvořené výše zmíněnou nanokompozitní soustavou.
Transparentní mezivrstva je tvořena vodnou disperzi směsi organosilikátového pojivá a dalších aditiv. Po aplikaci a zaschnutí vytváří transparentní vrstvu s matným povrchem. Slouží zejména jako účinná zábrana proti negativnímu působení vrchního fotoaktivního nátěru na podkladní vrstvu. Výrazně omezuje možné barevné změny podkladu působením svrchního fotokatalytického nátěru.
V současnosti existují dvě varianty popisovaného systému, obě jsou svým složením určeny zejména ke konečné povrchové úpravě fasádních podkladů z důvodu jejich dlouhodobé ochrany proti působení venkovních vlivů, špinění, biologickému napadení atd.
První varianta zahrnuje:
- chemický prostředek pro likvidaci stávajícího biologického napadení (např. REMAL SANAL
V 1406);
- penetrační prostředek;
- fasádní barvu (např. silikonovou barvu BARLET SILIKON V 4018, kterou lze tónovat);
- mezivrstvu podle tohoto technického řešení, která fyzicky odděluje svrchní fotoaktivní nátěr od barevného podkladu, čímž zabraňuje jeho fotokatalytické degradaci;
- fotoaktivní transparentní nátěr na bázi nanočástic oxidů titaničitého a křemičitého.
Druhá varianta zahrnuje:
- penetrační prostředek (např. BARLET AKRYLÁT PENETRAČNÍ NÁTĚR HLOUBKOVÝ
V 1308);
- mezivrstvu podle tohoto technického řešení, která fyzicky odděluje svrchní fotoaktivní nátěr od barevného podkladu, čímž zabraňuje jeho fotokatalytické degradaci;
- fotoaktivní transparentní nátěr na bázi nanočástic oxidů titaničitého a křemičitého.
První varianta se používá zejména k ošetření nových, ale i renovaci starých povrchů minerálních podkladů (např. vápenocementových omítek, dekorativních omítek akrylátových, silikonových i silikátových, betonů, pórobetonů, povrchů vyrovnaných pomocí různých vyrovnávacích minerálních hmot atd.) a také k ošetření povrchů zdí v interiérech.
Druhá varianta má obdobné použití, ale za podmínky, že starý podklad je dostatečně pevný, vyzrálý, bez biologického napadení a nevykazuje žádné barevné či jiné vizuální defekty. Významně prodlouží životnost stávajícího kvalitního podkladu.
V případě nanokompozitní soustavy, určené pro tvorbu svrchní fotokatalytické vrstvy, se jedná o disperzi směsi nanočástic fotoaktivního oxidu titaničitého a oxidu křemičitého a dalších aditiv ve vodě. Účinnou složkou tohoto přípravku jsou nanočástice fotoaktivní formy oxidu titaničitého, na jejichž povrchu dochází působením UV záření, které je přítomné i v denním světle, ke vzniku oxidačních a redukčních center. Tato centra iniciují oxidačně-redukční reakce molekul nacházejících se v jejich blízkosti. Typickými reakcemi jsou redukce molekulárního kyslíku na peroxid vodíku (slabé oxidační činidlo s desinfekčními účinky) a tak zvaná oxidativní mineralizace organických sloučenin, to je přeměna veškerých organických látek, včetně mikroorganismů, na neškodné anorganické produkty (oxid uhličitý, vodu a příslušné minerální kyseliny). Výsledkem je trvale čistý povrch bez lepkavých organických nánosů, na nichž by se, v případě neošetření popisovaným přípravkem, běžně usazovaly prachové částice a jiné nečistoty. Kromě tohoto samočisticího účinku přípravku je významné též jeho antiseptické působení, které zabraňuje růstu mikroorganismů (virů a bakterií), hub (plísní a lišejníků) i rostlin (řas). Vedle těchto povrchových samočisticích a desinfekčních schopností přípravek rovněž oxiduje organické i anorganické molekuly obsažené ve vzduchu (likviduje viry a bakterie, alergeny, pachy a jiné těkavé organické
-3CZ 30342 Ul sloučeniny), čímž ozdravuje interiéry a prispívává též k celkové očistě životního prostředí (mj. snižováním koncentrací oxidu uhelnatého a oxidů dusíku, to je topných a automobilových emisí). Dále se uvádí, že efektivita fotokatalytického působení je přímo úměrné intenzitě ultrafialového záření, které na povrch ošetřený přípravkem dopadá, a je na plochách přímo osvětlených sluncem velmi vysoká, zatímco na zastíněných venkovních místech a v místnostech dále od oken je snížená, avšak nikoliv nulová. V interiérech je možno fotokatalytickou funkci podpořit umělým zdrojem UV záření.
NÁROKY NA OCHRANU

