CZ310318B6 - Antimikrobiální hydrofobizační kapalina pro povrchovou ochranu savých minerálních materiálů - Google Patents
Antimikrobiální hydrofobizační kapalina pro povrchovou ochranu savých minerálních materiálů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ310318B6 CZ310318B6 CZ2021-587A CZ2021587A CZ310318B6 CZ 310318 B6 CZ310318 B6 CZ 310318B6 CZ 2021587 A CZ2021587 A CZ 2021587A CZ 310318 B6 CZ310318 B6 CZ 310318B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- microparticles
- nanoparticles
- antimicrobial
- siloxanes
- emulsion
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 title claims abstract description 9
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000005871 repellent Substances 0.000 title 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 44
- -1 siloxanes Chemical class 0.000 claims abstract description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 14
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 14
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 8
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 6
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 claims description 5
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 5
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 abstract description 3
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 46
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 10
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 description 8
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 6
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 6
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 6
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 5
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 5
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- MARCAKLHFUYDJE-UHFFFAOYSA-N 1,2-xylene;hydrate Chemical group O.CC1=CC=CC=C1C MARCAKLHFUYDJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3OC2=C1 GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000000035 biogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/04—Oxides; Hydroxides
- C01G23/047—Titanium dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G3/00—Compounds of copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G3/00—Compounds of copper
- C01G3/02—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G5/00—Compounds of silver
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G53/00—Compounds of nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G9/00—Compounds of zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G9/00—Compounds of zinc
- C01G9/02—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/04—Polysiloxanes
-
- 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
- C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
- C09D5/022—Emulsions, e.g. oil in water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
Vynález se týká antimikrobiální hydrofobizační kapaliny pro povrchovou ochranu savých minerálních materiálů, která obsahuje vodnou emulzi siloxanů s podílem siloxanů v rozmezí 3 až 12 % hmotn. celkové hmotnosti emulze, která dále obsahuje nanočástice a/nebo mikročástice kovů a/nebo jejich oxidů s antimikrobiálními vlastnostmi v množství 0,001 až 8 % hmotn. vzhledem k původní vodné emulzi siloxanů pro nanočástice a v množství 0,1 až 8 % hmotn. vzhledem k původní vodné emulzi siloxanů pro mikročástice, přičemž velikost nanočástic je v intervalu 5 až 1000 nm a velikost mikročástic je v intervalu 1 až 50 µm.
Description
Antimikrobiální hydrofobizační kapalina pro povrchovou ochranu savých minerálních materiálů
Oblast techniky
Vynález se týká antimikrobiální hydrofobizační kapaliny pro povrchovou ochranu savých minerálních materiálů.
Dosavadní stav techniky
Savé minerální materiály jsou představovány například geopolymery. To jsou anorganické polymery vznikající polykondenzací hlinitokřemičitanů v zásaditém prostředí, kterého se obvykle dosahuje pomocí speciálních „aktivátorů“, tedy koncentrovaných roztoků hydroxidů či oxidů alkalických kovů. Jako základ pro geopolymery pak lze použít například metakaolinové cementy či bezuhlíkatý odletový popílek s vysokým obsahem oxidu křemičitého a hlinitého, který lze využít i k výrobě běžného betonu. Při geopolymeraci vzniká 3D zeolitická struktura a tento proces imituje přírodní vytvrzování hornin.
Geopolymery lze využívat jako alternativu k běžnému portlandskému cementu, což je nejčastěji používaný základ pro beton. Mezi jejich výhody patří především lepší pevnost v tahu, odolnost vůči chemikáliím a vysokým teplotám a nižší energetické nároky pro výrobu. Nevýhodou je pak nižší pevnost v tahu za ohybu a vysoká zásaditost, která znemožňuje využití některých výztuží, především lehkých kovů či běžných skleněných vláken.
Jednou z hrozeb pro minerální stavební materiály je mikrobiální degradace, při které je povrch kolonizován nejrůznějšími mikroorganismy (bakterie, houby, lišejníky a řady), které jej mohou mechanicky narušovat či produkovat chemikálie, které napomáhají zvyšovat jeho rozpustnost či jej rozpouštějí samy. Geopolymery a beton jsou proti tomuto jevu odolné, díky své vysoké zásaditosti, nicméně stále se mohou stát cílem síru oxidujících bakterií, které pomocí biogenních, kyselých sloučenin síry, obvykle sulfan či kyselina sírová, snižují pH povrchu a umožňují jeho kolonizaci jinými mikroorganismy. Toto nebezpečí hrozí především při vystavení dlouhodobé vlhkosti.
