MXPA06013794A

MXPA06013794A - Composiciones hidrofilicas, metodos para su produccion y substratos revestidos con dichas composiciones.

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Publication number: MXPA06013794A
Application number: MXPA06013794A
Authority: MX
Inventors: Masayuki Nakajima; Chia-Cheng Lin; Shan Cheng; James P Colton
Original assignee: Ppg Ind Ohio Inc
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2007-02-14
Also published as: US7959980B2; JP2008500433A; KR20070034517A; WO2005118724A1; CN103275615A; US20050266981A1; KR100847930B1; EP1749066A1; CN103788868A; US20110212271A1

Abstract

Se divulgan composiciones liquidas que incluyen un material fotocatalitico y un aglutinante hidrofilico que incluye un organosilicato esencialmente totalmente hidrolizado. Tambien se divulgan metodos para elaborar tales composiciones, metodos para recubrir un substrato con una composicion hidrofilica y los substratos recubiertos con tales composiciones. Las composiciones se pueden, por ejemplo, incorporar como composiciones estables de un solo componente.

Description

COMPOSICIONES HIDROFILICAS, MÉTODOS PARA SU PRODUCCIÓN, Y SUBSTRATOS REVESTIDOS CON DICHAS COMPOSICIONES REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama el beneficio de la solicitud de patente provisional de los E.U.A. No. de Serie 60/575,437, presentada en mayo 28 del 2004. CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a composiciones liquidas que incluyen un material fotocatalitico dispersado en un aglutinante hidrofilico que incluye esencialmente un órgano silicato completamente hidrolizado. Las composiciones liquidas pueden ser incorporadas como composiciones de revestimiento. En particular, las composiciones liquidas pueden ser empleadas, por ejemplo, composiciones estables de revestimiento de un solo empaque que forman revestimientos durables e hidrofilicos que pueden exhibir propiedades ventajosas, fáciles de limpiar, autolimpiables, anti-incrustación, antiempañamiento, antiestáticas y/o antibacteriales. Los revestimientos formados por dichas composiciones liquidas pueden ser super hidrofilicas bajo una fotoexcitación del material fotocatalitico . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Revestimientos hidrofilicos son ventajosos para ciertas aplicaciones de revestimiento, tales como en donde superficies de revestimiento exhiben propiedades tales como anti-incrustaciones, fácil de limpiar, autolimpieza y/o antiempañamiento. Dichos revestimientos pueden ser particularmente útiles, por medio de un ejemplo, para aplicaciones de superficie expuestas al ambiente externo. Estructuras de edificios asi como otros artículos que se exponen al ambiente externo son propensos a ponerse en contacto con varios contaminantes, tales como suciedad, aceite, polvo, y arcilla, entre otros. La lluvia, por ejemplo, puede estar cargada de tales contaminantes. Una superficie con un revestimiento hidrofilico depositado en ella puede ser anti-incrustante al prevenir que los contaminantes en la lluvia que se adhiere a la superficie cuando el agua corre a lo largo de las superficies revestidas. Aún más, durante el clima normal, los contaminantes en el aire pueden estar en contacto y adherirse a la superficie. Una superficie con un revestimiento hidrofilico depositado en ella puede ser autolimpiable porque el revestimiento tiene la habilidad de lavar esos contaminantes fuera de ella cuando la superficie se pone en contacto con el agua, tal como durante una lluvia.

Los revestimientos que tienen propiedades de autolimpieza y/o anti-incrustaciones pueden ser ventajosos para aplicaciones a superficies que están expuestas a contaminantes de interiores, tales como, por ejemplo contaminantes de cocina, tales como aceite y/o grasa. ün articulo con un revestimiento hidrofilico depositado en él, puede ser remojado en, mojado con, o enjuagado con agua para soltar los contaminantes del revestimiento y removerlos de la superficie del articulo sin el uso de un detergente. Los revestimientos que tienen propiedades antiempañantes pueden ser particularmente útiles en muchas aplicaciones también. Por ejemplo, artículos que contengan superficies en donde la visibilidad es importante, tales como parabrisas, ventanales, anteojos, espejos, u otros artículos similares pueden beneficiarse con un revestimiento con propiedades antiempañantes porque contienen superficies que pueden empañarse frecuentemente con vapor o condensados de humedad o borrosos por pequeñas partículas de agua que se adhieren a la superficie. Es conocido que el empañamiento de una superficie de un articulo resulta cuando la superficie se mantiene a una temperatura menor que el punto de roció de la atmósfera ambiental, por lo tanto, provocando humedad de condensación del ambiente ocurra y forme condensados de humedad sobre la superficie de los artículos. Si las partículas condensadas son suficientemente pequeñas, para que el diámetro ahi obtenido sea cercano a la mitad de la longitud de onda de la luz visible, las partículas pueden producir una dispersión de luz, por lo que la superficie se torna aparentemente opaca, provocando una pérdida de visibilidad. Una superficie con un revestimiento hidrofilico depositado en ella puede ser anti-empañante debido a que dicho revestimiento puede transformar las partículas condensadas en una película relativamente uniforme de agua, sin formar gotas de agua discretas. Similarmente, una superficie con un revestimiento hidrofilico depositado en ella puede prevenir que la lluvia o salpicadura de agua el deformar discretas gotas de agua en a superficie, por lo tanto mejorando la visibilidad a través de ventanas, espejos, y/o lentes. En vista de estos y otras ventajas, varias composiciones de revestimientos hidrofilicos han sido propuestas. Algunos de estos revestimientos adquieren su hidrofilicidad a través de la acción de un material fotocatalitico que se dispersa en un aglutinante que contiene silicio. Por ejemplo, ver la Patente de los E.U.A. No. 5,755,867 ("la patente '867") describe un fotocatalizador en partículas dispersas en un elemento que forma revestimientos. El fotocatalizador de preferencia consiste de partículas de dióxido de titanio que tenga un tamaño de partícula media de 0.1 miera o menor, en donde el dióxido de titanio pueda ser empleado en cualquiera de las formas ya sea anatasa o rutilo. El elemento formador de capas es capaz de formar un revestimiento de resina silicona' cuando es curado y está compuesto por un organopolisiloxano formado por una hidrólisis parcial de los silanos hidrolizables seguido por una policondensación. En la patente "867, el elemento formador de capas de silicón por si mismo es considerablemente hidrofóbico, pero bajo la excitación del fotocatalizador dispersado, un alto grado de afinidad al agua, es decir; hidrofilicidad, puede ser impartida al revestimiento . La solicitud de patente japonesa JP-8-164334A describe una composición de revestimiento formadora de película que comprende dióxido de titanio que tiene un diámetro promedio de partícula de 1 a 500 nanómetros, un hidrolizado de un compuesto de silicio hidrolizable, y un solvente. El compuesto de silicio hidrolizable es un condensado de un alquil silicato expresado por la formula SinOn-i (OR) 2n+2 (en donde n es 2 a 6, y R es un grupo alquilo de C1-C4) . El hidrolizado resulta de la hidrolización del condensado de alquil silicato con un porcentaje de hidrólisis de 50 a 1500%. El hidrolizado por si mismo, sin embargo, no se cree que sea hidrofilico. Las patentes de los E.U.A. Nos. 6,013,372 y 6,090,489 describen composiciones de revestimiento fotocataliticas en donde las partículas de un fotocatalizador se dispersan en un elemento formador de película de una silicona sin curar o parcialmente curado (organopolisiloxano) o un precursor del mismo. El fotocatalizador puede incluir partículas de óxidos metálicos, tales como las formas anatasa y rutilo del dióxido de titanio. De acuerdo a estas patentes, las composiciones de revestimiento se aplican a la superficie de un substrato y el elemento formador de película se somete después a curado. Luego, bajo una fotoexcitación del fotocatalizador, los grupos orgánicos unidos a los átomos de silicio de las moléculas de silicona de los elementos formadores de película se substituyen por grupos hidroxilos bajo la acción fotocatalitica del fotocatalizador. La superficie del revestimiento fotocatalitico es por lo tanto "superhidrofilizada", es decir, la superficie se convierte en altamente hidrofilica al grado de que el ángulo de contacto con el agua sea menor de aproximadamente 10 grados. En estas patentes, sin embargo, el elemento formador de película por si mismo es considerablemente hidrofóbico, es decir, el ángulo de contacto inicial con el agua es mayor a 50 grados. Como resultado, el revestimiento es inicialmente hidrofóbico, y es solo bajo excitación del fotocatalizador del dispersado que la hidrofilicidad se imparte al revestimiento. La patente de los E.U.A. No. 6,165,256 describe composiciones que pueden hidrofilizar a superficie de un miembro para impartir propiedades antiempañamiento a la superficie del miembro. Las composiciones descritas en esta patente comprenden (a) partículas fotocataliticas de óxidos metálicos, (b) un precursor capaz de formar una película de resina silicona o de un precursor capaz de formar una película formadora de sílice, y (c) un solvente, tal como agua, solventes orgánicos, y mezclas de ambos. El solvente se agrega en una cantidad tal que el contenido total de las partículas fotocatalíticas y la materia sólida del precursor en la composición es 0.01 a 5% en peso. Como en los ejemplos previos, sin embargo, la hidrofilización de los revestimientos formados a partir de tales composiciones se lleva a cabo a través de una fotoexcitación del fotocatalizador, mientras que el material formador de película por si misma no es hidrofilico. Por lo tanto, dicho revestimiento no se cree que sea hidrofilico antes de la excitación del fotocatalizador . Estos revestimientos hidrofilicos de la técnica previa que logran su hidrofilicidad a través de la acción de un material fotocatalizador que se dispersa en un aglutinante que contiene silicio pueden sufrir, sin embargo, de algunas desventajas. Una desventaja muy notoria es que estos revestimientos no exhiben hidrofilicidad hasta la fotoexcitación de la fotocatalizador. Además, estas composiciones típicamente requieren un curado forzoso, es decir, no pueden ser curadas eficientemente a temperaturas ambientes. La patente de los E.U.A. No. 6,303,229 (la patente '229") describe otra composición que puede incluir un material fotocatalítico. El revestimiento descrito en la patente '229 se forma al aplicar una composición de revestimiento que contiene una resina de silicona, que actúa como el aglutinante y el cual se obtiene al hidrolizar y polimerizar bajo condensación ciertos alcoxis silanos tetra funcionales. Las composiciones de revestimiento también pueden incluir sílice coloidal. Evidentemente, la película revestida formada de la composición descrita en la patente y229 puede ser inicialmente hidrofilica. Esta hidrofilicidad inicial, sin embargo se crees que resulta por la presencia de la sílice coloidal en la composición en vez que la resina de silicona por si misma. Se cree que la resina de silicona descrita en la patente '229 no es por si misma hidrofílica debido a que el pH deseado de la resina es 3.8 a 6, lo cual indica que los grupos Si-OR existen en la resina en una cantidad para prevenir la gelación y la hidrofilicidad. Como resultado, dichos revestimientos sufren de algunas desventajas. Por ejemplo, dichos revestimientos que incluyen un material fotocatalítico no pueden ser efectivamente aplicados directamente sobre un material de base orgánica sin la inclusión de una capa cebadora entre el substrato y la composición de revestimiento que contiene la resina de silicona. Además, la inclusión de la sílice coloidal en la composición de revestimiento provocaría iridiscencia cuando la composición se aplica sobre un substrato orgánico a películas más gruesas. Como resultado, también puede ser muy ventajoso proporcionar una composición que incluye un material fotocatalizador y un aglutinante, en donde el revestimiento formado de dicha composición puede ser hidrofilico antes de excitación del fotocatalizador. Seria también ventajoso proporcionar composiciones de este tipo que tengan baja neblina, pueden ser eficientemente curadas a temperatura ambiente, y/o que mantengan su hidrofilicidad por largos periodos de tiempo cuando sean expuestas a estados de oscuridad. Además, sería muy ventajoso incorporar tales composiciones en la forma de un producto estable en un solo empaque. DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una gráfica que refleja un análisis de espectroscopia infrarroja de transformadas de Fourier ("FTIR") de una película seca formada de un material hidrofilico aglutinante de acuerdo con ciertas modalidades no limitantes de la presente invención; La Figura 2 es una vista esquemática seccional en una escala agrandada de ciertas modalidades no limitantes de la presente invención; y La Figura 3 es una Microfotografía de Electrones Secundarios de Campo con Microscopio Electrónico de Exploración con Emisión de Campo (con una ampliación de 40,000x) representando ciertas modalidades no limitantes de la presente invención. La Figura 4 es una gráfica que ilustra los resultados de pruebas de durabilidad conducidas como se describe en el Ejemplo 2. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN En un aspecto, la presente invención se dirige a composiciones liquidas, tales como composiciones de revestimiento, que comprenden (a) un material fotocatalítico, y (b) un aglutinante. El aglutinante de las composiciones de la presente invención es hidrofilico y comprende esencialmente un organosilicato completamente hidrolizado. En otro aspecto, la presente invención se dirige a métodos de fabricar dichas composiciones líquidas, composiciones líquidas de un empaque, métodos para revestir un substrato con tales composiciones líquidas, y substratos revestidos con las composiciones liquidas de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES DE LA INVENCIÓN Para propósitos de la siguiente descripción detallada, deberá de entenderse que la invención puede asumir diversas variaciones alternativas y etapas secuenciales, excepto que expresamente se especifique de lo contrario. Además, de otra forma a cualesquiera ejemplos de operación, o que de otra forma se indique, todos los números expresados, por ejemplo, cantidades de ingredientes empleados en la especificación y reivindicaciones deberá de entenderse al ser modificados en todas las instancias por el término "aproximadamente". De acuerdo con esto, al menos si se indica lo contrario, los parámetros numéricos expresados en la siguiente especificación y reivindicaciones anexas son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas que se obtienen por la presente invención. Como mínimo, y no como un intento para limitar la aplicación de la doctrina de los equivalentes al campo de las reivindicaciones, cada parámetro numérico debe de ser al menos considerado a la luz de los números de los dígitos significativamente reportados y aplicando las técnicas de redondeo ordinarias. A pesar de los rangos numéricos y los parámetros determinados en el más amplio campo de la invención son aproximaciones, los valores numéricos empleados en los ejemplos específicos se han reportado tan precisos como sea posible. Cualquier valor numérico, sin embargo, contiene inherentemente ciertos errores como resultado necesario de las variaciones encontradas estándar en las medidas de prueba respectivas. En esta solicitud, el uso del singular incluye el plural y el plural abarca el singular, a menos de que específicamente se establezca de otra forma. Por ejemplo, y sin ninguna limitación, la solicitud se refiere a composiciones liquidas que comprenden "un material fotocatalitico". Dichas referencias de "un material fotocatalítico" significa que abarca composiciones que comprenden un material fotocatalítico tal como composiciones que comprenden más de un material fotocatalitico, así como dichas composiciones que comprenden dos diferentes materiales fotocataliticos . Además, en esta solicitud, el uso de "o" significa "y/o" al menos que específicamente se establezca de otra forma, aunque "y/o" puede ser explícitamente empleado en ciertas instancias. También, deberá de entenderse que cualquier rango numérico aqui establecido tiene la intención de incluir todos los sub-rangos incluidos aquí. Por ejemplo, un rango de "1 a 10" se intenta incluir todos los sub-rangos entre (todo incluido) 'el valor mínimo recitado de 1 y el valor máximo recitado de 10, esto es, que tiene un valor mínimo igual a o más grande que 1 y un valor máximo de igual a o menor de 10. La presente invención se dirige a composiciones liquidas, tales como, composiciones de revestimiento, que comprenden (a) un material fotocatalítico, y (b) un aglutinante. El aglutinante de las composiciones de la presente invención es hidrofilico y comprende esencialmente un organosilicato completamente hidrolizado. Las composiciones líquidas de la presente invención comprenden un material fotocatalítico. Como se emplea aquí, el término "material fotocatalítico" se refiere a un material que es fotoexcitable bajo exposición a, y absorción de, radiación, tales como radiación ultravioleta o visible. Un material fotocatalítico es un material que, cuando se expone a la luz que tiene mayor energía que el intervalo de energía entre la banda de conducción y la banda de valencia del cristal, provoca la excitación de los electrones en la banda de valencia para producir un electrón de conducción por lo que crea agujero atrás en la banda de valencia particular. En ciertas modalidades de la presente invención, el material fotocatalítico comprende un óxido de metal, tal como óxido de zinc, óxido de estaño, óxido de fierro, trióxido de bismuto, trióxido de tungsteno, titanato de estroncio, dióxido de titanio o sus mezclas. En ciertas modalidades de la presente invención, al menos una porción del material fotocatalítico está presente en la composición líquida en la forma de partículas teniendo un diámetro cristalino promedio de 1 a 100 nanómetros, tales como 3 a 35 nanómetros, o, en aún en otras modalidades, 7 a 20 nanómetros. En estas modalidades, el diámetro promedio cristalino de las partículas puede estar en el rango de entre cualquier combinación de los valores expuestos, inclusive los valores expuestos. Deberá entenderse por aquellos con destreza en la técnica que el diámetro promedio cristalino de las partículas puede seleccionarse con base en las propiedades deseadas que incorporen a las composiciones líquidas. En algunas modalidades, substancialmente todo el material fotocatalitico está presente en la forma de dichas partículas. El diámetro promedio cristalino de las partículas de óxido metálico fotocatalítico puede determinarse explorando electrones a través de un microscopio electrónico de exploración o un electro-microscopio de transmisión y la fase de cristal de dichas partículas puede determinarse por difracción de rayos X, como es conocido por aquellos con destreza en la técnica. Como se mencionó anteriormente, ciertos materiales pueden ser fotocatalíticos al ser expuestos, y por absorción de, por ejemplo radiación ultravioleta ("UV"), y/o radiación visible. En ciertas modalidades de la presente invención, el material fotocatalítico comprende materiales que son fotoexcitables por uno o más de estos mecanismos. Ejemplos de materiales que pueden ser empleados en la presente invención y que son fotocatalíticos bajo la exposición de rayos ultravioleta incluyen, sin limitación, óxido de estaño, óxido de zinc, y las formas anatasa, rutila, y la forma broquita de dióxido de titanio. Ejemplos de materiales que pueden ser empleados en la presente invención y que son fotocatalíticos bajo exposición a la radiación visible incluyen, sin limitación, la forma bruquita del óxido de titanio, dióxido de titanio químicamente modificado por pirólisis de flama del metal titanio, dióxido de titanio adulterado con nitrógeno, y dióxido de titanio tratado con plasma. En ciertas modalidades de la presente invención, el material fotocatalítico se proporciona en la forma de sol o coloide líquido que contiene partículas de material fotocatalítico disperso en agua. Tales como la suspensión de óxido de titanio. Tales soles están fácilmente disponibles en el mercado. Ejemplos de dichos materiales, que son adecuados para ser empleados en la presente invención, incluyen sin limitación, S5-300A y S5-33B disponibles de Millenium Chemicals, STS-01, STS-02, y STS-21 disponible de Ishihara-Sangyo Corporation, y NTB-1, NTB-13 y NTB-200 disponible de Showa Denko Corporation. En ciertas modalidades de la presente invención, el material fotocatalitico está presente en la forma de un sol que comprende partículas de óxido de titanio tipo bruquita o una mezcla del tipo bruquita con tipo anatasa y/o tipo rutilo dispersas en agua. Dichos soles pueden ser preparados por hidrólisis de tetracloruro de titanio bajo ciertas condiciones, tal como se describe en la patente de los E.U.A. No. 6,479,031, que se incorpora aquí por referencia. Soles de este tipo que son adecuados para su uso en la presente invención incluyen sin limitación, soles de óxido de titanio NTB-1 y NTB-13, disponibles de Showa Denko Corporation. En ciertas modalidades de la presente invención, el material fotocatalitico comprende dióxido de titanio químicamente modificado. Ejemplos de dichos materiales incluyen dióxido de titanio químicamente modificado por pirólisis de flama como se describe por Khan y colaboradores, Efficient Photochemical Water Splitting by a Chemically Modified n-Ti02, Science Reprint, Volume 297, pp. 2243-2245 (2002), que se incorpora aquí por referencia, óxido de titanio adulterado con nitrógeno fabricado como se describe en la Publicación de la solicitud de patente de los E.U.A. 2002/0169076A1 en, por ejemplo, los párrafos, [0152] a [0203] , que aquí se incorporan por referencia, y/o dióxido de titanio tratado con plasma como se describe en la patente de los E.U.A. No. 6,306,343, en la columna 2, línea 49 a la columna 7, línea 17, que se incorpora aquí por referencia. En ciertas modalidades de la presente invención, la cantidad de material fotolitico que está presente en las composiciones liquidas está en el rango de 0.05 a 5% de sólidos por peso tal como 0.1 a 0.75% de sólidos por peso, con el porcentaje de sólidos por peso con base en el peso total de la solución de la composición. En estas modalidades, la cantidad de material fotocatalítico que puede estar presente en la composición liquida puede tener un rango entre cualquier combinación de los valores antes mencionados, incluyendo los valores mencionados. Deberá entenderse por aquellos con destreza en la especialidad que la cantidad de material fotocatalitico presente en las composiciones líquidas está determinado por las propiedades deseadas para que se incorporen en la composición. Las composiciones líquidas de la presente invención también comprenden un aglutinante hidrofílico. Como se emplea en la presente, el término "aglutinante" se refiere a un material continúo en el cual las partículas del material fotocatalitico se dispersan. Como se emplea en la presente, el término "aglutinante hidrofílico" significa que el aglutinante por si mismo tiene una afinidad por el agua. Una forma de estimar la hidrofilicidad de un material es medir el ángulo de contacto del agua con una película seca formada por el material. En ciertas modalidades de la presente invención, el aglutinante comprende un material que puede formar una película seca que exhiba un ángulo de contacto del agua de no más de 20 grados, o en otras modalidades, no más de 15 grados, o, en todavía otras modalidades, no más de 10 grados. Como resultado, en ciertas modalidades de la presente invención, bajo la aplicación de la composición líquida a un substrato y su subsecuente secado, la película resultante exhibe un ángulo de contacto del agua inicial de no más de 20 grados o, en algunas modalidades, no más de 15 grados, o todavía en otras modalidades, no más de 10 grados, previo a la fotoexcitación del material fotocatalitico. Los ángulos de contacto del agua reportados en la presente son una medida del ángulo entre una tangente a la forma de una gota en el punto de contacto y la superficie del substrato al medirse a través de la gota y puede ser medido por el método de goteo sésil usando un indicador de burbujas cautivas modificado fabricado por Lord Manufacturing, Inc., y equipado con componentes ópticos Gaertner Scientific. La superficie a medirse está en una posición horizontal, viendo hacia arriba, en frente de una fuente de luz. Una gota de agua sésil tomada directamente de la base se coloca encima de la superficie y enfrente de una fuente de luz para que el perfil de la gota sésil tomado de la base pueda ser visto y el ángulo de contacto medido en grados a través del telescopio goniómetro, el cual está equipado con transportador de ángulos para medirlos.

