ES2431954T3 - Composición fotocatalítica y método para impedir el crecimiento de algas en materiales de construcción - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para proporcionar un revestimiento fotocatalítico sobre un sustrato, que comprende: (a) proporcionar una composición de revestimiento que incluye un ligante de silicato de metal alcalino, uncompuesto aluminosilicato y partículas fotocatalíticas, en donde dichas partículas fotocatalíticasincluyen TiO2 anatasa; (b) aplicar dicha composición de revestimiento sobre un sustrato; y (c) calentar dicha composición de revestimiento y dicho sustrato a una temperatura de 200 ºC o superiorque sea suficiente para formar un revestimiento unido a dicho sustrato.
Description
Composición fotocatalítica y método para impedir el crecimiento de algas en materiales de construcción
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un revestimiento para sustratos inorgánicos, particularmente a una composición de revestimiento que contiene partículas fotocatalíticas, e incluso más particularmente a gránulos inorgánicos (p.ej., gránulos para tejados) revestidos con una composición de este tipo.
Antecedentes de la invención
Los sustratos inorgánicos se han revestido con composiciones que contienen pigmentos para comunicar propiedades del color al sustrato con fines estéticos. Los sustratos revestidos se aplican o adhieren generalmente a soportes específicos para proporcionar un color deseado al objeto. Por ejemplo, a menudo se utilizan gránulos inorgánicos revestidos sobre tela asfáltica bituminosa y tejas de asfalto con superficie granulada. Los gránulos, que están parcialmente embebidos en una superficie de tejas impregnadas de asfalto o de material laminar de fibra revestida de asfalto, forman un revestimiento que proporciona intrínsecamente resistencia a la intemperie, resistencia al fuego, y una superficie exterior decorativa. La capa de gránulos para tejados funciona como una capa protectora que protege el material bituminoso y el material base de la degradación tanto solar (p.ej., de la radiación ultravioleta) como medioambiental.
Los sustratos inorgánicos se revisten generalmente aplicando una suspensión que contiene un ligante inorgánico y partículas de pigmento sobre el sustrato. En forma granulada, el material inorgánico se calienta en un horno giratorio y se mezcla con la suspensión de ligante inorgánico y partículas de pigmento. Los gránulos inorgánicos revestidos primero se secan y después se cuecen a temperaturas superiores a 170 ºC para insolubilizar el ligante. El gránulo revestido resultante tiene un revestimiento endurecido que muestra una coloración seleccionada debido a la inclusión de los pigmentos.
Los gránulos revestidos se producen y se seleccionan a menudo para proporcionar un color deseable a una estructura o construcción terminada. Es deseable que el color sea consistente a lo largo del tiempo para mantener el aspecto de la construcción. La decoloración de las tejas de tejados y otros materiales de construcción debido a infestación por algas se ha convertido en especialmente problemática en los últimos años. Las algas tienden a crecer en los materiales de construcción en áreas en donde la humedad queda retenida. La decoloración se ha atribuido a las algas verde-azuladas, Gloeocapsa magma, acarreadas como partículas aero-transportadas. La infestación puede ser particularmente grave en tejas de asfalto.
Sería una ventaja proporcionar una composición de revestimiento que sea capaz de impedir el crecimiento de las algas en materiales de construcción que incorporan sustratos inorgánicos revestidos.
Compendio de la invención
La presente invención proporciona una composición de revestimiento para sustratos. La incorporación de la presente invención sobre los sustratos impide el crecimiento de las algas en materiales de construcción que utilizan sustratos revestidos. La presente invención se refiere a una composición de revestimiento, a un artículo revestido que resulta de la aplicación de la composición de revestimiento, y a un procedimiento para revestir un artículo con la composición de la invención.
La composición de revestimiento de la presente invención incluye generalmente un ligante silicato y una pluralidad de partículas fotocatalíticas. El ligante silicato funciona como el agente de unión para establecer el revestimiento sobre el sustrato. Una pluralidad de partículas fotocatalíticas están dispersadas por todo el ligante silicato. Después de la insolubilización del ligante silicato, la pluralidad de partículas fotocatalíticas están unidas en el revestimiento. Las partículas están incluidas en una cantidad que proporciona una distribución suficiente de las partículas por todo el revestimiento resultante. Una distribución suficiente de las partículas indica que al menos una parte de algunas de las partículas individuales están expuestas sobre la superficie del revestimiento para suprimir o impedir el crecimiento de las algas. Las partículas fotocatalíticas incluidas en la composición de revestimiento son TiO2 anatasa.
La composición de revestimiento se aplica sobre sustratos. Los sustratos adecuados para usar con la invención deben ser capaces de resistir las temperaturas de cocción del procedimiento de revestimiento requerido para unir la composición de silicato al sustrato. Los sustratos preferidos incluyen gránulos inorgánicos, roca, arcilla, materiales cerámicos, hormigón o metal.
En un aspecto de la invención, se fabrican una pluralidad de gránulos para tejados. Cada uno de los gránulos para tejados incluye un gránulo inorgánico con un revestimiento aplicado sobre una superficie exterior del gránulo inorgánico. El revestimiento incluye una cantidad de ligante de silicato que une el revestimiento al gránulo inorgánico. El revestimiento incluye una pluralidad de partículas fotocatalíticas. Las partículas fotocatalíticas están distribuidas de forma suficiente por todo el revestimiento de manera que al menos una parte de algunas de las
partículas están expuestas sobre la superficie del revestimiento.
El artículo resultante de la presente invención, cuando se utiliza en materiales de construcción, protege a los materiales de construcción de la degradación por la luz solar y el medioambiente. El revestimiento resultante disminuye la transmitancia de La radiación UV y de ese modo disminuye la exposición del sustrato subyacente a la degradación por luz solar. La presente invención es capaz de disminuir la transmitancia UV hasta aproximadamente 2 % o menos, y preferiblemente aproximadamente 1 % o menos. Las partículas fotocatalíticas también impiden el crecimiento de algas sobre los sustratos que contienen el revestimiento.
Para los fines de la presente invención, los términos siguientes usados en esta solicitud están definidos como sigue:
“gránulo” se usa ampliamente y significa compuestos que tienen un diámetro desde aproximadamente 300 micrometros hasta aproximadamente 1.600 micrometros;
“gránulo inorgánico” significa gránulos de roca, mineral, arcilla, material cerámico, u hormigón;
“partícula” significa compuestos que tienen un tamaño medio de partícula en el intervalo de aproximadamente 1 nm hasta aproximadamente 1.000 nm; y
“resistente a las algas” significa capacidad para impedir o inhibir el crecimiento de todas las formas de algas, incluidas la forma normalmente asociada con causar decoloración de los tejados y de otras superficies.