Pro ochranu betonů či přírodních kamenů se běžně využívají nejrůznější laky, barvy či nátěry, jejichž účelem je obvykle omezit nasákavost těchto materiálů a odpuzovat vodu, což ztěžuje jejich kolonizaci mikroorganismy a geopolymerům či betonu pomáhá si zachovat přirozené antimikrobiální vlastnosti.
Podstata vynálezu
Podstata antimikrobiální hydrofobizační kapaliny podle vynálezu pro povrchovou ochranu savých minerálních materiálů, zejména geopolymerů spočívá v tom, že antimikrobiální hydrofobizační kapalina je tvořena vodnou emulzí siloxanů s podílem siloxanů v rozmezí 3 až 12 % hmotn. vodné emulze siloxanů, a dále je tvořena nanočásticemi a/nebo mikročásticemi kovů a/nebo jejich oxidů s antimikrobiálními vlastnostmi v množství 0,001 až 8 % hmotn. vzhledem k hmotnosti vodné emulze siloxanů pro nanočástice a v množství 0,1 až 8 % hmotn. vzhledem k hmotnosti vodné emulze siloxanů pro mikročástice, přičemž velikost nanočástic je v intervalu 5 až 1000 nm a velikost mikročástic je v intervalu 1 až 50 μm. Tato kapalina je vhodná i pro silně porézní minerální materiály, které dokáží zachytit v pórech mikročástice a/nebo nanočástice obsažené v kapalině.
- 1 CZ 310318 B6
Kovy a/nebo jejich oxidy s antimikrobiálními vlastnostmi jsou při tom zvoleny ze skupiny stříbro, měď, nikl, zinek, titan, železo, oxid měďnatý, oxid zinečnatý, oxid titaničitý, buď samostatně, nebo v kombinaci.
Ve výhodném provedení je přídavek nanočástic a/nebo mikročástic kovů a/nebo jejich oxidů s antimikrobiálními vlastnostmi v práškové formě.
Pro přidávání přídavku nanočástic kovů a/nebo jejich oxidů s antimikrobiálními vlastnostmi lze s výhodou použít nanočástice v koloidním roztoku, přičemž celkový podíl siloxanů je v rozmezí 1 až 40 % hmotn. antimikrobiální hydrofobizační kapaliny.
Antimikrobiální hydrofobizační kapalina podle vynálezu může dále ke zlepšení stabilizace a zpomalení sedimentace obsahovat organické rozpouštědlo nemísitelné s vodou, například xylen, v množství 0,1 až 50 % hmotn. vodné emulze siloxanů. Po přidání rozpouštědla je nutné emulzi znovu homogenizovat.
Ke zpomalení sedimentace lze přidat zahušťovadlo na bázi celulózy, například hydroxyethylcelulózu, karboxymethylcelulózu, apod. v množství 0,1 až 30 % hmotn. vodné emulze siloxanů.
Příklady uskutečnění vynálezu
Antimikrobiální hydrofobizační kapalina pro povrchovou ochranu savých minerálních materiálů, zejména geopolymerů, je založena na emulzi siloxanů ve vodě. Samostatná vodná emulze siloxanů představuje známý penetrační nátěr, používaný jako předúprava pro nanášení dalších nátěrů, například barev, nebo samostatně jako hydrofobní úprava povrchu materiálů. Tato emulze může být dále upravována přídavkem mikročástic a/nebo nanočástic. Pro zahuštění se přidává hydroxyethylcelulóza. Přídavkem xylenu se emulze převede na vodo-xylenovou emulzi, jejímž účelem je především stabilizace mikročástic a nanočástic.