En ciertas modalidades de la presente invención, las composiciones liquidas comprenden un aglutinante que exhibe propiedades antiestáticas, es decir, el aglutinante puede formar una película seca que tiene la habilidad para disipar las cargas electroestáticas . Como se apreciará por aquellos con destreza ordinaria en la técnica, una de las formas para evaluar las capacidades antiestáticas de un material es el medir la resistividad superficial del material. En ciertas modalidades de la presente invención, el aglutinante comprende un material que puede formar películas secas que exhiben una resistividad superficial de aproximadamente 7.5 x 109 a aproximadamente 1.5 x 1012 ohms sobre centímetro cuadrado, o, en otras modalidades, no más de 1.0 x 1010 ohms sobre centímetro cuadrado. Las resistividades superficiales reportadas en la presente pueden ser determinadas con un megohmetro ACL Statitide Modelo 800 usando ya sea (1) sondas de extensión larga localizadas 5 mm de separación en varios puntos de la muestra, o (2) las sondas propias del medidor espaciadas separadas 6.985 cm (2 H pulgadas) y en varios puntos sobre la muestra. Como resultado, la presente invención se dirige también a composiciones liquidas que tengan tales propiedades antiestáticas.

Las composiciones liquidas de la presente invención comprenden un aglutinante que comprende un organosilicato completamente hidrolizado en esencia. Como se emplea en la presente, el término "organosilicato" se refiere a un compuesto que contiene grupos orgánicos unidos a un átomo de 'silicio a través de un átomo de oxigeno. Organosilicatos convenientes incluyen, sin limitación, organoxisilanos conteniendo cuatro grupos orgánicos unidos a un átomos de silicio a través de un átomo de oxígeno y organooxisiloxanos que tienen una cadena principal de siloxano ((Si-0)n) constituida por átomos de silicio. Los grupos orgánicos unidos al átomo de silicio a través del átomo de oxígeno en los organosilícatos son y no están limitados y pueden incluir, por ejemplo, grupo alquilo ramificados cíclicos o lineales. Ejemplos específicos de los grupos orgánicos que pueden unirse al átomos de silicio a través del átomo de oxígeno en los organosilicatos incluyen, sin limitación, metilo, etilo, n-propilo, y propilo, n-butilo, y butilo, t-butilo, npentilo, y pentilo, neopentilo, hexilo, octilo, o semejantes. De estos grupos alquilo, grupos alquilo de Ci a C4 son frecuentemente empleados. Ejemplos de otros grupos orgánicos convenientes pueden incluir arilo, xililo, naftilo o semejantes. El organosilicato puede contener dos o más diferentes tipos de grupos orgánicos. Ejemplos específicos no limitantes de organoxisilanos convenientes son tetrametoxisilano, tetraetoxisilano, tetranpropoxisilano, tetraisopropoxisilano, tetranbutoxisilano, tetraisobutoxisilano, tetrasecbutoxisilano, tetratbutoxisilano, tetrafenoxisilano, y dimetoxidietoxisilano. Estos organosilicatos pueden ser empleados solos o en combinación de cualesquiera dos o más. Entre estos organosilicatos, tetrametoxisilano y/o los condensados parcialmente hidrolizados, muestran una alta reactividad para la hidrólisis y por lo tanto, pueden producir rápidamente grupos silanol. Ejemplos específicos no limitantes de organoxisiloxanos convenientes son los condensados de los anteriormente mencionados organoxisilanos. El grado de condensación de los organoxisiloxanos no está particularmente restringido. En ciertas modalidades, los grados de condensación caen del rango representado por la siguiente formula: SiOx(OR)y en donde x es de 0 a 1.2, y es desde 1.4 a 4 con la condición de que (2x+y) es 4; y R es un grupo orgánico, tales como Cx a C4 alquilo.

El factor o subíndice X representa el grado de condensación del siloxano. Cuando el siloxano muestra un peso de distribución molecular, el factor X representa un promedio del grado de condensación. Compuestos representados por la fórmula anteriormente descrita en donde x = 0, son organoosilanos como monómeros con y compuestos representados por la formula anteriormente descrita en donde 0 es menor que y x menor que 2, respondiendo a condensados obtenidos por condensación de hidrólisis parcial. También, compuestos que están representados por la formula anteriormente descrita en donde X = 2, corresponden a Si02 (sílice) . En ciertas modalidades, el grado de condensación x de un organosilicato utilizado en la presente invención está en el rango de 0 a 1.2, tal como 0 a 1.0. La cadena principal del siloxano puede tener estructuras lineales, ramificadas o cíclicas o una mezcla de las mismas. La formula anteriormente descrita: SiOx(OR)y puede determinarse por Si-RMN como se describió en la patente de los E.U.A. No. 6,599,976 en las columnas 5, línea 10 a 41, incorporada aquí por referencia. Como se mencionó anteriormente, el aglutinante de las composiciones líquidas de la presente invención, comprende un organosilicato que está completamente hidrolizado en esencia. Como se emplea en la presente, el término "organosilicato completamente hidrolizado en esencia" se refiere a un material en donde el grupo organoxi del organosilicato está substancialmente reemplazado por los grupos silanol de grado tal que el material logrado es hidrofílico, es decir; el material puede formar una película seca que exhibe un ángulo de contacto con el agua de no más de 20 grados, o, en otras modalidades, no más de 15 grados, o, y todavía en otras modalidades, no más de 10 grados. Esta hidrólisis puede producir una red polimérica como se ilustrará a continuación: OCH3 OH CH30 -Si—O CH? H20 *- HO Si— O- H OCH3 OH n en donde m y n son números positivos y m no puede ser mayor que n. En ciertas modalidades de la presente invención, el organosilicato completamente hidrolizado en esencia está substancialmente libre de los grupos -OR como se determina por FTIR u otras técnicas convenientes analíticas.