Descripción detallada
La presente invención requiere la aplicación de una composición de revestimiento, que contiene un fotocatalizador, sobre un sustrato. La composición de revestimiento es capaz de impedir el deterioro por el sol y por el medioambiente de los materiales de construcción que utilizan un sustrato revestido con la composición de la invención.
La composición de revestimiento de la presente invención es generalmente una suspensión acuosa que contiene un ligante inorgánico y una pluralidad de partículas fotocatalíticas. La composición se calienta a elevadas temperaturas para producir un revestimiento de tipo cerámico sobre los sustratos. Así, la composición debe resistir temperaturas de al menos aproximadamente 170 ºC, y preferiblemente hasta aproximadamente 650 ºC, sin mostrar degradación térmica.
La función del ligante inorgánico en la composición es adherir el revestimiento a un sustrato inorgánico deseado. El ligante inorgánico es un agente ligante de silicato de metal alcalino. Los agentes ligantes de silicatos alcalinos incluyen los seleccionados del grupo que consiste en silicato de litio, silicato de potasio, silicato de sodio, o combinaciones de los mismos. El silicato de metal alcalino se designa generalmente M2O:SiO2, donde M es litio, potasio o sodio. La relación en peso de SiO2 a M2O varía desde aproximadamente 1,4:1 hasta aproximadamente 3,75:1. Preferiblemente, la relación en peso en el intervalo de aproximadamente 2,75:1 hasta aproximadamente 3,22:1. De aproximadamente 38 % hasta aproximadamente 41 % de sólidos en solución, la cantidad de ligante inorgánico incluido en la composición de revestimiento está en el intervalo de aproximadamente 14 hasta aproximadamente 30 partes en peso por mil partes en peso de gránulos, y preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 17 hasta aproximadamente 22 partes en peso por mil partes en peso de gránulos.
Una pluralidad de partículas fotocatalíticas se incluyen en la composición de revestimiento de la presente invención. Los fotocatalizadores, después de la activación o exposición a la luz solar, establecen tanto sitios de oxidación como de reducción. Estos sitios son capaces de impedir o de inhibir el crecimiento de las algas sobre el sustrato. Las partículas fotocatalíticas incluyen TiO2 anatasa. Opcionalmente, además, pueden usarse fotocatalizadores que incluyen ZnO, WO3, SnO2, CaTiO3, Fe2O3, MoO3, Nb2O5, TixZr(1-x)O2, SiC, SrTiO3, CdS, GaP, InP, GaAs, BaTiO3, KNbO3, Ta2O5, Bi2O3, NiO, Cu2O, SiO2, MoS2, InPb, RuO2 CeO2, Ti(OH)4, o combinaciones de los mismos. Un catalizador de un metal de transición más preferido es el Catalite! 4000, comercializado por Power Surfaces, de Franklin, Tennessee.
Opcionalmente, los fotocatalizadores reseñados pueden combinarse con un metal u óxido metálico seleccionado del grupo que consiste en Pt, Pd, Au, Os, Rh, RuO2, Nb, Cu, Sn, Ni o Fe. La combinación de los fotocatalizadores con los metales u óxidos metálicos reseñados pueden mejorar la actividad fotocatalítica. En la patente de EE.UU. nº 923.988, en la patente de EE.UU. nº 5.518.992, y en la patente de EE.UU. nº 5.994.268 se habla del uso de los metales y el óxido metálico reseñados.
Las características utilizadas para distinguir unas partículas de otras incluyen el tamaño medio de partícula (tamaño de partícula principal) y la superficie específica por peso de partículas. El tamaño medio de partícula se determina por microscopía electrónica bajo la ASTM D3849. La superficie específica por peso de partículas se determina a través de la absorción de nitrógeno según la ASTM D3037 o la ASTM D4820.
La presente invención utiliza una pluralidad de partículas fotocatalíticas que tienen un tamaño medio de partícula en el intervalo de aproximadamente 1 nm hasta aproximadamente 1.000 nm. El tamaño medio de partícula preferido
está en el intervalo de aproximadamente 1 nm hasta aproximadamente 100 nm, con un intervalo más preferido de aproximadamente 10 nm hasta aproximadamente 50 nm. Las partículas que tienen una superficie específica por peso de las partículas de aproximadamente 20 m2/g o más se incluyen generalmente en la composición de la invención. También se prefiere que la superficie específica por peso de las partículas sea de 50 m2/g o más, y lo más preferiblemente 100 m2/g o más. Las partículas fotocatalíticas se añaden a la suspensión en una cantidad suficiente para lograr hasta aproximadamente 25 kg por 1.000 kg de gránulos.
Según la composición de la invención, un compuesto aluminosilicato se añade a la composición para neutralizar el ligante. Los compuestos aluminosilicato convencionales son adecuados para usar con la presente invención. El compuesto aluminosilicato es preferiblemente una arcilla que tenga la fórmula Al2Si2O5(OH)4. Sin embargo, otros compuestos aluminosilicato, como caolín (Al2O3·2Si2O2·2H2O), pueden ser utilizados en la puesta en práctica de la presente invención. El compuesto aluminosilicato está incluido en la composición en una cantidad suficiente para lograr una proporción de hasta 15 partes en peso de aluminosilicato por cada 1.000 partes en peso de gránulos. Preferiblemente, la proporción es de 7 a 13 partes en peso de aluminosilicato por cada 1.000 partes en peso de gránulos. El tamaño de partícula del compuesto aluminosilicato puede variar. Sin embargo, generalmente se prefiere que el aluminosilicato contenga menos que 0,5 por ciento de partículas gruesas (partículas mayores que 0,002 milímetros de diámetro).
Opcionalmente, pigmentos, o combinaciones de los mismos, pueden ser incluidos en la composición y mezclados con las partículas fotocatalíticas para lograr una propiedad deseada del color. Pigmentos adecuados incluirían, por ejemplo, compuestos tales como negro de carbono, óxido de titanio (no activo o rutilo), óxido de cromo, óxido de hierro amarillo, ftalocianina verde y azul, azul ultramar, óxido de hierro rojo, ferritas metal, y mezclas de los mismos. Otros pigmentos convencionales son también adecuados para usar con la presente invención. Los expertos en la técnica son capaces de determinar cantidades de pigmentos adicionales necesarios en una composición para lograr una propiedad específica del color. Los tamaños medios de partícula de los pigmentos reseñados pueden variar. Ciertos pigmentos pueden poseer una fase fotocatalítica. Sin embargo, las fases fotocatalíticas de esos pigmentos no se utilizaron como pigmentos en las aplicaciones de revestimientos.