Antimikrobiální hydrofobizační kapalina podle vynálezu obsahuje vodnou emulzí siloxanu s obsahem siloxanu v rozmezí 3 až 12% hmotnosti ve vodné emulzi. Do této vodné emulze jsou přidány nanočástice nebo mikročástic kovů s antimikrobiálními vlastnostmi jako je stříbro, měď, nikl, zinek, titan, železo a/nebo jejich oxidy, jako jsou oxid měďnatý, oxid zinečnatý, oxid titaničitý, přičemž jsou možné i vzájemné kombinace nanočástic a/nebo mikročástic těchto kovů a/nebo jejich oxidů.
Nanočástice a/nebo mikročástice kovů a/nebo jejich oxidů s antimikrobiálními vlastnostmi se přidávají do roztoku v práškové formě v množství 0,001 až 8 % hmotn. původní siloxanové emulze pro nanočástice a v množství 0,1 až 8 % hmotn. původní siloxanové emulze pro mikročástice, načež se důkladně promíchají, aby se zajistilo jejich rovnoměrné rozptýlení v roztoku. To platí jak pro nezahuštěný, tak zahuštěný roztok. Metoda míchání je libovolná, jen pro feromagnetické kovy, především železo a nikl, není vhodné používat magnetická míchadla. Velikostí mikročástic je v rozmezí 1 až 50 μm v průměru. Tyto mikročástice slouží k zajištění antimikrobiálních vlastností, nicméně je nutné kapalinu před použitím důkladně rozmíchat, vzhledem k rychlé sedimentaci mikročástic v neupraveném roztoku. Nanočástice, jejichž velikost se pohybuje v rozmezí 5 až 1000 nm, mají oproti mikročásticím vyšší stabilitu v roztoku a vyšší specifický povrch, díky čemuž jsou též efektivnější v zajišťování antimikrobiálních vlastností, nicméně jsou výrazně dražší. Z těchto důvodů je nanočástic obvykle využíváno menší množství než mikročástic.
Ke zpomalení sedimentace je možné použít zahušťovadlo, například na bázi celulózy (hydroxyethylcelulóza, karboxymethylcelulóza apod.) či jiných polysacharidů (algináty, xanthan apod.) a to v rozsahu 0,1 až 20% hmotnosti původní siloxanové emulze. Alternativní metodou
- 2 CZ 310318 B6 stabilizace pak může být ještě převedení na emulzi pomocí přidání organického rozpouštědla nemísitelného s vodou, například xylenu, v rozsahu 0,1 až 50% hmotnosti původní siloxanové emulze a následnou opětovnou homogenizací.
Nanočástice mohou být do nátěru dodávány i ve formě vodného koloidního roztoku, vzhledem k tomu, že v této formě bývají prodávány, nebo je v ní lze připravit, například redukcí kovových solí. V takovém případě je použit koloidní roztok nanočástic antimikrobiálně působících kovů, stříbro, měď, nikl, zinek, titan, železo, nebo jejich oxidů v množství 1 až 60 % hmotn. původní vodné emulze siloxanů a obsahuje 0,001 až 50 g/l nanočástic. Tento postup je vhodný především v případě použití koncentrovanější emulze siloxanů, aby nebyla emulze tímto koloidním roztokem příliš naředěna.
Nanočástice, mikročástice a koloidní roztoky lze použít samostatně či ve vzájemné kombinaci, stejně tak jako anitimikrobiálně působící kovy nebo jejich oxidy. Organická rozpouštědla pro emulzifikaci a zahušťovadlo mohou být přidána též samostatně nebo ve vzájemné kombinaci.
Pro ověření uskutečnitelnosti složení a vlastností antimikrobiální hydrofobizační kapaliny pro povrchovou ochranu savých minerálních materiálů podle vynálezu byly realizovány níže uvedené konkrétní příklady kapalin podle vynálezu, které slouží k objasnění vynálezu, nikoliv k jeho omezení.
Příklad 1
První testovací kapalina byla vytvořena pouze ze siloxanové emulze s podílem siloxanu 6 % hmotn. a měděných mikročástic do velikosti 10 μm v průměru s podílem 2 % hmotn. siloxanové emulze.
Takto připravenou kapalinu je možné použít samu o sobě, nicméně je nezbytné ji před použitím důkladně rozmíchat, neboť mikročástice v emulzi rychle sedimentují. Využitím je vhodná především pro silně porézní minerální materiály, které dokáží zachytit v pórech větší množství mikročástic. Šestiprocentní obsah siloxanu v emulzi je optimální pro využití jako hydrofobizační nátěr.