Ahora con referencia a la Figura 1, se ve una gráfica que refleja el análisis FTIR de una película seca formada por dicho material aglutinante hidrofílico. Como es aparente, picos significativos son observados el número de onda de la unión Si-OH, el cual es 920-950 con el número de onda de la unión Si-O-Si, el cual es 1050-1100. Por otro lado, es aparente que la película está substancialmente libre de grupos -OR, en donde R representa grupos alquilo de Ci a C4, como se evidencia por la ausencia de cualquier pico substancial en el número de onda del Si-OR, que es 2900-3000. En ciertas modalidades, el organosilicato completamente hidrolizado en esencia incluido en el aglutinante de la presente invención es un producto de la hidrólisis de un organosilicato con una gran cantidad de agua en la presencia de un catalizador hidrolitico ácido. La hidrólisis puede conducirse con presencia de agua en una cantidad considerablemente mayor que la cantidad estequiométrica capaz de hidrolizar los grupos organooxi de los organosilicatos. Se cree que la adición de tales cantidades excesivas de agua permite a los grupos silanol producidos por la hidrólisis de los organosilicatos en coexistir con una gran cantidad de agua, por lo que previenen la reacción de condensación de los grupos silanol.

La hidrólisis de un organosilicato puede conducirse en la presencia de uno o más ácidos catalíticos de hidrólisis. Ejemplos específicos de estos catalizadores adecuados incluyen, sin ninguna limitación, ácidos inorgánicos, tales como el ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico y ácido fosfórico, entre otros; ácidos orgánicos, tales como ácido acético, ácido bencensulfónico, ácido toluensulfónico, ácido xilensulfónico, ácido etilbencensulfónico, ácido benzoico, ácido ftálico, ácido maleíco, ácido fórmico, ácido cítrico, y ácido oxálico, entre otros; catalizadores alcalinos, tales como hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de calcio, amoniaco; y compuestos aminoorgánicos, compuestos órgano metálicos o compuestos alcóxidos de metales diferentes a los organosilicatos, ejemplo: compuestos de organoestaño, tales como dibutilestaño dilaurato, dibutilestaño bioctato, y dibutilestaño diacetato, compuestos organoaluminio, tales como el tris (acetilacetonato) de aluminio, monoacetilacetonato bis (etilacetoacetato) de aluminio, tris (etilacetoacetato) de aluminio y etilacetoacetato diisopropionato de aluminio, compuestos de organotitanio, tales como tetraquis (acetilacetonato) de titanio, bis (butoxi) bis (acetilacetonato) de titanio y tetra n-butoxi de titanio, y compuestos de organocirconio, tales como tetrakis (acetilacetonato) de circonio, bis (butoxi) bis (acetilacetonato) de circonio, (isopropooxi) bis (acetilacetonato) de circonio y tetra-n-butóxido de circonio, y compuestos con boro, tales como tri-n-butoxi boro y ácido bórico; o semejantes. En ciertas modalidades, el aglutinante puede también comprender, además del agua, un solvente orgánico, tales como alcoholes, derivados de glicol, hidrocarburos, esteres, cetonas, éteres o similares. Estos solventes pueden ser usados solos o en la forma de una mezcla de cualesquiera dos o más de ellos. Ejemplos específicos de alcoholes que pueden ser usados incluyen, sin ninguna limitación, metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, acetilacetona alcohol o semejantes. Ejemplos específicos de derivados de glicol que pueden ser usados incluyen, sin limitación, etilen glicol, etilen glicol monometil éter, etilen glicol monoetil éter, propilen glicol, propilen glicol monometil éter, propilen glicol monoetil éter, dietilen glicol monometil éter, dietilen glicol monoetil éter, etilen glicol monometil éter acetato, etilen glicol monometil éter acetato, propilen glicol monometil éter acetato, propilen glicol monoetil éter acetato o semejantes. Ejemplos específicos de hidrocarburos que pueden ser usados que incluyen, sin limitación, benceno, tolueno, xileno, queroseno, n-hexano o semejantes. Ejemplos específicos de esteres que pueden ser utilizados incluyen, sin limitación. Metil acetato, etil acetato, propil acetato, butil acetato, metíl acetoacetato, etil acetoacetato, butil acetoacetato o semejantes. Ejemplos específicos de cetonas que pueden ser utilizadas incluyen acetona, metil etil cetona, metil isobutil cetona, acetil acetona o semejantes. Ejemplos específicos de éteres que pueden ser utilizados incluyen, sin limitación, etil éter, butil éter, metoxi etanol, etoxi etanol, dioxano, furano, tetrahidrofurano o semejantes . Aglutinantes convenientes para su uso en la presente invención y métodos para su producción están descritos en la Patente de los E.U.A. No. 6,599,976 de la línea 20, en las columnas 3, línea 57 a la columna 10, línea 58 incorporada aquí por referencia. Ejemplos no limitantes de materiales comercialmente disponibles que son organosilicatos hidrolizados completamente en esencia, y que son convenientes para su uso en el aglutinante en las composiciones de la presente invención son MSH-200, MSH-400, y MSH-500, silicatos disponibles de Mitsubishi Chemical Corporation, Tokio, Japón y Shinsui Flo MS-1200, disponible de Dainippon Shikizai, Tokio, Japón.

En ciertas modalidades, el aglutinante está preparado en un proceso de multi-etapas en donde, en la primer etapa, un organooxisilano, tales como aquellos mencionados anteriormente, se reacciona con agua en la presencia de un catalizador de hidrólisis acida, tales como cualquiera de los mencionados anteriormente, en donde el agua está presente en una cantidad que es menor que la cantidad estequiométrica capaz de hidrolizar los grupos organoxi del organoxisilano. En ciertas modalidades, el catalizador de hidrólisis acida comprende un ácido orgánico. En ciertas modalidades, el agua está presente durante la primera etapa en una cantidad estequiométrica capaz de hidrolizar 50% de los grupos organoxi del organoxisilano. El resultado de la primera etapa es un producto de reacción de policondensación de hidrólisis parcial. En ciertas modalidades, la primera etapa del proceso de preparación de aglutinante de múltiples etapas se realiza en condiciones que limitan el grado de condensación de grupos Si-OH formados como resultado de la reacción de hidrólisis. Estas condiciones pueden incluir por ejemplo, controlar la exoterma de reacción por ejemplo, enfriamiento externo, controlar la velocidad de adición del catalizador ácido y/o conducir la hidrólisis de primera etapa en la ausencia substancial (o ausencia completa) de cualquier solvente orgánico. En una segunda etapa, el producto de reacción de policondensación hidrólisis parcial se contacta entonces con una gran cantidad de agua, a menudo la ausencia de un catalizador de hidrólisis acida. La cantidad de agua empleada en la segunda etapa es considerablemente mayor (por "considerablemente mayor" se entiende que la solución resultante contiene no más de 2% de sólidos) que la cantidad estequiométrica capaz de hidrolizar grupos organoxi del organoxisilano. Todavía en otras modalidades, el aglutinante se prepara al iniciar con un oligómero de tetraalcoxisilano, tal como aquellos comercialmente disponibles de Mitsubishi Chemical Corp. bajo los nombres comerciales MKC Silicate MS-51, MKC Silicate MS-56 y MKC Silicate MS-60 (todas marcas; productos de Mitsubishi Chemical Corp.). Este oligómero se reacciona con agua en la presencia de un catalizador de hidrólisis acida orgánico (tal como, por ejemplo, ácido acético) y/o un solvente orgánico, donde el agua esta presente en una cantidad que es considerablemente mayor que la cantidad estequiométrica capaz de hidrolizar grupos organoxi del tetralcoxisilano .

Como resultado, la presente invención también se dirige a métodos para producir las composiciones hidrofilicas que comprenden un organosilicato esencialmente hidrolizado por completo. Los ejemplos presentes describen condiciones ejemplares para estos métodos . En ciertas modalidades de la presente invención, la cantidad de organosilicato que está presente en el composición liquida está en el intervalo de 0.1 a 2 por ciento en peso calculado Si02 en el organosilicato, tal como 0.2 a 0.9 por ciento en peso con base en el peso total de la composición. En estas modalidades, la cantidad del organosilicato que puede estar presente en la composición liquida puede estar en el intervalo entre cualquier combinación de los valores descritos, incluyendo los valores descritos. Se entenderá por aquellos por aquellos con destreza en la técnica que la cantidad de organosilicato presente en la composición liquida, se determina por las propiedades que se deseen incorporar en la composición. En ciertas modalidades de la presente invención, el material fotocatalitico y el organosilicato están presentes en la composición liquida en una proporción de 0.05: 0.95 a 5:0.3 en peso, o en otras modalidades 0.10:0.90 a 3.0: 0.5 en peso, o todavía en otras modalidades, al menos 0.3: 0.5 en peso, o 0.2: 0.6 en peso. En estas modalidades, la proporción de material fotocatalítico al organosilicato, puede estar en el intervalo de entre cualquier combinación de los valores descritos, incluyendo los valores descritos. Se entenderá por aquellos con destreza en la técnica que la proporción de material fotocatalitico y organosilicato en la composición líquida, se determina por las propiedades que se desea incorporar en la composición, tal como el Índice refracción deseado para la composición que puede determinarse con referencia al substrato sobre el cual se va a aplicar esta composición. En ciertas modalidades, las composiciones líquidas de la presente invención pueden incluir partículas inorgánicas, por ejemplo, sílice, alúmina, incluyendo alúmina tratada (por ejemplo alúmina tratada con sílice conocida como óxido de aluminio alfa) , carburo de silicio, polvo de diamante, nitruro de boro cúbico, y carburo de boro. Estas partículas inorgánicas pueden por ejemplo, ser substancialmente incoloras, tales como silice, por ejemplo, sílice coloidal. Estos materiales pueden proporcionar mejorada resistencia a daño y rayado. Estas partículas pueden tener un tamaño de partículas promedio en el intervalo de tamaño sub-micras (por ejemplo partículas con tamaño nano) hasta 10 mieras dependiendo de la aplicación de uso final de la composición y el efecto deseado. En ciertas modalidades, las partículas comprenden partículas inorgánicas que tienen un tamaño en particular promedio en el intervalo de 1 a 10 mieras, o de 1 a 5 mieras antes de incorporar en la composición liquida. En otras modalidades, las partículas pueden tener un tamaño de partículas promedio en el intervalo de 1 a menos de 1000 nanómetros, tales como 1 a 100 nanómetros, o en ciertas modalidades, 5 a 50 nanómetros, antes de incorporar en la composición liquida. En algunas modalidades, las partículas inorgánicas tienen un tamaño de partículas promedio en el intervalo de 5 a 50 o 5 a 25 nanómetros antes de incorporar en la composición líquida. El tamaño de partículas puede estar en el intervalo de entre cualquier combinación de estos valores incluyendo los valores descritos. En ciertas modalidades de la presente invención, las partículas pueden estar presentes en la composición liquida en una cantidad en el intervalo de hasta 5.0 por ciento en peso, o de 0.1 a 1.0 por ciento en peso, o de 0.1 a 0.5 por ciento en peso, con base en el peso total de la composición. La cantidad de partículas presentes en la composición liquida puede restar en el intervalo de entre cualquier combinación de estos valores incluyendo los valores descritos. En ciertas modalidades de la presente invención, la composición liquida también comprende un material de mejora antimicrobiana, tal como por ejemplo, metales; tales como plata, cobre, oro, zinc, un compuesto de los mismos o una mezcla de los mismos; compuestos de amonio cuaternario, tales como cloruro de benzalconio cloruro de dialquildimetill-amonio, bromuro de cetiltrimetil-amonio, cloruro de cetilpiridinio, y cloruro de 3- (trimetoxisilil) -propildimetil-octadecil-amonio; fenólicos, tales como 2-benzil-4-clorofenol, o-fenilfenol, o-fenilfenato sodio, pentaclorofenol, 2-(2 ' , 4 '-diclorofenoxi) -5-clorofenol, y 4-cloro-3-metilfenol; compuestos de halógeno, tales como tricloroisocianurato, dicloroisocianurato sodio, dicloroisocianurato de potasio, monotricloroisocianurato de potasio, dicloro-isocianurato de potasio, 1:4 diclorodimetilhidantoina, bromoclorodimetilhidantoína, 2, 2 ' -dibromo-3-nitrilopropionamida, bis (1,4-bromoacetoxi) -2-buteno, 1, 2-dibromo-2, 4-dicianobutano, 2-bromo-2-nitropropane-l, 3-diol, y bencil bromoacetato; organometálicos, tales como 10, 10 ' -oxibisfenoxiarsina, óxido de tributil estaño, fluoruro de tributilestaño, 8-quinolinolato de cobre, naftenato de cobre, arsenato de cobre cromado, arsenato de cobre amoniacal y óxido cuproso; compuestos organosulfuro, tales como metilenebistiocianato (MBT) , vinilenebisthiocianato, cloroetilenebistiio-cianato, dimetilditiocarbamato de sodio, disodio etilenbisditiocarbamato, dimetilditiocarbamato de zinc, y bis (trichlorometil) sulfona; heterociclicos, tales como tetrahidro-3, 5-dimetil-2H-l, 3, 5-tiadiazina-2-tiona (DMTT) , piridintiona sodio, piridintiona zinc, 1, 2-benzisotiazolin-3-ona, 2- (n-octil) -4-isotiazolin-3-ona, 2- (4-tiazolil) enzimidazol, N- (triclorometiltio) -4-ciclohexen-1, 2-dicarboximida, N- (triclorometiltio) -ftalimida, y 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona, 2-metil-4-isotíazolin-3-ona; y compuestos nitrógeno, tales como N-cocotrimetilendiamina, N- [ [alfa] - (1-nitroetil) benzil] -ecilendiamina, 2- (hidroximetil) amino-etanol, 2- (hidroximetil) amino-2-metilpro?anol, 2-hidroximetil-2-nitro-1, 3-propandiol, hexahidro-1, 3, 5-tris- (2-hidroxietil) -s-triazina, hexahidro-1, 3, 5-trietil~s-triazina, 4- (2-nitrobutil)morfolina +4, 4 '- (2-etil-2-nitro-trimetilen) -dimorfolina, glutaraldehído, 1,3-dimetilol-5, 5-dimetil-hidantoína, e imidazolidinil urea, y sus mezclas. Las composiciones liquidas de la presente invención pueden, por ejemplo contener una cantidad de agente antimicrobiano, suficiente para exhibir una eficacia contra microbios y particularmente diversas especies de hongos. Más específicamente, modalidades de la presente invención pueden contener una cantidad de agente antimicrobiano, suficiente para inhibir crecimiento microbiano en un substrato probado de acuerdo con la Asociación Americana de Químicos y Coloristas (MTCC American Association of Chemists & Colorists) Método de prueba 30; Parte III. Aquellos con destreza en la técnica están familiarisados con este método de prueba y sus parámeteros. En ciertas modalidades de la presente invención, la cantidad de material de mejora antibacteriana esta presente en la composición liquida esta en el intervalo de 0.01 a 1.0 por ciento en peso, tal como 0.1 a 1.0 por ciento en peso, o en otras modalidades, 0.1 a 0.5 por ciento en peso, con base en el peso total de la composición. En estas modalidades, la cantidad de material de mejora antibacteriano que pueda estar presente en la composición liquida puede estar en el intervalo entre cualquier combinación de los valores descritos, incluyendo los valores descritos. Se entenderá por aquellos con destreza en la técnica la cantidad del material mejora antibacteriano presente en la composición líquida, se determina por las propiedades que se deseen incorporar en la composición. En ciertas modalidades, las composiciones líquidas de la presente invención puede comprender un mejorados de actividad óptica, tal como platino, oro, paladio, hierro, níquel o sales solubles de los mismos. La adición de estos materiales a composiciones que comprenden un material fotocatalitico, se conoce que mejora la actividad redox del fotocatalizador, promoviendo la descomposición de los contaminantes que se adhieren a la superficie de revestimiento. En ciertas modalidades de la presente invención, la cantidad de mejorador de actividad ópticas presente en la composición líquida está en el intervalo de 0.01 a 1.0 por ciento en peso, tal como 0.1 a 1.0 por ciento en peso, o en otras palabras, 0.1 a 0.5 por ciento, con base en el peso total de de la composición. En estas modalidades, la cantidad de mejorados de actividad óptica que puede estar presente en la composición liquida puede estar en el intervalo entre cualquier combinación de los valores descritos, incluyendo los valores descritos. Se entenderá por aquellos con destreza en la especialidad que la cantidad de mejorados de actividad óptica presente en la composición líquida, se determina por las propiedades que se desean incorporar en la composición.

