Composición para utilizar un revestimiento translúcido que elimina NOx.

Composición de eliminación de NOx para su utilización como revestimiento translúcido sobre superficies de materiales de construcción

, que comprende por lo menos:

a) unas partículas de dióxido de titanio fotocatalíticas que presentan por lo menos una actividad des-NOx,

b) unas partículas que presentan una actividad des-HNO3, y

c) un material a base de silicio, en el que dichas partículas están dispersadas,

en la que dichas partículas fotocatalíticas presentan un tamaño cristalino comprendido entre 1 y 50 nm, y las partículas de a) y b) están presentes en una cantidad inferior a 20% en peso del peso total de dicha composición.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2004/000226.

Solicitante: Millennium Inorganic Chemicals UK Holdings Limited.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: Stallingborough, Grimsby North East Lincolnshire DN40 2PR REINO UNIDO.

Inventor/es: STRATTON,JOHN, GOODWIN,GRAHAM, MCINTYRE,ROBERT.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA > COMPOSICION QUIMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES... > Tratamiento de la superficie de fibras o filamentos... > C03C25/10 (por revestimiento)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS;... > LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES,... > Postratamiento de morteros, hormigón, piedra artificial;... > C04B41/49 (Compuestos que contienen al menos un enlace carbono-metal o carbono-silicio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA > COMPOSICION QUIMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES... > C03C17/00 (Tratamiento de la superficie del vidrio, p. ej., de vidrio desvitrificado, que no sea en forma de fibras o filamentos, por recubrimiento)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS;... > LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES,... > Empleo de materias inorgánicas como cargas, p. ej.... > C04B14/28 (de calcio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA > COMPOSICION QUIMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES... > C03C1/00 (Ingredientes generalmente aplicables a la fabricación de los vidrios, vidriados o esmaltes vítreos)

PDF original: ES-2459197_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Composición para utilizar un revestimiento translúcido que elimina NOx.

La presente invención se refiere a composiciones con propiedades fotocatalíticas de autolimpieza para su utilización como revestimiento translúcido sobre superficies de materiales de construcción.

En el campo de los edificios y los revestimientos, la polución del entorno plantea un grave problema de contaminación de los materiales exteriores para edificios y edificios al aire libre. Cuando hace buen tiempo, el polvo y las partículas que flotan en el aire se depositan en la azotea y las paredes exteriores de los edificios. Cuando llueve, estos depósitos son arrastrados por el agua de la lluvia y descienden por las paredes exteriores del edificio. A consecuencia de ello, los contaminantes se adhieren a lo largo del curso del agua de lluvia. A medida que la superficie se seca, la suciedad aparece en forma de bandas verticales.

Para resolver, por lo menos parcialmente, este problema, ya se ha propuesto la disposición de un revestimiento sobre las superficies de los materiales de construcción. Alternativamente, dicho revestimiento presenta, además, propiedades fotocatalíticas de autolimpieza con respecto a los contaminantes atmosféricos. Así, en los documentos EP 0 901 991, WO 97/07069, WO 97/10186 y WO 98/41480 se dan a conocer revestimientos fotocatalíticos de óxido de titanio.

Más específicamente, el dióxido de titanio (TiO2) , que es un semiconductor, convierte la radiación UV (por ejemplo, de luz UV) en electrones y orificios que, en última instancia, pueden iniciar la degradación de los compuestos orgánicos perjudiciales, dando lugar a sustancias inocuas. Son contaminantes atmosféricos típicos, por ejemplo, los óxidos de nitrógeno, el ozono y los contaminantes orgánicos que se adsorben sobre la superficie revestida de los materiales. Esto resulta particularmente ventajoso en las zonas urbanizadas, por ejemplo, en las calles urbanas, donde la concentración de contaminantes orgánicos puede ser relativamente alta, especialmente bajo una intensa luz solar, pero donde la superficie disponible de los materiales también es relativamente alta.

Sin embargo, un problema asociado con las especies oxidadas que se forman de esta manera, como el HNO3 que 30 se forma por la reacción de NO2 y NO con TiO2/luz UV en presencia de agua y oxígeno, es su absorción sobre la superficie revestida del material, donde pueden provocar problemas de manchas y/o corrosión.

En consecuencia, sigue existiendo la necesidad de encontrar un revestimiento con una mejora significativa en sus propiedades de descontaminación, capacidad de resistencia a las manchas y una durabilidad excepcional en 35 comparación con los revestimientos anteriores.

Sorprendentemente, en el contexto de la presente invención se ha descubierto que dicho objetivo puede alcanzarse de manera eficiente mediante una composición específica para su utilización como revestimiento.

Por consiguiente, un objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer una composición que, cuando se aplica como revestimiento sobre una superficie de un material, muestra propiedades mejoradas de eliminación de NOx y, opcionalmente, de VOCx (es decir, contenido orgánico volátil, como xileno o benceno) .