Příklad 2
Další testovací kapalina byla vytvořena pouze ze siloxanové emulze s podílem siloxanu 6 % hmotn. a niklových mikročástic o velikosti od 1 do 10 μm v průměru s podílem 2 % hmotn. siloxanové emulze.
Takto připravenou kapalinu je možné použít samu o sobě, nicméně je nezbytné ji před použitím důkladně rozmíchat, neboť mikročástice v emulzi rychle sedimentují. Využitím je vhodná především pro silně porézní minerální materiály, které dokáží zachytit v pórech větší množství mikročástic. Šestiprocentní obsah siloxanu v emulzi je optimální pro využití jako hydrofobizační nátěr. Mikročástice niklu, nebo jiných antimikrobiálně působících kovů, představují alternativu oproti mikročásticím mědi, přičemž též mění výslednou barvu nátěru. V alternativních testovacích kapalinách byly mikročástice niklu nahrazeny mikročásticemi zinku, nebo mikročásticemi titanu, nebo mikročásticemi železa, nebo mikročásticemi oxidu měďnatého, nebo mikročásticemi oxidu zinečnatého, nebo mikročásticemi oxidu titaničitého. Rozměry mikročástic se pohybovaly v intervalu od 1 do 50 μm. Uvedené kovy a/nebo jejich oxidy s antimikrobiálními vlastnostmi byly testovány jak samostatně, tak v kombinacích. Pro všechny kovy a/nebo jejich oxidy s antimikrobiálními vlastnostmi byly v testovacích kapalinách použity mikročástice v množství od 0,1 do 8 % hmotn. vzhledem k průvodní vodné emulzi siloxanů.
- 3 CZ 310318 B6
Příklad 3
Další testovací kapalina je tvořena pouze ze siloxanové emulze s podílem siloxanu 3 % hmotn. a měděných mikročástic do velikosti 10 μm v průměru s podílem 2 % hmotn. siloxanové emulze.
Takto připravenou kapalinu je možné použít samu o sobě, nicméně je nezbytné ji před použitím důkladně rozmíchat, neboť mikročástice v emulzi rychle sedimentují. Využitím je vhodná především pro silně porézní minerální materiály, které dokáží zachytit v pórech větší množství mikročástic. Nižší obsah siloxanové emulze též snižuje hydrofobizační vlastnosti nátěru.
Příklad 4
Další testovací kapalina je tvořena pouze ze siloxanové emulze s podílem siloxanu 12 % hmotn. a měděných mikročástic do velikosti 10 μm v průměru s podílem 2 % hmotn. siloxanové emulze.
Takto připravenou směs je možné použít samu o sobě, nicméně je nezbytné ji před použitím důkladně rozmíchat, neboť mikročástice v emulzi rychle sedimentují. Vyšší obsah siloxanu například umožňuje dodatečné ředění směsi nebo je vhodný pro přípravu emulzí s organickými rozpouštědly, kterých může být použito až 50 % původní hmotnosti siloxanové emulze, nebo pro zesílení povrchové vrstvy.
Příklad 5
Další testovací kapalina byla vytvořena ze siloxanové emulze s podílem siloxanu 6 % hmotn., hydroxyethylcelulózy v podílu 2 % hmotn. siloxanové emulze jakožto zahušťovadla a měděných mikročástic do velikosti 10 μm v průměru s podílem 1 % hmotn. siloxanové emulze.
V takto připravené kapalině je výrazně omezena sedimentace mikročástic díky zahuštění roztoku, nicméně opět je nutné důkladné rozmíchání, především pro zabránění hrudkování hydroxyethylcelulózy, které pro důkladné zahuštění stačí relativně malý hmotnostní podíl. Při nanesení na porézní materiál se mikročástice koncentrují především v povrchové vrstvě, kde vzniká i vrstva samotného zahušťovadla, po jeho případném odstranění však materiál zůstává hydrofobní díky penetračním vlastnostem siloxanové emulze.
Příklad 6
Další testovací kapalina byla vytvořena ze siloxanové emulze s podílem siloxanu 6 % hmotn., hydroxyethylcelulózy v podílu 2 % hmotn. siloxanové emulze jakožto zahušťovadla a stříbrných mikročástic do velikosti 10 μm v průměru s podílem 0,1 % hmotn. siloxanové emulze.