En ciertas modalidades, las composiciones líquidas de la presente invención pueden comprender un agente de acoplamiento, que puede por ejemplo, mejorar la adhesión de las composiciones de la presente invención a substratos pintados. Ejemplos de agentes de acoplamiento adecuados para utilizar en las composiciones líquidas de la presente invención, incluyen sin limitación, los materiales descritos en la patente de los E.U.A. Número 6,165,256 en la columna 8, línea 27 a columna 9, línea 8, incorporada aquí por referencia. En ciertas modalidades de la presente invención, la cantidad de agente de acoplamiento que esta presente en la composición líquida esta en el intervalo de 0.01 a 1 por ciento en peso, tal como 0.01 a 0.5 por ciento bando con base en el peso total de la composición. En estas modalidades, la cantidad de agente de acoplamiento que puede estar presente en la composición líquida puede estar en el intervalo entre cualquier combinación de los valores descritos, incluyendo los valores descritos. Se entenderá por aquellos con destreza en la técnica que la cantidad de agente de acoplamiento presente en la composición liquida, se determina por las propiedades que se desean incorporar en la composición.

En ciertas modalidades, las composiciones liquidas de la presente invención pueden comprender un agente tensio activo o surfactante, por ejemplo puede auxiliar en mejorar las propiedades humectantes de la composición, particularmente cuando la composición se aplica sobre un substrato revestido, tal como un substrato revestido con un revestimiento orgánico. Ejemplos de agentes tensio activos adecuados para utilizar en la presente invención incluyen sin limitación, los materiales identificados en la patente de los E.U.A Número 6,610,777 a columna 37, línea 22 a columna 38, línea 60 y en la patente de los E.U.A. Número 6,657,001 en la columna 38, línea 46 a columna 40, línea 39, además incorporadas aqui por referencia. En ciertas modalidades de la presente invención, la cantidad de surfactante que está presente en la composición liquida esta en el intervalo de 0.01 a 3 por ciento en peso, tal como 0.01 a 2 por ciento en peso, o en otras modalidades, 0.1 a 1 por ciento con base en peso en el total de peso sólidos en la composición. En estas modalidades, la cantidad de surfactante que puede estar presente en la composición liquida puede estar en el intervalo entre cualquier combinación de los valores, incluyendo los valores descritos. Se entenderá que por aquellos con destreza en la técnica que la cantidad de surfactante presente en la composición líquida, se determina por las propiedades que se desean incorporar en la composición. En ciertas modalidades, las composiciones liquidas de la presente invención pueden comprender una composición de limpieza. Adecuadas composiciones de limpieza incluyen aquellos materiales que comprenden un surfactante, un sistema solvente, agua, y un agente que ajuste el pH, tal como ácido acético o amoniaco. Una composición de limpieza conveniente se describe en la patente de los E.U.A Número 3,463,735, que describe una composición de limpieza que comprende un sistema solvente que comprende un solvente de bajo punto de ebullición tal como isopropanol, y un solvente de punto de ebullición moderadamente elevado tal como Cl a C4 alquilen glicol alquil éter que tiene un total de 3 a 8 átomos de carbono. Composiciones de limpieza comercialmente disponibles convenientes incluyen WINDEX®, comercialmente disponibles de SC Johnson and Son, Inc. Los inventores han descubierto que la inclusión de una composición de limpieza a ciertas modalidades de la presente invención, puede mejorar las propiedades de humectación de las propiedades de las presentes composiciones cuando se aplican a superficies pintadas, tales como fajas para ventanas con revestimiento de aluminio, costados o perfiles laterales de aluminio y semejantes. Como resultado, en ciertas modalidades, la superficie pintada no requiere estar limpia antes de aplicación de las composiciones liquidas de la presente invención. Ciertas modalidades de la presente invención, por lo tanto se dirigen a composiciones líquidas que comprenden (a) una composición de limpieza, y (b) un organosilicato hidrolizado esencialmente por completo. Estas composiciones también pueden incluir un material fotocatalitico, como se describió previamente. En ciertas modalidades, la composición de limpieza está presente en las composiciones líquidas de la presente invención en una cantidad de al menos 10 por ciento en peso, tal como al menos 20 por ciento en peso, o en algunos casos al menos 25 por ciento en peso, con por ciento en peso que se basa en el peso total de la composición líquida. Si se desea, la composición de revestimiento puede comprender otros materiales de revestimiento opcionales bien conocidos por aquellos con destreza en la técnica de revestimientos. La presente invención también se dirige a métodos para producir composiciones líquidas. De acuerdo con ciertos métodos de la presente invención, una composición líquida se prepara al (a) proporcionar un material hidrofilico que comprende un organosilicato hidrolizado esencialmente de forma completa en donde el pH del material hidrofilico no es mayor a 3.5; (b) proporcionar un sol o pasta que comprende un material fotocatalitico disperso en un diluyente, en donde el pH del sol no es mayor a 3.5; y (c) mezclar el material hidrofílico que se proporciona en (a) con el sol o pasta que se proporciona en (b) , para dispersar el material fotocatalítico en el material hidrofílico. Se ha encontrado que composiciones líquidas elaboradas por este método pueden ser estables por más de 12 meses con poco o nada de aglomeración o precipitación. Los valores de pH reportados aquí pueden determinarse utilizando un medidor de pH ACCUMET comercialmente disponible de Fisher Scientific. Ciertos métodos de la presente invención comprenden la etapa de proporcionar un material hidrofílico que comprende un oganosilicato hidrolizado en forma esencialmente completa, en donde el pH del material hidrofílico no es mayor a 3.5 o en algunas modalidades de 1.3 a 3.5 o, en todavía otras modalidades 3.0 a 3.5. En ciertas modalidades de los métodos de la presente invención, este material hidrofilico se obtiene al proporcionar primero un material que comprende un oganosilicato hidrolizado en forma esencialmente completa en donde el pH del material es mayor que el pH deseado y después agregar ácido al material hasta que el pH del material no es mayor a 3.5 o en algunas modalidades de 1.5 a 3.5, o todavía en otras modalidades 3.0 a 3.5. Por ejemplo, como se mencionó previamente, el material hidrofilico puede comprender los silicatos MSH-200 y/o MS-1200, ambos de los cuales se proporcionan típicamente por el proveedor a pH de 3.5 a 4.5. En ciertas modalidades de los métodos de la presente invención, el material hidrofílico puede diluirse con un diluyente tal como agua o un solvente orgánico, antes de la adición del ácido, por ejemplo para reducir el contenido de sólidos del material hidrofilico, permitiendo de esta manera la formación de películas más delgadas como se describe a continuación. Ácidos que pueden agregarse al material hidrofilico para ajustar su pH, incluyen tanto ácidos inorgánicos como orgánicos. Ácidos inorgánicos convenientes incluyen, sin limitación, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico y ácido fosfórico, entre otros. Ácidos orgánicos convenientes incluyen ácido acético, ácido dicloroacético ácido trifluoro acético, ácido benzensulfónico, ácido toluen sulfónico, ácido xilensulfónico, ácido etilbenzensulfónico, ácido benzoico, ácido ftálico, ácido maleico, ácido fórmico y ácido oxálico, entre otros. Ciertos métodos de la presente invención comprenden la etapa de proporcionar un sol o pasta que comprende un material fotocatalitico disperso en un diluyente, en donde el pH del sol o pasta no es mayor a 3.5 o en algunas modalidades de 1.3 a 3.5, o todavía en otras modalidades 3.0 a 3.5. En ciertas modalidades, el pH del sol o pasta es substancialmente el mismo que el del material hidrofilico que se proporciona en la etapa (a) de la invención. En ciertas modalidades de los métodos de la presente invención, este sol o pasta se obtiene al primero proporcionar este sol o pasta, en donde su pH es mayor que el pH deseado y después agrega ácido al sol o pasta hasta que el pH del sol o pasta no es más que 3.5 o en algunas modalidades desde 1.3 a 3.5 o, o todavía en otras modalidades, 3.0 a 3.5. POr ejemplo, como se mencionó previamente, el material fotocatalitico empleado en las composiciones de la presente invención puede comprender un sol de óxido de titanio disponible de Showa Denko Corporation bajo los nombres NTB-1 y NTB-13, en donde el sol comprende partículas de óxido de titanio tipo bruquita o una mezcla de partículas de óxido de titanio de tipo bruquita con tipo anatasa y/o tipo rutilo dispersas en agua. NTB-1 y NTB-13 típicamente se proporcionan por el proveedor a un pH de 2 a 4. Ácidos que pueden agregarse al sol o pasta comprenden el material fotocatalitico para ajustar su pH, incluyen tanto los ácidos orgánicos como inorgánicos descritos previamente, entre otros. En ciertas modalidades de la presente invención, el ácido que se agrega al sol o pasta que comprende el material fotocatalitico es el mismo ácido que se agrega al material hidrofilico que se proporciona en la etapa (a) de la invención. Los métodos de la presente invención comprenden la etapa de mezclar el material hidrofílico que se proporciona en la etapa (a) con el sol o pasta que se proporciona en la etapa (b) , para dispersar el material fotocatalítico en el material hidrofilico. La etapa de mezclado no está limitada particularmente y puede lograrse por cualquier técnica de mezclado convencional que se conoce por aquellos con destreza en la técnica, siempre que el mezclado resulta en una dispersión del material fotocatalítico en el material hidrofílico. Como resultado, la presente invención también se dirige a composiciones líquidas descritas anteriormente, en donde el pH de la composición no es mayor a 3 tal como 1.3 a 3.5, o, en algunas modalidades, 3.0 a 3.5.