Opcionalmente, pueden añadirse dispersantes a la composición para ayudar a dispersar las partículas de pigmento opcionales, por toda la composición. El apropiado nivel de dispersión de las partículas en la suspensión ayudará a lograr que un revestimiento sobre un sustrato granular tenga una mayor uniformidad en el color. Tanto a los dispersantes aniónicos como los no iónicos pueden ser adecuados para usar con la presente invención. El dispersante se usa típicamente en una cantidad que varía hasta aproximadamente 20 por ciento en peso de las partículas de pigmento, y preferiblemente de 5 hasta aproximadamente 10 por ciento en peso de las partículas de pigmento. Un ejemplo de un dispersante es la sal sódica del condensado de formaldehido y naftaleno sulfonado comercializado como Rhodacal N a través de Rhodia en Cranbury, Nueva Jersey.
Otros compuestos opcionales incluyen óxidos de zinc y boratos. Estos compuestos se describen en la patente de EE.UU. nº 5.411.803.
En la preparación de la composición para su aplicación a un sustrato inorgánico, el ligante inorgánico se mezcla primero con una parte de agua. La cantidad de agua puede variar dependiendo del tipo de ligante utilizado. Con un ligante de silicato de sodio, se añade agua para lograr una relación de aproximadamente 1 parte de agua en peso hasta aproximadamente 2 partes de solución de silicato de sodio (38 % -41 % de sólidos en solución) en peso. Las cantidades pueden variar dependiendo del ligante inorgánico y otros ingredientes opcionales. Las partículas fotocatalíticas se añaden entonces a la composición junto con cualquiera de los otros ingredientes opcionales.
La composición de la presente invención se aplica sobre un sustrato. Los sustratos capaces de resistir las temperaturas de aplicación de la composición de revestimiento son adecuados para usar con la invención. Los sustratos preferidos incluyen gránulos inorgánicos, roca, arcilla, material cerámico, hormigón, y materiales metálicos. Las composiciones de plástico capaces de resistir las temperaturas de insolubilización pueden también ser utilizadas como sustratos en la presente invención. Los sustratos inorgánicos más preferidos son generalmente roca, mineral,
o material reciclado (p.ej., escoria) en forma granulada que sea capaz de recibir un revestimiento. Materiales inorgánicos adecuados como sustratos incluyen los seleccionados del grupo que consiste en argilita, piedra verde, granito, roca trampa, arena de sílice, pizarra, nefelina sienita, piedra gris, cuarzo triturado, y escoria. Generalmente, el material inorgánico es triturado hasta un tamaño de partícula que tenga un diámetro en el intervalo desde aproximadamente 300 micrometros hasta aproximadamente 1.600 micrometros.
La composición de la presente invención se aplica al sustrato para formar un revestimiento en la superficie externa del sustrato. Para los fines de la invención, el revestimiento se usa para describir una o más capas de revestimientos aplicadas sobre el sustrato a través del uso de la presente composición de la invención. Para los fines de la invención, el término “revestimiento” se refiere preferiblemente a la cubierta completa del gránulo base, aunque esto no se requiera específicamente. El proceso para revestir los sustratos se describe generalmente en la patente de EE.UU. nº 5.411.803. Los gránulos se precalientan inicialmente en horno rotatorio, o medio equivalente, a una temperatura desde aproximadamente 65 ºC hasta aproximadamente 140 ºC. La composición de revestimiento se aplica después para revestir uniformemente los gránulos.
La velocidad de aplicación de la composición al gránulo puede variar dependiendo de la gama de componentes dentro de la composición. Los expertos en la técnica son capaces de determinar esta velocidad apropiada basándose en las gamas previamente reseñadas de todos los componentes. El calor de los gránulos conduce algo de agua en el revestimiento para lograr un nivel de humedad de aproximadamente 0,6 % hasta aproximadamente 1 %. Los sustratos revestidos se calientan después a las temperaturas necesarias para proporcionar la insolubilización del ligante inorgánico y formar por ello un gránulo inorgánico revestido con material cerámico. La insolubilización del ligante hace al ligante suficientemente resistente a disolverse en agua o en material bituminoso. El calentamiento, u horneado, de la composición de revestimiento tiene lugar a temperaturas en el intervalo de 200 ºC o superiores, preferiblemente de aproximadamente 200 ºC hasta aproximadamente 650 ºC y preferiblemente de 200 ºC hasta aproximadamente 538 ºC.
Dependiendo del material inorgánico y del uso final deseado, los sustratos revestidos pueden, opcionalmente, ser tratados posteriormente para mejorar la manipulación del material o realzar la adherencia del sustrato revestido a otros sustratos. Los tratamientos típicos, aunque no sean el objeto de la presente invención, incluyen aceites hidrocarbonados, siliconas y disoluciones químicas inorgánicas, tales como disoluciones de cloruro de magnesio. Una silicona útil se conoce bajo la designación comercial “Tegosivin HL15M7”, un aceite de silicona organosiloxano, disponible de Goldschmidt Chemical, Hopewell, VA. Tradicionalmente, aceite de pizarra, tal como el disponible de Cross Oil & Refining Co. Inc., Smackover, AR, se ha utilizado para controlar el polvo. Los compuestos se añaden a los sustratos revestidos en una cantidad que varía desde aproximadamente 0,0025 hasta aproximadamente 0,7 por ciento en peso de gránulo, dependiendo del material. Los expertos en la técnica son capaces de determinar la cantidad apropiada necesaria para lograr un resultado deseado. Los aditivos se aplican generalmente durante la etapa de enfriamiento del proceso de revestimiento.
Los sustratos revestidos resultantes de la presente invención muestran un revestimiento duradero que contiene las partículas fotocatalíticas. Las partículas fotocatalíticas están suficientemente distribuidas por todo el revestimiento de manera que al menos una parte de algunas de las partículas están expuestas sobre la superficie del revestimiento. Los artículos revestidos, cuando se utilizan en materiales de construcción, son capaces de reducir significativamente la degradación solar o medioambiental de los materiales de construcción que incorporan la presente invención. La presente invención disminuye la transmisión de radiación ultravioleta como se demuestra a través del ensayo de transmisión UV descrito en la sección “Ejemplos”. Cuando la composición de revestimiento se utiliza para revestir gránulos para tejados, los gránulos impiden que la transmisión de luz, particularmente la luz ultravioleta, alcance el asfalto del revestimiento subyacente. Se sabe que la exposición de los asfaltos a la luz UV, especialmente luz en el intervalo desde aproximadamente 290 nm a 430 nm, acelera el efecto indeseable de la intemperie sobre el asfalto dando como resultado la solubilidad en agua, la pérdida de termoplasticidad, el agrietamiento y, por último, el fallo de la teja. Como resultado, la unión adhesiva entre el asfalto y los gránulos se destruye y los gránulos acaban separándose de la base asfáltica.