Stříbro je efektivnější antimikrobiální prostředek než měď, a pro zajištění antimikrobiálních vlastností je možné jeho využití v menším množství než například mědi.
Příklad 7
Další testovací kapalina byla vytvořena ze siloxanové emulze s podílem siloxanu 6 % hmotn., xylenu s podílem 10 % hmotn. celkové hmotnosti výsledné emulze a měděných mikročástic do velikosti 10 μm v průměru s podílem 2 % hmotn. siloxanové emulze. Kapalina byla následně emulzifikována.
Účelem převodu kapaliny na emulzi s jiným rozpouštědlem, obvykle organickým, například xylenem, je stabilizace mikročástic či nanočástic, případně v kombinaci se zahušťovadlem.
- 4 CZ 310318 B6
Příklad 8
Další testovací kapalina byla vytvořena ze siloxanové emulze s podílem siloxanu 6 % hmotn. a koloidního roztoku nanočástic stříbra o velikosti 20 až 50 nm s koncentrací 50 mg/l. Podíl tohoto roztoku byl 10 % hmotn. oproti celkové výsledné hmotnosti emulze. Tím poklesla koncentrace siloxanu na 7,2 % hmotn. a koncentrace stříbrných nanočástic poklesla na 5 mg/l.
Koloidní roztoky jsou alternativní metodou dodání nanočástic do emulze siloxanů, jsou totiž stabilní, nanočástice v nich mohou být přímo dodávány nebo se v takové podobě nanočástice dají připravit, například redukcí kovových solí. Využívání koloidních roztoků je také vhodnější pro přidávání do emulzí s vyšším podílem siloxanů, aby nedošlo k přílišnému rozředění a snížení efektivity hydrofobizace.
Příklad 9
Další testovací kapalina byla vytvořena ze siloxanové emulze s podílem siloxanu 6 % hmotn. a nanočástic mědi dodaných v práškové formě s velikostí do 100 nm a podílem 0,5 % hmotn. emulze siloxanů.
Nanočástice mají vyšší specifický povrch, a tedy vyšší efektivitu a vyšší cenu než mikročástice, je tedy vhodné jich používat menší množství. V alternativních testovacích kapalinách byly nanočástice mědi nahrazeny mikročásticemi niklu, nebo nanočásticemi zinku, nebo nanočásticemi titanu, nebo nanočásticemi železa, nebo nanočásticemi oxidu měďnatého, nebo nanočásticemi oxidu zinečnatého, nebo nanočásticemi oxidu titaničitého. Rozměry nanočástic se pohybovaly v intervalu od 5 do 1000 nm. Uvedené kovy a/nebo jejich oxidy s antimikrobiálními vlastnostmi byly testovány jak samostatně, tak v kombinacích. Pro všechny kovy a/nebo jejich oxidy s antimikrobiálními vlastnostmi byly v testovacích kapalinách použity nanočástice v množství od 0,001 do 8 % hmotn. vzhledem k původní vodné emulzi siloxanů.
Příklad 10
Další testovací kapalina byla vytvořena ze siloxanové emulze s podílem siloxanu 6 % hmotn. a nanočástic stříbra dodaných v práškové formě s velikostí do 100 nm a podílem 0,001 % hmotn. emulze siloxanů.
Stříbro je známé svými silnými antimikrobiálními vlastnostmi, které jsou výrazné i při minimální koncentraci nanočástic, proto je možné je využívat i v malé koncentraci.
Průmyslová využitelnost
Antimikrobiální hydrofobizační kapalinou podle vynálezu lze vytvořit nátěr na bázi penetračního nátěru s příměsí nanočástic či mikročástic, který může být též zahuštěn či převeden na emulzi s organickým rozpouštědlem. Nátěr lze využít pro hydrofobně-antimikrobiální úpravu povrchů minerálních, porézních materiálů, například geopolymerů. Výhodou je, že i při odstranění povrchové vrstvy, především u zahuštěného nátěru, si povrch zachová hydrofobní vlastnosti, díky penetračním vlastnostem siloxanové emulze.