De acuerdo con ciertos otros métodos de la presente invención, una composición líquida se prepara por (a) proporcionar un material hidrofílico que comprende un organosilicato hidrolizado en forma esencialmente completa, en donde el pH del material hidrofilico es desde 7.0 a 8.5; (b) proporcionar un sol o paste que comprende un material fotocatalitico disperso en un diluyente, en donde el pH del sol o pasta es desde 7.0 a 8.5; y (c) mezclar el material hidrofilico que se proporciona en (a) con el sol o pasta que se proporciona en (b) , para dispersar el material fotocatalítico en el material hidrofilico. Estos métodos de la presente invención comprenden la etapa de proporcionar un material hidrofílico que comprende un organosilicato hidrolizado en forma esencialmente completa, en donde el pH del material hidrofílico es de 7.0 a 8.5, tal como 7.0 a 8.0 o, en algunas modalidades, 7.5 a 8.0. En ciertas modalidades de estos métodos de la presente invención, este material hidrofilico se obtiene al primero proporcionar un material que comprende un oganosilicato hidrolizado en forma esencialmente completa, en donde el pH del material es menor que el pH deseado y después agregar un compuesto base al material hasta que el pH del material es de 7.0 a 8.5, tal como 7.0 a 8.0 o, en algunos casos, 7.5 a 8.0. En ciertas modalidades de estos métodos de la presente invención, el material hidrofilico puede diluirse con agua antes de la adición del compuesto base a como se describió previamente. Materiales que pueden agregarse al material hidrofílico para ajustar su pH incluyen tanto bases inorgánicas como bases orgánicas. Ejemplos específicos de bases que pueden emplearse para elevar el pH del material hidrofílico incluyen, sin limitación, hidróxidos de metales alcalinos, tales como hidróxido de sodio, hidróxido de potasio e hidróxido de litio; hidróxido de amonio; hidróxido de amonio cuaternario, tales como hidróxido de tetraetil amonio e hidróxido de tetraetanol amonio; aminas tales como trietilamina y 3- (dietilamino) -propan-1-ol; hidróxidos de sulfonio terciario, tales como hidróxido de trimetil sulfonio e hidróxido de trietil sulfonio; hidróxidos de fosfonio cuaternario tales como hidróxido de tetrametil fosfonio e hidróxido de tetraetil fosfonio; organosilanolatos tales como / -aminopropilsilantriolato de tripotasio, N-/_? aminoetil) - ? -aminopropilsilantriolato tripotasio, dimetilsilandiolato dipotasio, trimetilsilanolato de potasio, dimetilsilandiolato de bis-tetrametilamonio, di etilsilandiolato bis-tetraetilamonio, y trimetilsilanolato de tetraetilamonio; acetato de sodio; silicato de sodio; bicarbonato de sodio; y sus mezclas. Estos métodos de la presente invención comprenden la etapa de proporcionar un sol o pasta que comprende un material fotocatalítico disperso en un diluyente, en donde el pH del sol o pasta es de 7.0 a 8.5, tal como 7.0 a 8.0 o, en algunas modalidades, desde 7.5 a 8.0. En ciertas modalidades, el pH del solo o pasta es substancialmente el mismo que aquel del material hídrofílico (a) . En ciertas modalidades de estos métodos de la presente invención, este sol o pasta se obtiene al proporcionar primero el sol o pasta en donde su pH es menor que el pH deseado y después agregar una base al sol o pasta hasta que su pH es de 7.0 a 8.5, tal como 7.0 a 8.0 o, en algunas modalidades desde 7.5 a 8.0. Bases que pueden agregarse al sol o pasta que comprenden el material fotocatalitico para ajustar su pH incluyen las bases inorgánicas y orgánicas descritas previamente entre otras. En ciertas modalidades de la presente invención, la base que se agrega al sol o pasta que comprende material fotocatalitico, es la misma que la agregada al material hidrofilico que se proporciona en la etapa (a) de la invención.

Estos métodos de la presente invención además comprenden una etapa de mezclar el material hidrofilico que se proporciona en la etapa (a) con el sol o pasta que proporciona en la etapa (b) , para dispersar el material fotocatalítico en el material hidrofilico. La etapa de mezclado no está particularmente limitada y puede lograrse por cualquier técnica de mezclado convencional conocida por aquellos con destreza en la técnica siempre que el mezclado resulte en una dispersión del material fotocatalitico en el material hidrofilico. Se ha encontrado que composiciones líquidas elaboradas por este método son estables por 24 a 72 horas con solo una pequeña cantidad de precipitación. Como resultado, la presente invención también se dirige a composiciones líquidas descritas previamente en donde el pH de la composición es de 7.0 a 8.5, tal como 7.0 a 8.0, o, en algunos casos, 7.5 a 8.0. Ahora con referencia a las Figuras 2 y 3, se ve (i) una vista en sección transversal esquemática en una escala agrandada de ciertas modalidades no limitantes de la presente invención y (ii) una microfotografía que ilustra una modalidad de la presente invención, respectivamente. Como es aparente en las Figuras 2 y 3, en ciertas modalidades de la presente invención, se forman revestimientos en donde el material fotocatalitico se dispersa a través del aglutinante hidrofilico. En estas modalidades, los revestimientos comprenden un material fotocatalítico en la forma de partículas fotocatalíticas de nano-tamaño 10 (en estos ejemplos particulares, las partículas tienen un diámetro cristalino promedio no mayor a 20 nanómetros) , que se dispersan en forma relativamente uniforme a través del aglutinante hidrofílico 20. En particular, es aparente, particular de la Figura 2, que las partículas 10 no están aglomeradas, es decir todas o casi todas las partículas se encapsula por, y separa por, el aglutinante en vez de combinarse entre sí. Mientras que no se limita por ninguna teoría, se considera que al controlar el pH del material hidrofilico y el sol o pasta del material fotocatalítico, antes de su combinación, las partículas fotocatalíticas pueden estar bien dispersas en el material hidrofílíco tal que se evite la aglomeración, lo que resulta en una composición líquida de baja turbidez. De esta manera, la presente invención también se dirige a composiciones líquidas que tiene baja turbidez como se describe a continuación. Debido a que las partículas fotocatalíticas se evita que aglomeren en ciertas composiciones de la presente invención, las composiciones pueden aplicarse directamente sobre una película orgánica mientras que resultan en poco, de haber contacto directo entre material fotocatalitico tales como partículas de dióxido de titanio y la película orgánica. Como resultado, una ventaja de modalidades de la presente invención es que las composiciones liquidas pueden aplicarse directamente a una película orgánica sin necesidad por ninguna capa barrera entre las composiciones de la presente invención y la película orgánica. Como se apreciará por aquellos con destreza en la técnica, el radical libre -OH que se genera por la acción fotocatalitica de un material fotocatalítico tal como dióxido de titanio, de otra forma degradará una película orgánica que está en contacto directo con el material fotocatalitico. Una ventaja de las composiciones líquidas de la presente invención y/o los métodos de producir composiciones liquidas de la presente invención es que pueden resultar en composiciones liquidas de un empaque, estables. Por lo tanto, la presente invención también se dirige a composiciones liquidas para un empaque. Como se emplea aqui, el término "composición liquida para un empaque" se refiere a una composición liquida en donde los componentes que comprenden la proporción liquida se almacenan en conjunto en un solo recipiente. Las composiciones líquidas de un empaque de la presente invención comprenden cuando menos dos componentes incluyendo los materiales fotocataliticos previamente discutidos y aglutinantes hidrofílicos. Además, las composiciones líquidas de un empaque de la presente invención tienen una vida en almacenamiento de al menos 3 meses. Como se emplea aquí, el término "vida en almacenamiento" se refiere a la cantidad de tiempo entre cuando los componentes se combinan en un solo recipiente y la ocurrencia de precipitación o aglomeración en una medida tal que la turbidez de la composición líquida aumenta tal que la composición no pueda más formar una película de baja turbidez. De acuerdo con ciertas modalidades de la presente invención, las composiciones liquidas de un empaque, estables, tienen una vida en almacenamiento de cuando menos tres meses o en ciertas otras modalidades al menos 6 meses o en otras modalidades al menos 12 meses. En ciertas modalidades, las composiciones liquidas de la presente invención tienen una turbidez no mayor a 600 NTU o, en algunos casos no mayor a 400 Unidades de Turbidez Nefelométrica (NTU=Nephelometric Turbidity Units) después de 3 meses, 6 meses, o, en algunos casos 12 meses. Los valores de turbidez reportados aqui pueden determinarse por un turbidimetro modelo DRT-100D, fabricado por Shaban Manufacturing Inc, H. F. Instruments División utilizando una ? de muestra de 28 mm de diámetro por 91 mm de longitud con un fondo plano. Aún más, películas de revestimiento depositadas de composiciones de la presente invención, en ciertas modalidades tienen baja turbiedad. Como se emplea aquí, "baja turbiedad" significa que la película tiene una turbiedad no mayor a 0.3 por ciento. Los valores de turbiedad aqui reportados pueden determinarse con un turbidí etro tal como Hazegard® modelo No. XL-211, disponible de Pacific Scientific Company, Silver Spring, Md. Las composiciones liquidas de la presente invención también pueden estar presentes en la forma de un producto de múltiples empaques. Por lo tanto, la presente invención también se dirige a productos de múltiples empaques que comprenden un primer componente que comprende los materiales fotocataliticos previamente discutidos y un segundo componente que comprende los aglutitantes hidroxilicos previamente discutidos. Como se emplea aquí, el término "producto de múltiples empaques" se refiere a un producto de revestimiento que comprende más de un componente, en donde los componentes se combinan, justo antes de aplicación a un sustrato. La presente invención también se dirige a métodos para revestir un sustrato con una composición liquida. Estos métodos de la presente invención comprenden las etapas de (a) aplicar a un sustrato una composición líquida y (b) curar la composición. El sustrato puede limpiarse por ejemplo con una mezcla de alcohol/agua y secarse antes de la etapa (a) . Las composiciones liquidas empleadas en estos métodos de la presente invención comprenden los materiales fotocataliticos previamente discutidos y aglutinantes hidrofilicos . En estos métodos de la presente invención, la composición líquida puede aplicarse al sustrato por cualquier técnica deseada, tal como por ejemplo revestimiento por rocío, revestimiento con rodillo, inmersión, revestimiento con centrifugado, revestimiento por flujo, aplicación con cepillo o frotación. Las composiciones líquidas de la presente invención pueden aplicarse a sustratos poliméricos cerámicos, de concreto, cemento, vidrio, madera, papel o metal, sus materiales compuestos u otros materiales incluyendo sustratos pintados. Como se sugirió previamente, las composiciones liquidas de la presente invención pueden aplicarse efectivamente en forma directa en películas orgánicas que pueden existir en una superficie de estos sustratos. Múltiples capas de las composiciones de la presente invención pueden aplicarse si se desea. Sustratos que son reactivos con grupos silanol pueden "anclar" las composiciones de la presente invención, proporcionando de esta manera adhesión mejorada. Ejemplos específicos de artículos en los cuales pueden aplicarse las composiciones líquidas de la presente invención, incluyen sin limitación ventanas; parabrisas de automóviles, aeronaves, embarcaciones acuáticas y semejantes; espejos para interiores y exteriores; lentes, gafas, u otros instrumentos ópticos; goggles o anteojos de camino deportivos protectores; máscaras; protectores para cascos; puertas deslizantes de vidrio para contenedores de exhibición de alimentos congelados; cubiertas de vidrio o cristal; paredes de construcciones; techos de construcciones; mosaicos exteriores en edificios; piedras para construcción; placas de acero pintadas; paneles de aluminio; fajas o cintas para ventanas; puertas de celosías; puertas de entrada; solanas o galerías acristaladas; pasamanos o barandillas; invernaderos; signos de tráfico; paredes a prueba de sonido, transparentes; tableros de anuncios; letreros o paneles de anuncios; barandillas; reflectores de caminos; paneles decorativos; celdas solares; superficies pintadas en automóviles, embarcaciones acuáticas, aeronaves y semejantes; superficies pintadas en lámparas, accesorios y otros artículos;- sistemas de manejo de aire y purificadores; equipos y aparatos para cocinas e interiores de baño; mosaicos cerámicos; unidades de filtración de aire; escaparates para tiendas; exhibidores de computadoras; termointercambiadores acondicionadores de aire; cables de alto voltaje; miembros exteriores e interiores de construcciones; paneles de ventanas; loza; paredes en espacios habitables, baños, cocinas, habitaciones de hospital, espacios de fábricas, espacios de oficinas y semejantes; enseres de sanitarios, tales como palanganas, tinas, tazas, urinarios o mingitorios, lavabos o fregaderos y semejantes; y equipo electrónico, tales como exhibidores de computadoras . Las composiciones liquidas de la presente invención pueden aplicarse a un sustrato por ejemplo al impregnar un papel, tela o tela no tejida con una composición liquida de la presente invención. El material impregnado puede almacenarse en un recipiente y retirarse cuando se requiera para limpiar-revestir una superficie de un sustrato. En forma alterna, un papel, tela o tela no tejida puede impregnarse con una composición liquida de la presente invención al tiempo de uso. En los métodos para revestir un sustrato de la presente invención, la composición liquida se cura, es decir seca después de que se aplica el sustrato. Aunque no se está limitado por una teoría, se considera que al curar, algunos de los grupos silanol del aglutinante hidrolizado en forma esencialmente completa, se condensan, de manera tal que enlaces Si-O-Ti se forman dentro de la película seca formada de la composición líquida. Se considera que la presencia de estos grupos mejora la durabilidad de revestimientos formados de las composiciones de la presente invención como se describe con más detalle a continuación. Las composiciones liquidas pueden ser auto-curantes, tal que las composiciones puedan curarse sin el auxilio de ningún catalizador de cura. Aún más, las composiciones liquidas de la presente invención pueden por ejemplo curarse a temperaturas ambiente. En otras palabras, el curado de las composiciones liquidas de la presente invención puede lograrse al permitir que las composiciones queden al aire, es decir sequen al aire. De acuerdo con ciertas modalidades de la presente invención, la composición liquida se cura al exponerla al aire por 2 a 3 horas a 25 grados C, para lograr superhidrofilicidad y 16 horas para lograr durabilidad a largo plazo. Las composiciones liquidas de la presente invención también pueden curarse por secado con calor. Por ejemplo, de acuerdo con ciertas modalidades de la presente invención, la composición liquida se cura al exponerla al aire por 3 a 5 minutos y después secarla en forma forzada a 80 hasta 100 grados C por al menos 3 segundos. Una de las características de ciertas modalidades de la presente invención es que la composición liquida puede tener muy bajo contenido de sólidos, aproximadamente 1% en peso del total de sólidos, con base en el peso total de la composición. Consecuentemente, la composición liquida puede aplicarse a un sustrato a espesores de película extremadamente pequeños. En particular, de acuerdo con ciertas modalidades de la presente invención, la composición se aplica a un sustrato en la forma de una película delgada que tiene un espesor de película seca no mayor a 200 nanómetros (0.2 micrómetro) o en algunas modalidades, 10 a. 100 nanómetros (0.01 a 0.1 micrómetro), todavía en otras modalidades de la presente invención, 20 a 60 nanómetros (0.02 a 0.06 micrómetro). La aplicación de las composiciones de la presente invención a tan bajos espesores de película puede ser particularmente ventajosa para proporcionar una película delgada óptica sin igualar necesariamente al Índice de refracción del revestimiento con el del sustrato. Como se mencionó previamente, revestimientos formados de las composiciones liquidas de la presente invención inicialmente son hidrofilicos, estos es ante aplicación y antes de excitación del fotocatalizador, el revestimiento exhibe una afinidad al agua. Esta hidrofilicidad inicial resulta de la hidrofilicidad del aglutinante y puede ilustrarse por un ángulo de contacto con agua inicial no mayor a 20 grados o en algunas modalidades, no mayor a 15 grados, o todavía en otras modalidades, no mayor a 10 grados. Ante excitación del material fotocatalitico, sin embargo los revestimientos formados de las composiciones líquidas de la presente invención pueden hacerse "super-hidrofílicos", esto es, después de excitación del fotocatalizador, estos revestimientos pueden exhibir un ángulo de contacto con agua menor a 5 grados, incluso tan pequeño como 0 grados. Los medios que pueden emplearse para excitar el fotocatalizador dependen del material fotocatalítico empleado en las composiciones líquidas de la presente invención. Por ejemplo, materiales que se fotoexcitan ante exposición a luz visible tales como la forma bruquita de dióxido de titanio, asi como dióxido de titanio adulterado con carbono o nitrógeno, pueden exponerse a cualquier fuente de luz visible incluyendo cualquier radiación de longitud de onda de al menos 400 nanómetros. Por otra parte, las formas anatasa y rutilo de dióxido de titanio, óxido de estaño y óxido de zinc pueden fotoexcitarse por exposición a radiación de UV de una longitud de onda menor a 387 nanómetros, 413 nanómetros, 344 nanómetros, y 387 nanómetros, respectivamente. Fuentes de radiación de UV convenientes para fotoexcitado de estos fotocatalizadores, incluyen sin limitación una lámpara de UV, tal como la vendida bajo la marca UVA-340 por Q-Panel Company de Cleveland, Ohio, que tiene la intensidad de 28 watts por m2 (W/m2) en la superficie de revestimiento. En ciertas modalidades, revestimientos elaborados a partir de las composiciones liquidas de la presente invención exhiben una fotoactividad de al menos 0.5crrf1min_1, tal como al menos 1.0 cpf^min"1. La fotoactividad puede evaluarse como se describe en la patente de los E.U.A. número 6,027,766 en la columna 11, linea 1 a columna 12, linea 55, que se incorpora aquí por referencia. En ciertas modalidades, revestimientos formados de las composiciones liquidas de la presente invención pueden volverse superhidrofilicos ante exposición a luz de sol por un periodo de 1 a 2 horas. En forma alterna, revestimientos formados de las composiciones liquidas de la presente invención pueden hacerse superhidrofilicos ante exposición a radiación de UV de una intensidad 28 W/m2 por 1 hora.