El porcentaje de la luz actínica transmitida por los gránulos es uno de los medios para evaluar la tendencia de diferentes gránulos a quedar adheridos al asfalto del revestimiento. Generalmente, es deseable tener gránulos con menores porcentajes de transmitancia de la luz UV a medida que proporcionan mejor resistencia a la intemperie por parte de la teja y dan como resultado menor pérdida de gránulos a lo largo del tiempo. Las composiciones del revestimiento de la presente invención son capaces de disminuir la transmitancia de la luz UV hasta aproximadamente un 2 % o menos según el ensayo de Transmitancia UV. Preferiblemente, la transmitancia UV es de aproximadamente un 1 % o menos.
Los sustratos inorgánicos revestidos de la presente invención pueden impedir el crecimiento de varias formas de algas sobre un sustrato revestido. Después de la exposición a la radiación UV, las partículas fotocatalíticas proporcionan un medioambiente que impide o inhibe el crecimiento de las algas. El Ensayo Acelerado de Prevención del Crecimiento de las Algas, descrito en la sección “Ejemplos” indica un ensayo para determinar la eficacia de artículos revestidos en la destrucción de las algas. La presente invención dio como resultado ningún crecimiento de algas según las normas de ensayo.
Los gránulos revestidos de la presente invención son idealmente apropiados para usar en varias aplicaciones en materiales de construcción en áreas donde los materiales son susceptibles al crecimiento de las algas. Por ejemplo, los gránulos revestidos son muy apropiados para usar como gránulos para tejados. Los gránulos revestidos pueden ser aplicados a material base de teja revestida con material bituminoso caliente de un fieltro o fibra de vidrio. Adicionalmente, los gránulos revestidos de la presente invención pueden ser usados en varios productos de interior y exterior tales como, por ejemplo, materiales para tejados, materiales basados en hormigón y cemento, revoques, asfaltos, materiales cerámicos, estuco, lechada, plásticos y vidrio. Ejemplos adicionales incluyen superficies de piscinas, cubiertas de muros, materiales de revestimiento, materiales para suelos, sistemas de filtración, torres de enfriamiento, boyas, diques marinos, muros de contención, muelles y canales para proporcionar una superficie capaz de permanecer exenta de decoloración.
Los siguientes ejemplos no limitantes ilustran adicionalmente la presente invención. A menos que se indique lo contrario, en los ejemplos se usaron los procedimientos de ensayo siguientes. Los materiales y cantidades particulares citados en estos ejemplos, así como otras condiciones y ensayos, se deben interpretar en sentido amplio y no deben contemplarse de ninguna manera de que restrinjan o limiten indebidamente la invención.
Los procedimientos de ensayo utilizados en estos ejemplos son los descritos a continuación.
1. Ensayo de la transmitancia UV:
El procedimiento de ensayo de transmitancia UV se usó para descubrir la efectividad de la adición de partículas fotocatalíticas al revestimiento del gránulo para impedir la transmisión de luz UV. Sorprendentemente, se encontró que los gránulos revestidos con niveles de carga relativamente bajos de TiO2 anatasa fotocatalítico permitió la transmisión UV significativamente menor que los gránulos revestidos de forma similar con niveles de carga superiores de TiO2 rutilo de grado pigmento (no fotocatalíticamente activo).
Para obtener una distribución de tamaño uniforme y estrecha de gránulos para ensayar, los gránulos que se van a ensayar se cribaron usando tamices de mallas 10 y 12. Para el ensayo se escogieron los gránulos que pasan a través del tamiz de malla 10 pero que quedan retenidos en el de malla 12 Los gránulos individuales se colocaron cuidadosamente después en cada uno de los orificios con forma de embudo en una plantilla inferior opaca. La plantilla consiste en 100 orificios con forma de embudo uniformemente espaciados tal que los gránulos encajados en el extremo más ancho del orificio pero no en el extremo más pequeño que permite sólo luz transmitida a través de los gránulos que pasan a través de los orificios. Una plantilla similar se coloca después boca abajo respecto a la primera plantilla en la parte superior de la primera plantilla para mantener los gránulos en su sitio y proporcionar una superficie plana lisa para la colocación de película sensible a la luz en el intervalo UV. Las plantillas también contienen una fila de 10 orificios separados de la cuadrícula de 100 orificios. Una cuña de paso se coloca sobre esta fila de 10 orificios en la plantilla inferior de manera que cada uno de los 10 orificios permite una transmitancia de luz progresivamente mayor que el orificio previo. Las dos plantillas están apoyadas en la parte de arriba de una caja opaca que contiene una lámpara equipada con una bombilla fotoprotectora General Electric R-2. La parte superior de esta caja contiene un filtro que corta la luz por encima de aproximadamente 430 nm pero permite que longitudes de onda por debajo de esta atraviesen sobre la parte expuesta de los gránulos en la plantilla inferior y sobre los orificios con el filtro de la cuña de paso. La película sensible al UV, película Kodak Polychromate III, se situó boca abajo cubriendo los orificios en las plantillas, incluidos los orificios de la cuña. Una placa se situó sobre la película para mantenerla en su sitio. La luz se encendió para exponer la película en áreas donde la luz era transmitida a través de los gránulos. Se usó un temporizador para controlar el tiempo de la exposición de manera que el primero de los orificios de la cuña de paso diera como resultado una apenas visible marca de exposición sobre la película. Esto permite la exposición constante de los gránulos entre diferentes pruebas.
Después de la exposición y desarrollo de la película, se contaron y registraron en forma de porcentaje el número de manchas visibles resultantes en el retículo de 100 orificios que contiene gránulos. Cuanto menor era el porcentaje más efectivos eran los gránulos en impedir la transmitancia UV y mejor cumplían con este criterio de gránulos para tejados.
2. Ensayo acelerado de prevención del crecimiento de algas
Para evaluar las propiedades de prevención del crecimiento de las algas de muestras de tejas reales en un entorno de laboratorio acelerado se usó el siguiente procedimiento de ensayo. Este procedimiento permite la evaluación de varias formulaciones catalíticas en una muestra de la teja completa para simular el entorno de un tejado real. Además, también se usó un medio de cultivo que simula la lluvia urbana real para tener en cuenta cualquiera de los componentes en el agua de lluvia que puedan afectar a la actividad fotocatalítica.
El aparato de ensayo consiste en una serie de botellas de plástico de 10 cm de diámetro colocadas en sentido longitudinal sobre una base de un Bellco Cell Production Roller fabricado por Bellco Glass Inc. de Vineland, NJ. Por encima de las botellas está situado un panel de lámparas que proporciona tanto luz visible como ultravioleta que se acerca al intervalo de luz disponible en un tejado aunque a una intensidad menor. El tablero de luces consiste en 23 bombillas fluorescentes compactas DuluzR de luz blanca suave Sylvania de 23 W, una luz médica RS UV-B de 20 W con un máximo en el espectro a 310 nm (modelo “TL”, Phillips, Holanda) y luces negras de 15 W con un máximo en el espectro a 368 nm (modelo F15T8-BL, General Electric). La iluminación completa de estas lámparas proporciona una densidad continua de flujo de fotones en el intervalo visible de 330 fotones por micromol por metro cuadrado por segundo, con un máximo de UV-A de 0,38 mW por centímetro cuadrado y un máximo de UV-B de 0,08 mW por centímetro cuadrado.