Claims (6)
1. Antimikrobiální hydrofobizační kapalina pro povrchovou ochranu savých minerálních materiálů obsahující vodnou emulzi siloxanů, vyznačující se tím, že podíl siloxanů je v rozmezí 3 až 12 % hmotn. vodné emulze siloxanů, která dále obsahuje nanočástice a/nebo mikročástice kovů a/nebo jejich oxidů s antimikrobiálními vlastnostmi v množství 0,001 až 8 % hmotn. vzhledem k hmotnosti vodné emulze siloxanů pro nanočástice a v množství 0,1 až 8 % hmotn. vzhledem k hmotnosti vodné emulze siloxanů pro mikročástice, přičemž velikost nanočástic je v intervalu 5 až 1000 nm a velikost mikročástic je v intervalu 1 až 50 μm.
2. Antimikrobiální hydrofobizační kapalina podle nároku 1, vyznačující se tím, že kovy a/nebo jejich oxidy s antimikrobiálními vlastnostmi jsou zvoleny ze skupiny stříbro, měď, nikl, zinek, titan, železo, oxid měďnatý, oxid zinečnatý, oxid titaničitý, buď samostatně, nebo v kombinaci.
3. Antimikrobiální hydrofobizační kapalina podle nároku 2, vyznačující se tím, že nanočástice a/nebo mikročástice kovů a/nebo jejich oxidů s antimikrobiálními vlastnostmi jsou v práškové formě.
4. Antimikrobiální hydrofobizační kapalina podle nároku 2, vyznačující se tím, že nanočástice kovů a/nebo jejich oxidů s antimikrobiálními vlastnostmi jsou ve formě koloidního roztoku.
5. Antimikrobiální hydrofobizační kapalina podle libovolného z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že dále obsahuje organické rozpouštědlo nemísitelné s vodou v množství 0,1 až 50 % hmotn. vodné emulze siloxanů.
6. Antimikrobiální hydrofobizační kapalina podle libovolného z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že dále obsahuje zahušťovadlo na bázi celulózy v množství 0,1 až 20 % hmotn. vodné emulze siloxanů.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2021-587A CZ310318B6 (cs) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | Antimikrobiální hydrofobizační kapalina pro povrchovou ochranu savých minerálních materiálů |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2021-587A CZ310318B6 (cs) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | Antimikrobiální hydrofobizační kapalina pro povrchovou ochranu savých minerálních materiálů |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2021587A3 CZ2021587A3 (cs) | 2023-06-28 |
| CZ310318B6 true CZ310318B6 (cs) | 2025-02-19 |
Family
ID=86872142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2021-587A CZ310318B6 (cs) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | Antimikrobiální hydrofobizační kapalina pro povrchovou ochranu savých minerálních materiálů |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ310318B6 (cs) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB834962A (en) * | 1957-04-08 | 1960-05-18 | Union Chimique Belge Sa | Processes and compositions for imparting water-repellency |
| EP1512728A1 (en) * | 2002-05-30 | 2005-03-09 | Toto Ltd. | Photocatalytic coating material, photocatalytic composite material and process for producing the same, self-cleaning water-based coating compositions, and self-cleaning member |
| CZ21553U1 (cs) * | 2010-09-01 | 2010-12-20 | Univerzita Pardubice | Jednosložková nátěrová hmota |
| CZ2010652A3 (cs) * | 2010-09-01 | 2012-07-04 | Univerzita Pardubice | Jednosložková náterová hmota |
| CZ28641U1 (cs) * | 2015-06-22 | 2015-09-14 | Technická univerzita v Liberci | Hydrofobizační impregnační kapalina s nanoaditivy pro zlepšení hydrofobních a dalších užitných vlastností povrchů |
| CZ2015417A3 (cs) * | 2015-06-22 | 2017-01-04 | Technická univerzita v Liberci | Hydrofobizační impregnační kapalina s nanoaditivy pro zlepšení hydrofóbních a dalších užitných vlastností povrchů |
-
2021
- 2021-12-21 CZ CZ2021-587A patent/CZ310318B6/cs unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB834962A (en) * | 1957-04-08 | 1960-05-18 | Union Chimique Belge Sa | Processes and compositions for imparting water-repellency |