Como se discutió previamente, revestimientos formados a partir de las composiciones liquidas de la presente invención, pueden exhibir propiedades hidrofilicas anti-estáticas y/o anti-bacterianas muy favorables, entre otras. Debido a que son hidrofilicos, y se vuelven superhidrofilicos ante excitación del material fotocatalitico, revestimientos elaborados de las composiciones de la presente invención pueden exhibir propiedades ventajosas de autolimpieza, anti-incrustación y/o anti-empañado. Otra característica de revestimientos elaborados de las composiciones de la presente invención es que pueden ser particularmente durables. La sorprendente durabilidad de revestimientos elaborados a partir de las composiciones de la presente invención, puede medirse en términos de la capacidad de la superficie de película para mantener un ángulo de contacto con el tiempo, bajo condiciones de intemperie aceleradas. Entre menos sea el grado de ángulo de contacto que puede mantenerse por la muestra probada con el tiempo o una cantidad de ciclos de frotación, más durables es la película. El simular intemperismo de la película puede obtenerse mediante cámaras de intemperismo, que incluyen el gabinete de condensación Cleveland (CCC = Cleveland Condensing Cabinet) y el probador QUV (productos de The Q-Panel Company, Cleveland, Ohio) . En ciertas modalidades, el material fotocatalitico está presente en las composiciones liquidas de la presente invención en una cantidad suficiente para producir un revestimiento que mantiene en un ángulo de contacto inferior a 10 grados, tal como menos que 5 grados y/o una fotoactividad de 3 cm_1min_1 después de exposición a una cámara CCC por 4000 horas, en donde la cámara CCC se opera a una temperatura de vapor de 60 grados C (140 grados F) en un ambiente en interiores, que resulta en una condensación de agua constante en la superficie de prueba. Sin duda, como se ilustra por los ejemplos presentes, se descubrió que la inclusión de un material fotocatalitico en ciertas modalidades de las composiciones de la presente invención, produce revestimientos que exhiben durabilidad dramáticamente mejorada en comparación con composiciones que contienen un aglutinante hidrofílico del tipo aqui descrito, pero sin material fotocatalitico. Como se ilustra en la Fig. 4, en ciertas modalidades de la presente invención, el material fotocatalitico puede incluirse en la composición en una cantidad suficiente para dar un revestimiento que mantiene su ángulo de contacto de agua inicial (es decir el ángulo de contacto con agua está dentro de 4 grados del ángulo de contacto con agua inicial, en donde "ángulo de contacto con agua inicial" se refiere al ángulo de contacto con agua que se observa después de exposición a luz UV por 2 horas, como se describe en los ejemplos pero antes de exposición a la cámara CCC) , incluso después de exposición del revestimiento a una cámara CCC por 4000 horas como se describió anteriormente, mientras que la ausencia de un material fotocatalítico produce un revestimiento que no puede mantener su ángulo de contacto de agua inicial después de aproximadamente 2000 a 3000 horas de esta exposición. Sin duda, los ejemplos ilustran que en la ausencia de un material fotocatalítico, el ángulo de contacto de la superficie aumenta a casi 3 veces el ángulo de contacto inicial después de exposición en una CCC por 3500 horas. Sin estar ligado por ninguna teoría, los inventores consideran que este resultado sorprendente puede atribuirse a un entrelazamiento parcial del material fotocatalítico con el organosilicato que produce enlaces Si-O-Ti en el revestimiento. Los inventores consideran que algo del material fotocatalitico toma parte en dicho entrelazamiento, mientras que algo del material fotocatalitico permanece disponible para activación fotocatalitica incluso después de 4000 horas de exposición CCC.

En ciertas modalidades, revestimientos elaborados de composiciones de la presente invención, pueden mantener un ángulo de contacto de 5 a 6 grados después de exposición a 650 horas en un probador Q-UV Tester equipado con tubos fluorescentes (B313 nanómetros) a una temperatura de panel negro de 65 a 70 grados C y 4 horas de condensación de humedad a 50 grados C. temperatura atmosférica. Ilustrando la invención están los siguientes ejemplos, que sin embargo no habrán de considerarse como limitantes de la invención a sus detalles. A menos que se indique de otra forma, todas las partes y porcentajes en los siguientes ejemplos así como a través de la especificación, se dan en peso. EJEMPLOS Ejemplo 1: Preparación de un aglutinante de organosilicato hidrolizado Una solución de catalizador de hidrólisis acida, aqui referida como solución "A", se prepara al agregar 7000 gramos de agua desionizada a un recipiente limpio, seco de 7.57 litros (2 galones). Con agitación, 1.0 gramo de ácido nítrico al 70% se agrega y separa. 15.5 gramos (aproximadamente 0.10 mol) de TMOS (tetrametoxisilano) al 98% que representa aproximadamente 6 gramos de Si02, se agrega a un matraz de vidrio, limpio, seco de un litro de capacidad. 3.6 gramos de la solución A (aproximadamente 0.20 mol de H20) se agregan lentamente al TMOS, controlando la exoterma al utilizar un baño de hielo para mantener la temperatura inferior a 25 grados C. Al terminar la adición de la solución A, esta solución de silano parcialmente hidrolizada se mantiene por una hora a aproximadamente 25 grados C. En un matraz limpio, seco separado, 290.5 gramos de etanol y 290.5 gramos de agua desionizada se mezclan y después agregan al hidrolizado parcial con agitación, después de un tiempo de retención de 1 hora. Después, el pH de la solución de silano diluido (pH aproximadamente 5) se ajusta a pH de aproximadamente 3.9 al agregar 0.80 gramos de ácido acético glacial con agitación. La solución aglutinante de Si02 al 1% resultante se deja que hidrolice completamente durante la noche con agitación. La aplicación en paneles de prueba con la solución anterior muestra buena humectación sin defectos ópticos y pasa 50 ciclos de inundación/secado manteniendo buena hidrofilicidad. Ejemplo 2: Preparación de un aglutinante de organosilicato hidrolizado 15.5 gramos (aproximadamente 0.10 mol) de TMOS al 98% que representan aproximadamente 6 gramos de Si02 y 3.6 gramos de metanol anhidro (co-solvente), se agregan a un matraz de vidrio limpio, seco, de 1 litro de capacidad. 3.6 gramos de solución A (aproximadamente 0.20 mol de H20) se agrega lentamente a la solución de TMOS, controlando la exoterma por la velocidad de adición de la solución A. La temperatura pico que se alcanza durante la adición fue 33 grados C. Al completar la adición de la solución A, esta solución de silano parcialmente hidrolizada se mantiene por una hora a aproximadamente 25 grados C. En un matraz seco, limpio separado, se agregan mezclando 287 gramos de etanol y 290.5 gramos de agua desionizada y después se agregan al hidrolizado parcial, con agitación, después de una hora de tiempo de retención. Después, el pH de la solución de silano diluida (pH aproximadamente 5) se ajusta a pH aproximadamente 3.9 al agregar 0.80 gramos ácido acético glacial con agitación. La solución de aglutinante Si02 al 1% resultante se deja que hidrolice completamente durante la noche con agitación.

La aplicación en paneles de prueba con la solución anterior muestra problemas de deshidratación con moteado. Los resultados de prueba sugieren que la inclusión de co-solvente proporciona una hidrólisis más eficiente y condensación correspondiente para formar oligómeros de superior peso molecular, que demuestran el comportamiento observado ante la aplicación.