Muestras de tejas de aproximadamente 5 cm de ancho se sitúan dentro de las botellas de manera que se enrollan a lo largo de la superficie interna de la botella, una muestra por botella. La superficie superior de la muestra de teja se pone dando frente al centro de la botella. A cada botella se añade el medio de cultivo (aproximadamente 100 ml). Aproximadamente 12 ml de cultivo en fase estacionaria de Gloeocapsa se diluyeron hasta 25 ml con el medio de lluvia urbana y se usó 1 ml para inocular cada botella. El ensayo se llevó a cabo a temperatura ambiente. La base del Roller hizo girar lentamente las botellas de plástico a lo largo del período de ensayo manteniendo la muestra de teja encerrada húmeda y en contacto con el cultivo pero también en contacto con el aire (la muestra no está constantemente sumergida). El ensayo se realiza durante al menos 4 semanas para dar tiempo a que tenga lugar el crecimiento celular. Las muestras de tejas se evaluaron después visualmente en lo que respecta a la presencia prevista del crecimiento de algas sobre la superficie de la teja.
La formulación del medio usado se describe a continuación: El patrón de lluvia concentrada 100 x contiene:
- MgCl2 · 6 H2O
- 12,6 mg
- KCl
- 4,12 mg
- NaCl
- 5,96 mg
- NaNO3
- 11,3 mg
- NH4NO3
- 97,6 mg
- CaSO4 · ½ H2O
- 32,7 mg
Repuesto hasta 1 litro con agua. Diluido 1x para solución de trabajo (1 litro de patrón de lluvia 1x). El H2SO4 concentrado se diluye 1:10 (para 180 mM) y se añaden 67 microlitros a 1 litro del patrón de lluvia 1x. El HNO3 concentrado se diluye 1:10 (para 158 mM) y se añadieron 37,2 microlitros a 1 litro del patrón de lluvia 1x para proporcionar el medio simulado final de lluvia urbana.
3. Ensayo acelerado de prevención del crecimiento de algas en exterior
Para evaluar tejas que incorporan los principios de la presente invención en impedir el crecimiento de las algas en un medioambiente externo se usó el siguiente procedimiento de ensayo. En este ensayo las muestras de tejas se expusieron al medioambiente cerca de Houston, Texas.
En cada ensayo, una nueva muestra de teja fabricada o tratada según la presente invención se unió a un tablero de madera dando la cara al norte, que se posicionaba en un ángulo con la horizontal de 45 grados. Cada muestra de taja tenía una fila de tejas de asfalto viejos no resistentes a las algas que fueron muy infestadas y decoloradas por la presencia de algas Gloeocapsa al principio del ensayo unidas al borde superior del tablero inclinado. Esta teja “semilla” permitía después la introducción acelerada de las algas de decoloración del tejado en la teja de ensayo localizada directamente debajo.
Estas tejas de ensayo se controlaron cada 6 meses en cuanto al crecimiento de las algas haciendo una revisión visual de las tejas y valorando el nivel de la decoloración debida al crecimiento de las algas. La valoración visual es de 1 a 5, donde 1 es nada de algas y 5 es infestación completa por algas. La velocidad a la que progresa una teja del ensayo desde la valoración 1 inicial hasta la valoración 5 final se compara con la velocidad observada para una teja de control, que es una teja blanca patrón comercialmente disponible no resistente a las algas.
- 4.
- Ensayo de intemperación acelerada
Para evaluar las tejas que incorpora la presente invención en lo que respecta al comportamiento a la intemperie y durabilidad, las muestras se ensayaron usando un simulador de la intemperie estándar Xenon 3-1 de Atlas Electric Device Company de Chicago, IL. Este instrumento permite que las muestras sean situadas en una cámara cerrada y expuestas a un entorno de temperatura, humedad y luz controladas. El procedimiento usado se describe en la norma ASTM G26 Tipo B, incorporada en la presente memoria como referencia. Las muestras se expusieron a un ciclo repetido de 102 minutos a 63 ºC sin agua seguido de 18 minutos de pulverización con agua. La luz se mantuvo durante la duración del ensayo. Las muestras se sacaron del simulador de la intemperie después de 2.000 horas y se evaluaron en comparación con una muestra de control en cuanto a su aspecto visual, fractura del sustrato y pérdida de gránulo.
- 5.
- Ensayo de alcalinidad
Este ensayo proporciona una medida del contenido de metal alcalino soluble, no ligado, que queda en un revestimiento de material cerámico fabricado a partir de hacer reaccionar un silicato de metal alcalino y una arcilla aluminosilicato. El ligante de silicato reacciona (cuando se calcina a temperaturas preferiblemente de aproximadamente 500 ºC) con una arcilla aluminosilicato, y el producto de reacción forma un revestimiento de material cerámico insoluble en agua. El metal alcalino soluble que queda (lo más típicamente en forma de NaCl u otros cloruros de metal alcalino) es una medida indirecta de la extensión de la insolubilización del revestimiento de material cerámico. Este ensayo, en el ejemplo de añadir las partículas fotocatalíticas al revestimiento de color del gránulo de material cerámico, proporciona una importante visión de si las partículas fotocatalíticas dan como resultado una degradación de la calidad original de ese revestimiento o no. Como este revestimiento sirve como ligante de las partículas fotocatalíticas, su durabilidad (insolubilidad) es un requisito esencial en la obtención de gránulos con una resistencia de larga duración a las algas.
Para cada serie de ensayo, 100 mililitros (ml) de agua hirviendo se vertieron en un matraz Erlenmeyer (que había sido previamente llevada a ebullición exenta de álcali soluble). Veinticinco gramos de gránulos que iban a ser ensayados se añadieron al agua hirviendo así como 3 gotas de fenolftaleína como indicador (punto de viraje pH=9,
donde “pH” se define como el logaritmo, con signo negativo, en base diez de la concentración de iones hidrógeno). El agua, gránulos, y el indicador se hirvieron durante un período de 15 minutos. La decantación del agua hirviendo se realizó en un matraz Erlenmeyer. Aproximadamente 10 ml de agua destilada fría de reciente aportación se añadieron entonces a los gránulos hervidos y se agitaron. El agua se añadió entonces al agua hervida original que había sido ya decantada.