Claims (1)

1. Nátěrová hmota, obsahující směs pigmentů a plniv dispergovanou v emulzi silikonové ío pryskyřice, se svrchní fotokatalytickou vrstvou, tvořenou disperzí směsi nanočástic fotoaktivního oxidu titaničitého TiO2 a oxidu křemičitého SiO2 ve vodě, kde účinnou složkou jsou nanočástice fotoaktivní formy oxidu titaničitého TiO2, vyznačující se tím, že pro potlačení degradace organických komponent nátěrové hmoty působením fotokatalyzátoru je mezi oběma vrstvami mezivrstva, tvořená nanokompozitní vodnou disperzí nanočástic oxidu křemičitého SiO2
15 s kopolymerem kyseliny akrylové, kde nanokompozitní částice mají jádro tvořené polyakrylátem, na němž jsou uchyceny nanočástice oxidu křemičitého SiO2 o průměru 10 až 20 nm, přičemž tloušťka mezivrstvy je v rozmezí 10 až 30 mikrometrů.
CZ2016-33235U 2016-12-27 2016-12-27 Nátěrová hmota s fotokatalytickou funkcí CZ30342U1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2016-33235U CZ30342U1 (cs) 2016-12-27 2016-12-27 Nátěrová hmota s fotokatalytickou funkcí

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2016-33235U CZ30342U1 (cs) 2016-12-27 2016-12-27 Nátěrová hmota s fotokatalytickou funkcí

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ30342U1 true CZ30342U1 (cs) 2017-02-07

Family

ID=58449046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2016-33235U CZ30342U1 (cs) 2016-12-27 2016-12-27 Nátěrová hmota s fotokatalytickou funkcí

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ30342U1 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ310038B6 (cs) * 2022-12-22 2024-05-29 Nanotec System s.r.o. Kompozitní soustava tepelně stabilizujících vrstev s fotokatalytickou funkcí

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ310038B6 (cs) * 2022-12-22 2024-05-29 Nanotec System s.r.o. Kompozitní soustava tepelně stabilizujících vrstev s fotokatalytickou funkcí

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ohama et al. Application of titanium dioxide photocatalysis to construction materials: state-of-the-art report of the RILEM Technical Committee 194-TDP
US20120201714A1 (en) Method for inactivating virus and article provided with antiviral properties
EA019984B1 (ru) Фотокаталитическое покрытие
SK500242010A3 (sk) Multifunkčný náter s fotokatalytickým a sanitárnym efektom a spôsob jeho prípravy
DE102004021425A1 (de) Verwendung photokatalytischer TiO2-Schichten zur Funktionalisierung von Substraten
CA2839230C (en) A liquid agent for surface treatment with high photocalalytic and sanitary effects
JP2001064583A (ja) 光触媒塗料組成物、光触媒性塗膜、該塗膜被覆物品および該塗膜形成方法
JP5544515B2 (ja) 耐候性・耐汚染性塗膜形成用エマルション塗料の製造方法、そのエマルション塗料及び耐候性・耐汚染性塗膜
CZ30342U1 (cs) Nátěrová hmota s fotokatalytickou funkcí
JPH10167727A (ja) 変性酸化チタンゾル、光触媒組成物及びその形成剤
CN104893375A (zh) 一种有机无机杂化光催化罩面涂料及其制备方法和应用
CN110408243B (zh) 含量子点的可见光光催化功能底涂及其制备方法
KR102419051B1 (ko) Nox 저감 코팅 및 이에 의한 nox 저감 방법
US20160083270A1 (en) A method of degrading contaminants / pollutants from a material and structures for carrying out said method
JP2024152581A (ja) 光触媒塗装体
US11964739B2 (en) Coatings that reduce or prevent barnacle attachment to a marine structure
JP2024152580A (ja) 光触媒塗装体
JP2024152582A (ja) 光触媒塗装体
JP2000063733A (ja) 光触媒機能を有するプレコート鋼板
JP4925980B2 (ja) 光触媒体および光触媒体を用いたコーティング組成物
CZ21553U1 (cs) Jednosložková nátěrová hmota
CZ33848U1 (cs)
CZ33847U1 (cs)
CN120329803A (zh) 一种光催化自清洁水性涂料及其制备方法
JP2018149503A (ja) 防藻方法及び防藻材

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20170207

ND1K First or second extension of term of utility model

Effective date: 20200925

ND1K First or second extension of term of utility model

Effective date: 20231114