Ejemplo 3: Preparación de un aglutinante de organosilicato hidrolizado 15.5 gramos (aprox. 0.10 mol) de TMOS (tetrametoxisilano) a 98 por ciento que representan aprox. 6 gramos de Si02 se agregan a 1 matraz de vidrio limpio, seco con capacidad de un litro. 3.6 gramos de solución A (aprox. 0.20 mol de H20) se agregan lentamente al TMOS, controlando la exoterma por la velocidad de adición de la solución A. La temperatura pico que se alcanza durante la adición fue 40 grados C. Al completar la adición de solución A, esta solución de silano hidrolizado parcialmente se mantiene por una hora a aproximadamente 25 grados C. En un matraz separado, limpio y seco, 290.5 gramos de etanol y 290.5 gramos de agua desionizada se mezclaron y agregaron al hidrolizado parcial con agitación después de una hora de tiempo de retención. Después, el pH de la solución de silano diluida (pH aproximadamente 5) se ajusta a pH aproximadamente 3.9 al agregar 0.80 gramos de ácido acético glacial con agitación. La solución aglutinante de Si02 al uno por ciento se deja que hidrolice completamente durante la noche con agitación. La aplicación en paneles de prueba con la solución anterior muestra problemas de deshidratación con moteado. Los resultados de prueba sugieren que al no controlar la exoterma y permitir que la temperatura de la hidrólisis alcance aproximadamente 40 grados C, resulta en un grado de condensación muy superior para formar oligómeros de superior peso molecular que demuestra el comportamiento observado ante aplicación. Ejemplo 4: Preparación de un aglutinante de organosilicato hidrolizado Metanol y agua desionizada se mezclan en una proporción 1:1 (p:p) con agitación. La mezcla se enfría a temperatura ambiente. 10.0 g de solución de silicato MS-51 (Mitsubishi Chemical Corporation, Tokio, Japón) se carga en un reactor de vidrio, seguido por adición de 504.8 g de la mezcla de solvente metanol/agua premezclada como una porción. La solución se agita a 20-22 grados C por 15 minutos. Después, 5.2 g de ácido acético glacial se agregan al reactor bajo agitación. La mezcla de solución se mantiene agitada al ambiente por 24 horas adicionales. El contenido de Si02 final de la solución fue 1 por ciento con un pH de 3.5. Ejemplo 5: Preparación de un aglutinante de organosilicato hidrolizado 1-propanol y agua desionizada se mezclaron en una proporción 1:1 (p:p) con agitación. La mezcla se enfria a temperatura ambiente. En un recipiente separado, se prepara solución de ácido acético al diluir 10.0 g de ácido acético glacial con 90.0 g de mezcla de solvente 1-propanol/agua. 5.0 g de solución de silicato' MS-51 se cargan en un reactor de vidrio, seguido por adición de 253.7 g de la mezcla de solvente 1-propanol/agua premezclada como una porción. La solución se agita a 20-22 grados C por 15 minutos. Después 1.4 g de solución de ácido acético preparada previamente se agrega al reactor con agitación. La mezcla de solución se mantiene agitada al ambiente por 24 horas adicionales. El contenido de Si02 final de la solución fue 1 por ciento con un pH de 4.1. Ejemplo 6 - Preparación de composiciones liquidas Las composiciones líquidas A a G de la Tabla 1 se prepararon como sigue. La carga 1 se prepara en un recipiente de vidrio de un litro de capacidad equipado con un agitador magnético. La carga 1 se prepara al agregar el material aglutinante al recipiente y después agregar agua desionizada al recipiente bajo agitación. El pH de la mezcla se ajusta a 1.8 al agregar ácido clorhídrico 2N con agitación hasta que el pH deseado se logra. La carga II se preapra en un recipiente de vidrio de .118 1 (4 oz) equipado con un agitador magnético. Sol de óxido de titanio se agrega a este recipiente y el pH se ajusta a 1.8 al agregar ácido clorhídrico 2N con agitación hasta que el pH deseado se logra. La carga II después se agrega bajo agitación a la carga I para producir las composiciones hidrofilicas A a G. TABLA 1 Composición Proporción Aglutinante1 Agua Sol2 de Sol3 de en Peso de DI óxido óxido Silicato/Ti02 de de titanio titanio A 0.5/0.3 500 g 480 20 g g B 0.5/0.3 500 g 480 20 g g C 0.4/0.24 40 g 58.4 1.6 g g D 0.31/0.19 31 g 67.7 1.27 g g E 0.25/0.25 25 g 73.3 1.67 g g F 0.9/0.1 47 g 2.3 0.33 g g G 0.5/0.3 25 g 24.5 — 0.5 g g """MSH—200 organosilicato hidrolizado (1 por ciento en sólidos) comercialmente disponible de Mitsubishi Chemical Corporation, Tokio, Japón. 2NTB-1 sol de óxido de titanio comercialmente disponible de Showa Denko K. K. , Tokio, Japón. 3STS-01 sol de óxido de titanio comercialmente disponible de Ishihara Sangyo Kaisha Ltd. Ejemplo 7 - Substratos de prueba para vidrio flotado La superficie de sustratos de prueba de vidrio flotado de 22.86 x 30.48 cm (9 x 12") se prepararon al limpiar el sustrato con una solución Dart 210 diluida (comercialmente disponible de Madison Chemical Co., Inc.) preparada al diluir Dart 210 concentrado con agua desionizada de manera tal que la solución tuviera una concentración de Dart 210 de 5 a 10 por ciento. El sustrato después se enjuaga con agua corriente caliente y después agua desionizada. El sustrato de prueba se roela con Windex® y limpia para secar con una toalla de papel (Kaydry® comercialmente disponible de Kimberly-Clark Corp. ) . Cada una de las composiciones liquidas del Ejemplo 6 se aplicaron a un sustrato de prueba por aplicación frotando utilizando una almohadilla protectora BLOODBLOC Protective Pad, comercialmente disponible de Fisher Scientific. La almohadilla se envolvió alrededor del aplicador de espuma. Después, 1.5 gramos de la composición hidrofilica se aplican a la almohadilla utilizando un gotero o botella de plástico con una tapa gotero. Las composiciones después se aplicaron por contacto de la almohadilla húmeda con el sustrato de prueba de vidrio con pasos superpuestos ligeramente, rectos. Después de aplicación, el sustrato se deja que seque a temperatura ambiente por cuando menos 2 antes de prueba. Los resultados se resumen en la Tabla 2. TABLA 2 Composición Ti PCA Resistividad Turbiedad4 min-1) 2 superficie (ohms/cm2) 3 A 1.2 3.9 3.84x109 0.1% B 2.3 8.1 6.25x108 0.2% C 0.7 2.1 — — D 0.5 1.3 — — E 0.7 2.6 — — F 0.4 0.6 — — G 1.9 5.5 — — Muestra analizada utilizando análisis de fluorescencia rayos X. 2 Actividad fotocatalitica se evalúa como se describe en la patente de los E.U.A. Número 6,027,766 en la columna 11, línea 1 a columna 12, línea 55. 3 Resistividad superficial se evalúa con un Megómetro ACL Statitide Modelo 800, utilizando ya sea (1) sondas de extensión grandes colocadas 5 milímetros separadas en varios sitios en la muestra o (2) las sondas a bordo del medidor espaciadas 7 cm (2 3/4 pulgadas) en varios sitios en la muestra. 4 La turbiedad se evalúa con un turbidimetro Hazegard® Modelo Número. XL-211 disponible de Pacific Scientific Company, Silver Spring, Md. Prueba de durabilidad-Prueba 1 Sustratos de prueba revestidos con composiciones líquidas A y B se colocaron en una Cámara de Condensación Cleveland que opera a 60 grados C (140 grados F) . Cada sustrato de prueba se retira semanalmente de la cámara y prueba para determinar el ángulo de contacto con agua. La fotoactividad de la composición se determina al medir la diferencia en ángulo de contacto con agua antes y después de exposición del sustrato a luz UV. El intervalo de exposición fue dos horas a una lámpara UVA-340 suministrada por Q-Panel Company of Cleveland, Ohio o luz del sol directa. Los ángulos de contacto con agua reportados se midieron por el método de prueba sésil utilizando un indicador de burbuja cautiva modificado fabricado por Lord Manufacturing, Inc., equipado con componentes ópticos de goniómetro Gartner Scientific. La superficie a medir se coloca en una posición horizontal, con frente hacia arriba, frente a una fuente de luz. Una gota de agua sésil se coloca sobre la superficie frente a la fuente de luz, de manera tal que el perfil de la gota sésil pudo verse y el ángulo de contacto a medirse en grados a través del telescopio del goniómetro que se equipa con graduaciones de transportador circular. Los resultados se resumen en la Tabla 3. TABLA 3 Composición A Composición B Horas en Ángulo de Ángulo de Ángulo de Ángulo de CCC Contacto Contacto Contacto Contacto Antes de Después de Antes de Después de Exposición Exposición Exposición Exposición 0 20 3 12 3 498 14 3 12 3 1062 38 3 37 3 1535 32 3 27 3 2221 18 4 9 3 2573 30 3 26 3 Composición A Composición B Horas en Ángulo de Ángulo de Ángulo de Ángulo de CCC Contacto Contacto Contacto Contacto Antes de Después de Antes de Después de Exposición Exposición Exposición Exposición 2975 30 5 33 4 3565 — — 30 5 4040 — — 19 4 Prueba de durabilidad- Prueba 1 La durabilidad de los sustratos de prueba revestidos con composiciones líquidas A a G, se probó al medir el ángulo de contacto con agua después de exposición a luz UV, como se describe anteriormente pero antes de colocar en la cámara de condensación Cleveland. Los mismos sustratos se colocaron en la CCC por al menos 4000 horas y después se retiran. Los sustratos se exponen después a luz UV como se describió anteriormente y probaron al medir el ángulo de contacto con agua. Los resultados se resumen en la tabla 4. TABLA 4 Composición Ángulo de Ángulo de Contacto Antes Contacto de Exposición CCC Después de Exposición a 4000 Horas CCC A 3 5 B 3 4 C 5 . 4 D 5 3 E 6 2 F 5 9 G 3 3 Prueba de Durabilidad-Prueba 3 La durabilidad de sustratos de prueba revestidos con las composiciones de la presente invención, también se compara con sustratos revestidos con composiciones que comprenden aglutinante organosilicato hidrofilico pero sin el material fotocatalítico. Composiciones hidrofilicas B y F del ejemplo 6 asi como una composición similar que tiene una proporción de aglutinante a dióxido de titanio de .95/0.5 (Composición J) se colocaron en la cámara de condensación Cleveland como se describió anteriormente periódicamente retirada y expuesta a luz UV como se describió anteriormente. Composición comparativa A fue Shinsui Flow MS-1200, disponible de Dainippon Shikizai, Tokio, Japón y una composición comparativa B fue MSH-200, disponible de Mitsubishi Chemical Corporation, Tokio, Japón. Los sustratos de prueba se prueban para ángulo de contacto con agua como se describió anteriormente. Los resultados se ilustran en la figura 4. Ejemplo 8 - Preparación de composiciones liquidas Composiciones liquidas H e I se prepararon en la forma descrita en el ejemplo 1 excepto porque WINDEX se incluyó en la composición en la cantidad identificada en la tabla 5 y la proporción en peso de aglutinante/Ti02 fue ajustada como se establece en la tabla 5. La durabilidad de estas composiciones después se analiza en la forma descrita en la prueba de durabilidad- prueba 1. Los resultados se establecen en la tabla 6. TABLA 5 Composición Proporción Cantidad de Cantidad de en Peso en Aglutinante/Ti02 WINDEX Silicato/Ti02 H 0.35/0.25 30g 8.91g I 0.35/0.25 30g 6.26g TABLA 6 Composición H Composición I Horas en Ángulo de Ángulo de Ángulo de Ángulo de CCC Contacto Contacto Contacto Contacto Antes de Después de Antes de Después de Exposición Exposición Exposición Exposición 0 4 4 5 4 330 27 2 21 2 834 19 2 31 2 2390 26 3 23 5 3374 18 3 16 3 4022 38 4 32 11 Ejemplo 9 - Turbidez de composiciones liquidas Las composiciones liquidas K, L, M, y O se prepararon en la forma descrita en el ejemplo 6 excepto porque el pH se ajustó al valor establecido en la tabla 7 y la proporción en peso de aglutinante/Ti02 se ajustó como se establece en la tabla 7. Las composiciones liquidas N, P, y Q se prepararon en una forma similar Ejemplo 6, excepto porque el pH de la carga I no se ajustó y la carga II fue una mezcla de sol de dióxido de titanio y agua desionizada en una cantidad suficiente para diluir el sol de óxido de titanio de 15 por ciento en sólidos a 2 por ciento en sólidos con agua desionizada. El pH de la carga II no se ajusta y la carga II se agrega a la carga I para producir la composición liquida. La turbidez de estas composiciones después se analiza con el tiempo por un turbidimetro modelo DRT-100D, farbicado por Shaban Manufacturing Inc, H. F. Instruments División, utilizando una cuba de muestra de diámetro 28 mm por longitud de 91 mm con un fondo plano. Los resultados se establecen en la tabla 7. TABLA 7 Turbidez (NTU) Composición Proporción pH Inicial 1 3 6 en Peso de mes meses meses Silicato/Ti02 K 0.5/0.3 1.96 490 558 569 652 L 0.5/0.3 1.57 438 552 567 653 M 0.35/0.2 1.8 321 383 393 442 N 0.35/0.2 3.25 454 412 385 425 0 0.4/0.25 1.8 415 488 511 573 P 0.5/0.1 3.1 145 143 145 153 Q 0.9/0.1 3.11 149 143 145 162 Ejemplo 10 - Resistencia a empañado en un lente de plástico. Este ejemplo se pretende que ilustre las propiedades anti-empañado de la presente invención. Lentes de policarbonato termoplástico que se revistieron previamente por el proveedor con un revestimiento duro no teñible (Gentex® PDQ®, comercialmente disponible de Gentex Optics, Inc.) se trataron superficialmente al lavar con jabón y agua, y enjuagaron con agua desionizada y alcohol isopropilico y secaron al aire. Los lentes luego se trataron con plasma. Por ejemplo, se aplicó revestimiento no adicional 10A al lente. Por ejemplo 10B, el lente tratado de superficie de plasma se revistió con organosilicato hidrolizado MSH-200 (1 por ciento de sólidos) comercialmente disponible de Mitsubishi Chemical Corporation, Tokio, Japón) . Por Ejemplo 10C, el lente tratado con superficie de plasma se revistió con una composición del sitio descrito en el ejemplo 6, composición E por revestimiento mediante inmersión a una velocidad de extracción de 230 mm/min. La propiedad de empañado se evalúa al colocar el lente sobre una taza llena con agua caliente. El lente del ejemplo 10A se empaña en toda el área. El lente del ejemplo 10B se empaña en 50 a 60 por ciento de su área. El lente del ejemplo 10C no tiene empañado en su superficie. Ejemplo 11 - Resistencia a incrustación por polvo desprendible automotriz Este ejemplo se pretende que ilustre las propiedades anti-incrustación de la presente invención. Dos ruedas de aleación de aluminio adquiridas de DaimierChrysler se dividieron en cinco áreas uniformes utilizando cinta adhesiva. Las ruedas se instalaron en un Jeep Cherokee Chrysler modelo 1996 con una rueda (rueda #1) instalada en el lado frontal del pasajero, y la otra rueda (rueda #2) instalada del lado frontal del conductor. Antes de instalar, las cinco áreas de cada una de la rueda #1 y rueda #2 se trataron como sigue. Preparación de rueda #1 Antes de instalación en el vehículo, las cinco áreas de la rueda #1 se trataron como sigue. No se aplicó revestimiento al área 1. El área 2 se revistió con HiGard#m (1080 una solución de revestimiento que contiene organosilano disponible de PPG Industries, Inc.) o revestimiento cortina utilizando una botella de lavado, secar al aire por 5 minutos, y horneado a 116 grados C. (240 grados F. ) por 3 horas. El área 3 se revistió con Hi-Gard 1080 como se describió anteriormente para el área #2. Después de hornear, el área 3 se reviste con organosilicato hidrolizado MSH-200 (1 por ciento de sólidos) comercialmente disponible de Mitsubishi Chemical Corporation, Tokio, Japón, por aplicación con frotado con una esponja impregnada. El MSH-200 se deja que seque al aire y autocondense. El área 4 se reviste con Hi-Gard 1080 como se describió anteriormente para el área 2. Después de hornear, el área 4 se reviste con una composición del tipo descrito en el ejemplo 6, composición E y una mezcla de agua desionizada y etanol (proporción 50/50 en peso) por aplicación con frotado empleando una esponja impregnada. El área 5 se reviste con una composición del tipo descrito en el ejemplo 6 composición E. El vehículo fue manejado por una semana. Las áreas 1 a 5 de la rueda #1 no mostraron diferencia significante en limpieza antes de un enjuague con agua. Después de enjuagarse con agua con una manguera de jardín, la limpieza de las áreas 1 a 5 de la rueda de #1 se midió en una escala de 1 a 10 con un número superior que refleja una superficie más limpia. Los resultados se resumen en la tabla 8.