La cantidad total de agua se tituló entonces hasta el punto final usando un dispositivo de titulación con bureta digital comercialmente disponible de Brinkmann Company Instruments Inc. de Westbury, NY. Si la solución era rosa inmediatamente después de la adición del indicador, lo que indicaba que la solución tenía un pH superior a 9,0, la solución era valorada con ácido (ácido sulfúrico 0,1 N). Si la solución no era rosa inmediatamente después de la adición del indicador, la solución tenía un pH menor que 9,0, y por ello necesitaba ser titulada hasta el punto final usando una base (hidróxido sódico 0,1 N).
Los ml de ácido o base requeridos para alcanzar el punto final se denomina “alcalinidad.” La alcalinidad es positiva cuando se usa un ácido y negativa cuando se usa un valorante base. Para los materiales granulados de la invención, cualquier alcalinidad resultante entre -2,0 y +2,0 es aceptable. En general los valores de alcalinidad que están separados menos de 0,2 unidades se considera que tienen esencialmente el mismo valor.
Ejemplos 1 a 9 y Ejemplo Comparativo A: Gránulos fotocatalíticos para tejados como un filtro UV.
El procedimiento descrito anteriormente para medir la transmitancia UV se usó en este ejemplo para demostrar que se obtenía una disminución deseable de la transmitancia UV con gránulos que contienen partículas fotocatalíticas en su revestimiento. Los resultados obtenidos para gránulos que contienen partículas de TiO2 fotocatalítico están tabuladas más abajo frente a la roca base no revestida, y la misma roca base revestida con un pigmento de TiO2 rutilo no fotocatalítico. El material de ISK ST-O1 era un TiO2 anatasa obtenido de Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd en Japón. El material de Dióxido de Titanio P25 es una mezcla de estructuras cristalinas de rutilo y TiO2 anatasa obtenida de Degussa-Hüls Corporation en Alemania. Todas las muestras ensayadas en la tabla 1 son gránulos para tejados y fueron preparadas de la forma siguiente. Una suspensión se mezcló usando 12 partes de arcilla caolín, 20 partes de solución de silicato sódico acuoso (39,4 % sólidos, una proporción de 2,75 a, de SiO2 a Na2O), 0,5 partes de bórax, 10 partes de agua, y una cantidad de partículas fotocatalíticas o de TiO2 rutilo así indicado por el porcentaje en peso final en la tabla 1 (este porcentaje en peso se basa en el porcentaje de aditivo respecto al peso total de gránulo revestido). En cada caso, esta suspensión se mezcló en un mezclador a temperatura ambiente con un mezclador a escala de laboratorio durante aproximadamente 5 minutos. Gránulos de nefelina sienita grado 11 (tamaño de malla de EE.UU. de -10/+35) se precalentaron a 104 ºC mientras dan vueltas a través de un mezclador rotatorio a una velocidad de aproximadamente 908 kg por hora. La suspensión se revestía después sobre los gránulos precalentados mezclando los gránulos precalentados y la suspensión en el mezclador rotatorio. Los gránulos revestidos con la suspensión se transferían después a un horno giratorio y se cocían a 510 ºC con un exceso de oxígeno en el horno de aproximadamente 10 % durante aproximadamente 2 minutos y después se enfriaban.
Como indican los resultados en la tabla 1, hay una disminución significativa en la cantidad de luz ultravioleta dejada transmitir a través de gránulos que tienen un revestimiento que contiene partículas fotocatalíticas respecto a la cantidad de luz UV transmitida por los gránulos no revestidos, así como gránulos revestidos con TiO2 rutilo. Es sorprendente encontrar una mejora de este tipo en el comportamiento de opacidad con concentraciones de partículas fotocatalíticas incluso un orden de magnitud menor que los niveles de TiO2 rutilo tradicionalmente empleados. Debería también señalarse que las partículas fotocatalíticas son capaces de proporcionar esta mejora con o sin la presencia adicional del TiO2 rutilo grado pigmento blanco. Esto indica que esta ventaja puede obtenerse en otros colores de revestimiento deseables no sólo el blanco.
Además de los gránulos en la tabla 1, todos los ensayos fueron sometidos al ensayo de alcalinidad descrito previamente. Se encontró que todas las muestras de gránulos tenían alcalinidades dentro de parámetros aceptables de -2,0 a +2,0. Esto indica que no hay interferencia de las partículas fotocatalíticas en el curado del revestimiento del material cerámico y que el revestimiento cumple los requisitos de gránulos de un tejado tradicional en cuanto a insolubilidad.
Tabla 1: Resultados del ensayo de la transmitancia UV. El revestimiento se refiere a un material cerámico de silicato y arcilla aluminosilicato cocido que contiene el porcentaje en peso de aditivo.
- Ejemplo nº
- Descripción del ejemplo Transmitancia ( %)
- 1
- Gránulos revestidos con 0,05 % de ISK ST-01 0 %
- 2
- Gránulos revestidos con 0,10 % de ISK ST-01 1 %
- 3
- Gránulos revestidos con 0,15 % de ISK ST-01 1 %
- 4
- Gránulos revestidos con 0,05 % de P25 2 %
- 5
- Gránulos revestidos con 0,10 % de P25 1 %
- 6
- Gránulos revestidos con 0,15 % de P25 0 %
- 7
- Gránulos de roca base no revestidos 18 %
- 8
- Gránulos revestidos con 0,70 % de TiO2 rutilo + 0,15 % de P25 2 %
- 9
- Gránulos revestidos con 0,70 % de TiO2 rutilo + 0,15 % de ISK ST-01 1 %
- A
- Gránulos revestidos con ∀0,70 % de TiO2 rutilo 7 %
Ejemplos 10 a 20 y Ejemplo Comparativo B: Resistencia a las algas de gránulos fotocatalíticos para tejados.
El ensayo acelerado de prevención del crecimiento de algas descrito anteriormente se usó en este ejemplo para demostrar que se obtenía una resistencia deseable al crecimiento de las algas con muestras de tejas con asfalto que contienen gránulos para tejados con partículas fotocatalíticas en su revestimiento de material cerámico.
El material de ISK ST-01 era un TiO2 anatasa obtenido de Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd de Japón. El material de Dióxido de Titanio P25 era una mezcla de estructuras cristalinas de TiO2 rutilo y anatasa obtenido de Degussa-Hüls Corporation de Alemania. El material fotocatalítico Catalite! 4000 se obtenía de Power Surfaces, Inc. de Franklin, Tennessee. Las muestras se prepararon tratando los gránulos como se ha descrito en los ejemplos 1 a 9 y aplicando estos gránulos a una estera revestida de asfalto ablandado caliente. Los gránulos aplicados fueron prensados en asfalto de manera que fueron parcialmente embebidos en el asfalto. Las extensiones de estera de fibra de vidrio revestidas con asfalto fueron preparadas previamente usando un fabricante de tejas a escala piloto. Un horno de preparación de una muestra de teja se precalentó a 182 ºC. Se cortaron diversos tableros de 10,2 centímetros (cm) x 30,5 cm de las extensiones de estera de fibra de vidrio revestidas de asfalto. Estos tableros se situaron en una bandeja en el horno durante 3 a 4 minutos para fundir el asfalto suficientemente de manera que los gránulos pudieran ser aplicados allí (el asfalto estaba suficientemente caliente justo cuando se pasaba la extensión de fibra de vidrio y tenía un aspecto brillante, resplandeciente).