| EP1512728A1 (en) * | 2002-05-30 | 2005-03-09 | Toto Ltd. | Photocatalytic coating material, photocatalytic composite material and process for producing the same, self-cleaning water-based coating compositions, and self-cleaning member |
| CZ21553U1 (cs) * | 2010-09-01 | 2010-12-20 | Univerzita Pardubice | Jednosložková nátěrová hmota |
| CZ2010652A3 (cs) * | 2010-09-01 | 2012-07-04 | Univerzita Pardubice | Jednosložková náterová hmota |
| CZ28641U1 (cs) * | 2015-06-22 | 2015-09-14 | Technická univerzita v Liberci | Hydrofobizační impregnační kapalina s nanoaditivy pro zlepšení hydrofobních a dalších užitných vlastností povrchů |
| CZ2015417A3 (cs) * | 2015-06-22 | 2017-01-04 | Technická univerzita v Liberci | Hydrofobizační impregnační kapalina s nanoaditivy pro zlepšení hydrofóbních a dalších užitných vlastností povrchů |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| M. B. CHOBBA ET AL: "Ag-TiO2/PDMS nanocomposite protective coatings: synthesis, characterization, and use as a self-cleaning and antimicrobial agent", PROGRESS IN ORGANIC COATINGS, vol. 158, no. 106342, 15 May 2021 (2021-05-15), pages 1 - 17, ISSN: 0300-9440 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2021587A3 (cs) | 2023-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI743772B (zh) | 利用回收廢料改善疏水性及強度的水泥材料及其製備方法 | |
| EP0913370B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von in der Masse hydrophobiertem Beton | |
| CA2687164C (en) | Process to reduce the amount of cr (vi) in a cement-containing composition and a composition comprising cement and coated metallic sulphate particles | |
| CN1220981A (zh) | 用于制备轻质集料的乳浊液 | |
| CZ294864B6 (cs) | Přísada vhodná pro začlenění do cementové směsi a způsob přípravy cementové směsi | |
| CN111908820B (zh) | 一种包含磺化纤维的微纳米材料提高混凝土强度和韧性的方法 | |
| CZ310318B6 (cs) | Antimikrobiální hydrofobizační kapalina pro povrchovou ochranu savých minerálních materiálů | |
| KR19980701210A (ko) | 칼슘계 무기질재의 처리방법 및 그 처리제(Method and agent for treating calcium-containing inorganic material) | |
| CZ35932U1 (cs) | Antimikrobiální hydrofobizační kapalina pro povrchovou ochranu savých minerálních materiálů | |
| Ziegenbalg et al. | Nano-lime-a new material for the consolidation and conservation of historic mortars | |
| DE102010009147A1 (de) | Universelle leichte Strukturpaste | |
| KR100585189B1 (ko) | 수용성 광촉매 도료 조성물 및 그 제조방법 | |
| KR102110294B1 (ko) | 콘크리트용 화학 혼화제 | |
| Patil et al. | Chloride penetration resistance and behaviour under acid attack of metakaolin and silica fume based composite fiber (glass and polypropylene) reinforced high performance concrete | |
| Reju et al. | Investigations on the chemical durability properties of ultra high performance fibre reinforced concrete | |
| CN115504725B (zh) | 具有生物聚集-长效服役协同型胶凝材料及其制备方法 | |
| Sassoni et al. | Photocatalytic hydroxyapatite-titania nanocomposites for preventive conservation of marble | |
| AU2006275688B2 (en) | Cement-containing composition for use with alkali-resistant fiberglass and poles made therefrom | |
| Hisseine | Nano-engineering concrete properties for enhanced performance | |
| RU2143450C1 (ru) | Клеящая композиция | |
| CN117776585B (zh) | 一种混凝土用疏水剂及其制备方法 | |
| Lavanya et al. | Influence of silane treated nano eggshell powder on mechanical and durability properties of concrete | |
| EP4444787A1 (en) | Antimicrobial hydrophobizing liquid for surface treatment/protection of smooth non-absorbent materials containing methyl silicone resin | |
| Ramachandran et al. | Nanophase modification of concrete for Enhancement of microbial properties and durability: Present status and future scope | |
| CONTRERAS MARTINEZ | Development of Restoration Mortars with Enhanced Properties: The Effect of Graphene Oxide-Stabilized Oil-in-Water Pickering Emulsions |