TABLA 8 Área Limpieza 1 2 2 6 3 8 4 10 5 10 Preparación de rueda #2 Antes de instalación en el vehículo, las cinco áreas de la rueda de signo de número 2 se trataron como sigue. No se aplicó revestimiento en el área 1. El área 2 se revistió con revestimiento SolGard® 330 (una solución de revestimiento que contiene organosilano disponible de PPG Industries, Inc.) por revestimiento cortina utilizando una botella de lavado, secado al aire por 5 minutos y horneado a 116 grados C (240 grados F) por 3 horas. El área 3 se revistió con Hi-Gard 1080 como se describió anteriormente para el área 2. Después de hornear, el área 3 se reviste con organosilicato hidrolizado MSH-200 (1 por ciento de sólidos) comercialmente disponible de Mitsubishi Chemical Corporation, Tokio, Japón, por aplicación con frotado con una esponja impregnada. El MSH-200 se deja que seque al aire y autocondense. El área 4 se reviste con Hi-Gard 1080 como se describió anteriormente para el área 2. Después de hornear, el área 4 se reviste con una composición del tipo descrito en el ejemplo 6, composición E y una mezcla de agua desionizada y etanol (proporción en peso 50/50) por aplicación con frotación utilizando una esponja impregnada. El área 5 se revistió con una composición del tipo descrito en el ejemplo 6, composición E. El vehículo se manejó por una semana. Las áreas 1 a 5 de la rueda #1 no mostraron diferencia significante de limpieza antes del enjuague con agua. Después de enjuagarse con agua por una manguera de jardin, la limpieza de las áreas 1 a 5 de la rueda #1, se midió en una escala de 1 a 10 con el número superior que refleja una superficie más limpia. Los resultados se resumen en la tabla 9. TABLA 9 Área Limpieza 1 2 2 8 3 10 4 10 5 10 Ejemplos 12A y 12B - Aplicación a Superficie Pintada Ejemplo 12A: Una composición liquida se prepara al agregar tres gramos de Surfynol 465 (disponible de Air Products) a 100 gramos de una composición liquida del tipo descrito en el ejemplo 6, composición E y agitar la mezcla. Preparación de Panel Paneles de Aluminio pre-tratados con Betz Permatreat 1500, se revistieron con revestimiento poliéster blanco de alto brillo Truform®ZT (disponible de PPG Industries, Inc.) utilizando una barra de agotamiento bobinal en alambre a un espesor de película seca de .01768 a .0203 mm (0.7 a 0.8 mil). El panel de aluminio revestido se horneó a 232 grados C (450 grados F) (temperatura pico de metal) por 30 segundos. Para el ejemplo 12 (1), no se agregó revestimiento adicional. Para el ejemplo 12 (2), la composición hidrofilica preparada anterior se aplica sobre el panel de aluminio pintado con Truform ZT al utilizar una barra de agotamiento bobinada en alambre a espesor de película seca de .00127 a .00381 mm (0.05 a 0.15 mil). El panel se horneó a 176.7 grados C (350 F) (temperatura pico de metal) por 25 segundos. Resultados de Prueba de Exposición Paneles revestidos y paneles no revestidos se compararon después de seis meses en Malasia. Los resultados se establecen en la tabla 10. TABLA 10 6 Meses en Malasia 3 Meses en el sur Posición de panel: de Florida horizontal Posición del panel: 45 grados al sur j emplo Sin lavar Lavado Sin lavar Lavado ?L1 ?L ?L ?L 12(1) -21.6 -13.82 -6.05 -4.02 12(2) -8.30 -1.00 -3.35 -0.01 1 Claridad (L = lightness) se determina utilizando un espectrofotómetro MacBeth ColorEye® 2145 disponible de Macbeth división de Kollmorgen Instruments. Mediciones de claridad se toman antes y después de prueba de exposición y se registra la diferencia (dL) . Un valor ? L cercano a cero (positivo o negativo) indica mejor desempeño. Un valor AL bajo significa menos cambio de color. Un valor negativo significa que el revestimiento tuvo un color más oscuro en comparación con la lectura de color original. Una baja ? en área sin lavar indica que el panel estuvo menos sucio sin lavar. Ejemplo 12B: Paneles de aluminio, pre-tratados con Betz Permatreat 1500, se revistieron con revestimiento semibrillante con Duranar® Semi Gloss coating (disponible de PPG Industries, Inc.) en una forma similar a la descrita en el ejemplo 12A. Para el ejemplo 12 (3) , la composición liquida descrita en el ejemplo 12A se aplicó sobre el panel de aluminio pintado Duranar, al utilizar la barra de agotamiento embobinada en alambre a un espesor de película seca de .00127 a .00381 mm (0.05 a 0.15 mil). El panel se horneó a 176.7 grados C (350 grados F) (temperatura pico de metal) para 25 segundos. Para el ejemplo 12 (4), Frontier Research Co., Ltd. terminó el panel pintado con un revestimiento claro de bajo mantenimiento que contiene dióxido de titanio. Los paneles de los ejemplos 12 (3) y 12(4) se expusieron en el sur de Florida por 13 meses y 14 meses. Se observaron fisuras en el panel del ejemplo 12 (4) y no se observaron fisuras en el panel del ejemplo 12(4). Ejemplo 13: Aplicación a Substrato de Madera Aserrada Preparación de muestra: muestras de control se generaron en laboratorio y paneles de producción comercial acabaron con un revestimiento de madera aserrada con poliuretano transportado por solvente comercial. Partes de prueba se prepararon al primero frotar las partes con isopropanol. A continuación composiciones liquidas del tipo descrito en el ejemplo 6, composición E se aplicaron al frotar ligeramente un tejido de tela impregnado sobre la pieza. Los revestimientos se secaron al aire durante la noche. Se prepararon muestras sobre 4 substratos; substrato de puerta con revestimiento de papel fenólico (FWD) , pultrusión de fibras de vidrio (pult) , pultrusión de fibras de vidrio con revestimiento de vinilo (VCP) , y substrato de ventana de pino (NLP) . Las muestras se enviaron a un sitio de exposición en Malasia por tres meses de exposición antes de regresarse y evaluar cambio de color y retención de brillo. Los resultados se establecen en la Tabla 11.

TABLA 11 Substrato NLP FWD Muestra Con- Ejemplo Con- Ejemplo trol 7A trol 7B Cambio de 14.3 8.9 12.7 4.7 Color Por ciento de Retención 54 47 76 108 de Brillo Substrato Pult. VCP Muestra Con- Ejemplo Con- Ejemplo trol 7C trol 7D Cambio de 16.4 2.7 10.8 2.3 Color Por ciento de Retención 69 87 71 71 de Brillo Será fácilmente aparente para aquellos con destreza en la técnica que puedan realizarse modificaciones en la invención, sin apartarse de los conceptos descritos en la descripción anterior. Estas modificaciones habrán de considerarse incluidas dentro de las siguientes reivindicaciones a menos de que estas por su lenguaje, establezcan expresamente de otra forma. De acuerdo con esto, las modalidades descritas en detalle aquí, son solo ilustrativas y no limitantes al alcance de la invención, a la cual se le dará toda la amplitud de las reivindicaciones anexas y cualesquiera y todos sus equivalentes .

Claims

REIVINDICACIONES 1. Una composición liquida, caracterizada porque comprende: (a) un material fotocatalitico, y (b) un aglutinante hidrofílico que comprende un organosilicato hidrolizado esencialmente por completo.
2. La composición liquida de la reivindicación 1, caracterizada porque al menos una porción del material fotocatalítico esta presente en la forma de partículas que tienen un diámetro cristalino promedio de entre 3 a 35 nanómetros.
3. La composición líquida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el material fotocatalítico se elige del grupo que consiste de la forma bruquita de dióxido de titanio, dióxido de titanio químicamente modificado por pirólisis de flama, dióxido de titanio adulterado con nitrógeno, dióxido de titanio tratado con plasma y sus mezclas.
4. La composición líquida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el material fotocatalitico se proporciona en la forma de un sol que comprende partículas de material fotocatalitico disperso en agua.
5. La composición liquida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el material fotocatalitico está presente en la composición liquida en una cantidad en el intervalo de 0.1 a 0.75 por ciento en peso, con base en el peso total de la composición.
6. La composición liquida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el organosilicato se elige del grupo que consiste de organoxisilanos, organoxisiloxanos y sus mezclas, en donde los organoxisilanos se eligen del grupo que consiste de tetrametoxisilano, tetraetoxisilano, tetra-n-propoxisilano, tetraisopropoxisilano, tetra-n-butoxisilano, tetraisobutoxisilano, tetra-sec-butoxisilano, tetra-t-butoxisilano, tetrafenoxisitano, dimetoxidietoxisilano, y sus mezclas.
7. La composición líquida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el organosilicato esta presente de la composición liquida en una cantidad en el intervalo de 0.1 a 2 por ciento en peso calculado como Si02, con base en el peso total de la composición.
8. La composición líquida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el material fotocatalitico y el organosilicato están presentes en la composición liquida en una proporción de 0.05: 0.95 a 5: 0.3 en peso.
9. La composición liquida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el pH de la composición no es mayor a 3.5.
10. La composición liquida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el pH de la composición es desde 7.0 a 8.5.
11. Un substrato revestido con una película curada formada a partir de la composición liquida de la reivindicación 1.
12. El substrato de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque película tiene un espesor de película seca de 20 a 60 nanómetros.
13. El substrato de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la película exhibe un ángulo de contacto de agua inicial no mayor a 10 grados antes de fotoexcitación del material fotocatalítico .
14. El substrato de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque después de excitación del fotocatalizador, la película exhibe un ángulo con agua inferior a 5 grados.
15. Método para la producción de la composición liquida de conformidad con la reivindicación 1, el método se caracteriza porque comprende las etapas de: (a) proporcionar un material hidrofílico que comprende un organosilicato hidrolizado en forma esencialmente completa, en donde el pH del material hidrofilico no es mayor 3.5; (b) proporcionar un sol o pasta que comprende un material fotocatalítico disperso en un diluyente, en donde el pH del sol o pasta no es mayor a 3.5; y (c) mezclar el material hidrofilico que se proporciona en (a) con el sol o pasta que se proporciona en (b) , para dispersar el material fotocatalítico en el material hidrofilico .
16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el material hidrofílico que se proporciona en la etapa (a) se obtiene por (1) proporcionar un material hidrofílico que comprende un organosilicato hidrolizado en forma esencialmente completa, en donde el pH del material hidrofilico es mayor que el pH deseado, y (2) agregar ácido al material hidrofílico hasta que el pH deseado se alcanza.
17. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el sol o pasta que se proporciona en la etapa (b) se obtiene por (1) proporcionar un sol o pasta que comprende un material fotocatalitico disperso en un diluyente, en donde el pH del sol o pasta es mayor que el pH deseado y (2) agregar ácido al sol o pasta hasta que se logre el pH deseado.
18. Método para producir la composición liquida de conformidad con la reivindicación 1, el método se caracteriza porque comprende las etapas de: (a) proporcionar un material hidrofilico que comprende un organosilicato hidrolizado en forma esencialmente completa, en donde el pH del material hidrofilico es de 7.0 a 8.5; (b) proporcionar un sol o pasta que comprende un material fotocatalitico disperso en un diluyente, en donde el pH del sol o pasta es de 7.0 a 8.5; y (c) mezclar el material hidrofilico que se proporciona en (a) con el sol o pasta que se proporciona en (b) , para dispersar el material fotocatalítico en el material hidrofilico.
19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el material hidrofilico que se proporciona en la etapa (a) se obtiene por (1) proporcionar un material hidrofilico que comprende un organosilicato hidrolizado esencialmente en forma completa, en donde el pH del material hidrofilico es menor que el pH deseado, y (2) agregar una base al material hidrofilico hasta que se alcance el pH deseado.
20. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el sol o pasta que se proporciona en la etapa (b) , se obtiene por (1) proporcionar un sol o pasta que comprende material fotocatalitico disperso en un diluyente, en donde el pH de sol o pasta es menos que el pH deseado, y (2) agregar una base al sol o pasta hasta que se logre el pH deseado.
21. La composición líquida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición líquida está en la forma de una composición liquida de un empaque que tiene una vida en almacenamiento de cuando menos 3 meses.
22. La composición de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque la composición líquida en un empaque tiene una vida en almacenamiento de al menos 6 meses.
23. La composición de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada porque la composición líquida de un empaque, tiene una vida en almacenamiento de al menos 12 meses.
24. La composición de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la composición tiene una turbidez no mayor a 600 NTU después de tres meses .
25. Método para revestir un sustrato que comprende las etapas de: (a) aplicar al substrato la composición líquida de la reivindicación 1 y (b) curar la composición.
26. El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque la composición se cura por exposición de la composición al aire por al menos dos horas a 25 grados C.
27. La composición líquida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el material fotocatalitico está presente en la composición líquida a una cantidad suficiente para producir un revestimiento que mantiene su ángulo de contacto con agua inicial después de exposición a una cámara de condensación Cleveland por 4000 horas, en donde la cámara CCC se opera a una temperatura de vapor de 60 grados C (140 grados F) en un ambiente en interiores, que resulta en una condensación constante de agua en la superficie de prueba .
28. La composición liquida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el material fotocatalitico está presente en la composición líquida en una cantidad suficiente para producir un revestimiento que mantiene un ángulo de contacto de menos de 10 grados después de exposición a una cámara de condensación Cleveland por 4000 horas, en donde la cámara CCC se opera a temperatura de vapor de 60 grados C (140 grados F) en un ambiente en interior, que resulta en una condensación de agua constante en la superficie de prueba.
29. La composición liquida de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el aglutinante se prepara por un proceso seleccionado de: (a) un proceso de múltiples etapas que comprende una primer etapa en donde un producto de reacción de policondensación por hidrólisis parcial, se forma al reaccionar organosilicato agua en la presencia de un catalizador de hidrólisis acida, en donde el agua está presente en una cantidad que es menos que la cantidad estequiométrica capaz de hidrolizar los grupos organoxi del organosilicato, y una segunda etapa en donde el producto de reacción de policondensación de hidrólisis parcial se contacta con una gran cantidad de agua para formar un organosilicato hidrolizado en forma esencialmente completa, y (b) reaccionar un oligómero de tetralcoxisilano con agua en la presencia de un catalizador de hidrólisis acida orgánico y/o un solvente orgánico, en donde el agua está presente en una cantidad que es considerablemente mayor que la cantidad estequiométrica capaz de hidrolizar compuestos organoxi del alcosisilano, para formar un organosilicato hidrolizado en forma esencialmente completa.
30. La composición liquida de conformidad con la reivindicación 29, caracterizada porque el aglutinante se prepara por el proceso de múltiples etapas.
31. La composición liquida de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque el agua esta presente durante la primera etapa en una cantidad estequiométrica capaz de hidrolizar 50 por ciento de los grupos orgánicos del organosilicato.
32. La composición liquida de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque la primera etapa se conduce en condiciones que limitan el grado de condensación de grupos Si-OH formados como resultado de la reacción de hidrólisis.
33. La composición líquida de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque las condiciones que limitan el grado de condensación de grupos Si-OH formados como resultado de la reacción de hidrólisis, se elige de control de la exotherm de reacció por enfriamiento externo, controlar la velocidad de adhisión del catalizador ácido y/o conducir la hidrólisis de primer etapa en la ausencia sustancial de cualquier co-solvente orgánico.