Una vasija de distribución de gránulos se rellenó con aproximadamente 125 gramos de gránulos. La vasija se cubría después con una tapadera que tenía un número de orificios predeterminado y espaciados de manera que se obtenía una distribución uniforme de gránulos en el tablero revestido con gránulos. Para gránulos de grado 11, se usaron orificios de 0,64 cm de diámetro.
A una bandeja y a una espátula de acero inoxidable se aplicó un agente desmoldeante. La espátula se usó para transferir la estera de fibra de vidrio revestida con asfalto desde el horno a la bandeja de acero inoxidable. Inmediatamente después (en no más de 8 segundos), usando la vasija distribuidora, se aplicó una cantidad de gránulos suficiente para sólo cubrir el tablero. La bandeja de acero inoxidable se inclinada y se sacudía entonces ligeramente para eliminar el exceso de gránulos. Los gránulos todavía pegados al asfalto eran después embebidos rápidamente en el asfalto con la base de un matraz Erlenmeyer de 250 ml, teniendo cuidado de no profundizar los gránulos en el asfalto blando. Inmediatamente después, se aplicó una segunda cantidad de gránulos, la bandeja se inclinó y se sacudió, y los gránulos fueron embebidos. El objetivo no era tener cada espacio de asfalto cubierto sino asegurar que los gránulos se habían embebido y rodeado bien con asfalto. El tablero revestido de gránulos (muestra de teja) se situó entonces sobre una superficie plana enfriando a temperatura ambiente (aproximadamente 25 ºC). A partir de la muestra de teja enfriada se cortó una pieza de 5,1 cm x 22 cm y se usó en el ensayo acelerado de prevención del crecimiento de algas como se ha descrito anteriormente.
La tabla 2 de más abajo indica que el ejemplo comparativo B, las muestras de tejas de asfalto que contienen un revestimiento de la superficie de los gránulos para tejados con un TiO2 rutilo de grado pigmento en el revestimiento de silicato cocido y sin partículas fotocatalíticas, no muestra resistencia al crecimiento de las algas. Las muestras de tejas de asfalto que contienen una cubierta de la superficie de los gránulos para tejados que contienen varias cantidades de partículas fotocatalíticas en el revestimiento de silicato cocido (ejemplos 10 a 20) son resistentes al crecimiento de las algas a pesar de la naturaleza opaca de la UV del revestimiento del gránulo. Además, puede usarse un menor porcentaje en peso de partículas fotocatalíticas para proporcionar resistencia a las algas que la cantidad de rutilo TiO2 necesario para distribuir un color blanco por los gránulos. Esto proporciona una ventaja inesperada adicional porque las partículas fotocatalíticas pueden usarse con un pequeño impacto sobre el color deseado de los gránulos para tejados.
Tabla 2. Resultados de los ensayos acelerados en algas de tejas con asfalto que contienen gránulos fotocatalíticos para tejados.
- Ejemplo nº
- Descripción del ejemplo* Resultado
- 10
- Gránulos revestidos con 0,05 % de ISK ST-01 Ningún crecimiento de las algas
- 11
- Gránulos revestidos con 0,10 % de ISK ST-01 Ningún crecimiento de las algas
- 12
- Gránulos revestidos con 0,15 % de ISK ST-01 Ningún crecimiento de las algas
- 13
- Gránulos revestidos con 2,0 % de ISK ST-01 Ningún crecimiento de las algas
- 14
- Gránulos revestidos con 0,05 % de P25 Ligera presencia de algas
- 15
- Gránulos revestidos con 0,10 % de P25 Ningún crecimiento de las algas
- 16
- Gránulos revestidos con 0,15 % de P25 Ningún crecimiento de las algas
- 17
- Gránulos revestidos con 0,05 % de Catalite! Ningún crecimiento de las algas
- 18
- Gránulos revestidos con 0,10 % de Catalite! Ningún crecimiento de las algas
- 19
- Gránulos revestidos con 0,15 % de Catalite! Ningún crecimiento de las algas
- 20
- Gránulos revestidos con 1,0 % de Catalite! Ningún crecimiento de las algas
- B
- Gránulos revestidos con ∀ 0,70 % de TiO2 rutilo Crecimiento marrón sobre la teja
Ejemplos 21 y 22: Resistencia a largo plazo, sin drenar, contra las algas de gránulos fotocatalíticos para tejados.
* Los porcentajes de revestimiento son porcentajes en peso del componente indicado respecto al peso total de gránulo revestido.
Para evaluar la longevidad de la resistencia a las algas de tejas preparadas según la presente invención, era necesario demostrar que la resistencia a las algas se mantenía incluso después de una considerable exposición en condiciones de intemperie. Los Ejemplos 21 y 22 demuestran que las partículas fotocatalíticas permanecen en el ligante (sin drenar) y permanecen activas incluso después de una intemperación acelerada. Este mecanismo sin drenar proporciona una significativa ventaja sobre el estado actual de la técnica en tejados resistentes a las algas que requiere grandes depósitos de iones metálicos polivalentes, tales como cobre, estaño, o cinc, para proporcionar suficiente material que pueda lixiviar y controlar el crecimiento de las algas a lo largo de grandes períodos de tiempo.
Las muestras de tejas de los ejemplos 21 y 22 se prepararon usando gránulos preparados como se describe en los Ejemplos 1-9 y el método de fabricación de tejas de los Ejemplos 10-20. Las muestras se sometieron entonces a una intemperación acelerada en un silmulador del clima Xenon 3-1 durante 2.000 horas según el método previamente descrito. La observación de las muestras después de la exposición en el simulador de intemperie mostraba una fractura no significativa o inusual del asfalto ni pérdida de gránulo del asfalto. Más tarde, las muestras se evaluaron después usando el ensayo acelerado de prevención del crecimiento de las algas. Los resultados, resumidos en la tabla 3, muestran que las muestras de tejas continúan resistiendo contra el crecimiento de las algas.
Tabla 3: Resultados de los ensayos acelerados con algas de tejas con asfalto que contienen gránulos fotocatalíticos para tejados después de una intemperación acelerada.
- Ejemplo nº
- Descripción del ejemplo* Resultado
- 21
- Gránulos revestidos con 2,0 % de ISK ST-01 Ningún crecimiento de las algas
- 22
- Gránulos revestidos con 1,0 % de Catalite! Ningún crecimiento de las algas
* Los porcentajes de revestimiento son porcentajes en peso del componente indicado respecto al peso total de 5 gránulo revestido.
Ejemplos 23 a 27: Resistencia a las algas de las tejas de exterior para tejados que contienen gránulos fotocatalíticos.
Los gránulos y tejas usados en los ejemplos 23 a 27 se prepararon usando gránulos preparados como se ha descrito en los Ejemplos 1-9 y el método de fabricación de la teja de los Ejemplos 10-20. Según el procedimiento de
10 ensayo descrito previamente para los ensayos acelerados en exterior de las algas, los tableros que contienen las tejas de muestra se situaron en exposición en el exterior cerca de Houston, Texas. Estos tableros se controlaron al menos cada seis meses respecto al crecimiento de las algas sobre las tejas de ensayo y se valoraron de 1 a 5, donde 1 era ningún crecimiento de las algas y 5 era infestación total por algas. Como se muestra en la tabla 4 todas las tejas que incorpora la presente invención se valoraron 1.
15 Tabla 4: Resultados de los ensayos acelerados con algas en exterior de tejas con asfalto que contienen gránulos para tejados como se describe en las descripciones de los ejemplos.
- Ejemplo nº
- Descripción del ejemplo* Resultado (valoración)
- 23
- Gránulos revestidos con 0,15 % de ISK ST-01 (1) Ningún crecimiento de algas a los 6 meses.
- 24
- Gránulos revestidos con 2,0 % de ISK ST-01 (1) Ningún crecimiento de algas a los 6 meses.
- 25
- Gránulos revestidos con 0,15 % de P25 (1) Ningún crecimiento de algas a los 6 meses.
- 26
- Gránulos revestidos con 0,15 % de Catalite! (1) Ningún crecimiento de algas a 1,3 años.
- 27
- Gránulos revestidos con 1,0 % de Catalite! (1) Ningún crecimiento de algas a 1,3 años.
* Los porcentajes de revestimiento son porcentajes en peso del componente indicado respecto al peso total de gránulo revestido.
Claims (19)
- REIVINDICACIONES1. Un procedimiento para proporcionar un revestimiento fotocatalítico sobre un sustrato, que comprende:
- (a)
- proporcionar una composición de revestimiento que incluye un ligante de silicato de metal alcalino, un compuesto aluminosilicato y partículas fotocatalíticas, en donde dichas partículas fotocatalíticas incluyen TiO2 anatasa;
- (b)
- aplicar dicha composición de revestimiento sobre un sustrato; y
- (c)
- calentar dicha composición de revestimiento y dicho sustrato a una temperatura de 200 ºC o superior que sea suficiente para formar un revestimiento unido a dicho sustrato.
-
- 2.
- Un procedimiento como el citado en la reivindicación 1, en donde dicha composición de revestimiento incluye pigmentos coloreados.
-
- 3.
- Un procedimiento como el citado en la reivindicación 1, en donde dicho sustrato es seleccionado de gránulos inorgánicos, roca, arcilla, material cerámico, hormigón o metal.
-
- 4.
- El procedimiento citado en la reivindicación 1, en donde dicho fotocatalizador se combina con un metal u óxido metálico seleccionado del grupo constituido por Pt, Pd, Au, Os, Rh, RuO2, Nb, Cu, Sn, Ni, Fe o combinaciones de los mismos.
-
- 5.
- El procedimiento citado en la reivindicación 1, en donde dichas partículas fotocatalíticas tienen un tamaño medio de partícula en el intervalo de aproximadamente 1 nm hasta aproximadamente 1.000 nm.
-
- 6.
- El procedimiento citado en la reivindicación 3, en donde dicho sustrato es un gránulo inorgánico.
-
- 7.
- El procedimiento citado en la reivindicación 6, en donde la cantidad de sólidos en solución de la composición de revestimiento varía de 38 % a 41 % y la cantidad de ligante inorgánico incluido en la composición de revestimiento está en el intervalo de 14 a 30 partes en peso por cada 1.000 partes en peso de gránulos.
-
- 8.
- El procedimiento citado en la reivindicación 6, en donde dichas partículas fotocatalíticas tienen un tamaño medio de partícula en el intervalo de aproximadamente 1 nm hasta aproximadamente 1.000 nm y en donde las partículas fotocatalíticas están presentes en la composición de revestimiento en una cantidad de hasta 25 kg por cada 1.000 kg de gránulos.
-
- 9.
- El procedimiento citado en la reivindicación 1, en donde el compuesto aluminosilicato es una arcilla que tiene la fórmula Al2Si2O5(OH)4 o es caolín Al2O3·2Si2O2·2H2O.
-
- 10.
- El procedimiento citado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el sustrato son gránulos para tejados.
-
- 11.
- Un sustrato revestido obtenible por el procedimiento citado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
-
- 12.
- Gránulos para tejados obtenibles por el procedimiento citado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde los gránulos para tejados comprenden:
una pluralidad de gránulos revestidos para tejados, incluyendo cada uno de dichos gránulos revestidos para tejados un gránulo inorgánico y un revestimiento aplicado sobre una superficie exterior de dicho gránulo inorgánico. -
- 13.
- Gránulos para tejados como los citados en la reivindicación 12, en donde dichos gránulos revestidos para tejados absorben la radiación UV como indicaba un resultado de aproximadamente 2 % de transmitancia o menos según los procedimientos de Ensayo de la Transmitancia UV.
-
- 14.
- Gránulos para tejados como los citados en la reivindicación 12, en donde dichas partículas fotocatalíticas impiden el crecimiento de las algas como indicaba un resultado de no crecimiento según los procedimientos del Ensayo Acelerado de Prevención del Crecimiento de las Algas.
-
- 15.
- Una composición de revestimiento que comprende:
un ligante de silicato de metal alcalino, un compuesto aluminosilicato y partículas fotocatalíticas, en donde dichas partículas fotocatalíticas incluyen TiO2 anatasa. -
- 16.
- La composición de revestimiento citada en la reivindicación 15, en donde dicha composición incluye además pigmentos coloreados.
-
- 17.
- La composición de revestimiento citada en la reivindicación 15, en donde el compuesto aluminosilicato es una arcilla que tiene la fórmula Al2Si2O5(OH)4 o es caolín Al2O3·2Si2O2·2H2O.
-
- 18.
- La composición de revestimiento citada en la reivindicación 15, en donde dicho fotocatalizador se combina con un metal u óxido metálico seleccionado del grupo constituido por Pt, Pd, Au, Os, Rh, RuO2, Nb, Cu, Sn, Ni, Fe o combinaciones de los mismos.
-
- 19.
- La composición de revestimiento citada en la reivindicación 15, en donde dichas partículas fotocatalíticas tienen un tamaño medio de partícula en el intervalo de aproximadamente 1 nm hasta aproximadamente 1.000 nm.
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