Otro objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer una composición que pueda proporcionar dichas 45 propiedades sin sacrificar la translucidez del revestimiento.

Otro objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer una composición que, cuando se aplica como revestimiento sobre la superficie de un material, puede liberar fácilmente el contaminante del mismo, particularmente por la lluvia o por lavado con agua. Específicamente, cuando se aplica a la superficie de un sustrato formando una 50 película, la composición permite que un contaminante o derivado del mismo adherido sobre dicha superficie pueda ser fácilmente arrastrado por el agua.

Según un aspecto, la presente invención se refiere a una composición de eliminación de NOx para su utilización como revestimiento translúcido sobre superficies de materiales de construcción, que comprende por lo menos:

a) partículas de dióxido de titanio fotocatalíticas que presentan, como mínimo, actividad des-NOx, b) partículas que tienen actividad des-HNO3, y c) un material a base de silicio, en el que dichas partículas están dispersadas,

en la que dichas partículas fotocatalíticas presentan un tamaño cristalino comprendido entre 1 nm y 50 nm, y las partículas de a) y b) están presentes en una cantidad inferior a 20% en peso del peso total de dicha composición.

Según otro aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento para preparar una superficie de un material con propiedades de autolimpieza con respecto a los contaminantes atmosféricos, comprendiendo dicho 65 procedimiento por lo menos las siguientes etapas:

-aplicar una composición según la presente invención sobre la superficie de un material, y

-secar o curar dicha composición a fin de obtener un sistema de revestimiento translúcido.

Partículas fotocatalíticas de dióxido de titanio:

La composición según la presente invención comprende por lo menos partículas fotocatalíticas de dióxido de titanio dispersadas que presentan por lo menos una actividad des-NOx, donde NOx se refiere a NO y/o NO2. Según una forma de realización específica, dichas partículas fotocatalíticas también presentan actividad des-COV.

En la presente invención, el término actividad “des-NOx y/o des-COV”, tal como se utiliza en la presente memoria, se refiere a la capacidad de transformar las especies NOx y/o COV en sus respectivas especies oxidadas, tal como HNO3 en el caso de NOx.

En concreto, en la presente invención, el término “partículas fotocatalíticas” se refiere a partículas a base de un material que, cuando se expone a la luz (luz de excitación) con una energía más elevada (es decir, con una longitud de onda más corta) que la diferencia de energía entre la banda de conducción y la banda de valencia del cristal, puede provocar la excitación (fotoexcitación) de los electrones de la banda de valencia, produciéndose un electrón de conducción y un orificio de valencia.

Las partículas fotocatalíticas de dióxido de titanio contenidas en la composición según la presente invención incluyen, básicamente, las formas anatasa y rutilo del óxido de titanio, y mezclas de las mismas, aunque el óxido de titanio de tipo anatasa es especialmente preferente por su elevada fotoactividad.

En las partículas de dióxido de titanio del revestimiento, la naturaleza de las partículas es, preferentemente, predominantemente, la forma cristalina anatasa. “Predominantemente” significa que la proporción de anatasa en las partículas de dióxido de titanio de la composición de revestimiento es mayor del 50% en masa. Las partículas de la composición de revestimiento presentan preferentemente una proporción de anatasa mayor del 80%.

El grado de cristalización y la naturaleza de la fase cristalina se miden por difracción de rayos X.

Las partículas de dióxido de titanio cristalino que se incorporan en el revestimiento presentan un tamaño medio comprendido entre 1 nm y 150 nm, preferentemente comprendido entre 2 nm y 30 nm, más preferentemente comprendido entre 5 nm y 20 nm. Los diámetros se miden por microscopía electrónica de transmisión (TEM) y por DRX.

Las partículas fotocatalizadoras preferidas tienen una superficie por gramo elevada, por ejemplo, mayor de 30 m2/g, preferentemente mayor de 50 m2/g, y todavía más preferentemente mayor de aproximadamente 100 m2/g, medida por el... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición de eliminación de NOx para su utilización como revestimiento translúcido sobre superficies de materiales de construcción, que comprende por lo menos:

a) unas partículas de dióxido de titanio fotocatalíticas que presentan por lo menos una actividad des-NOx, b) unas partículas que presentan una actividad des-HNO3, y c) un material a base de silicio, en el que dichas partículas están dispersadas,

en la que dichas partículas fotocatalíticas presentan un tamaño cristalino comprendido entre 1 y 50 nm, y las partículas de a) y b) están presentes en una cantidad inferior a 20% en peso del peso total de dicha composición.

2. Composición según la reivindicación 1, en la que las partículas fotocatalíticas incluyen por lo menos la forma anatasa del óxido de titanio, la forma rutilo del óxido de titanio o una mezcla de las mismas. 15

3. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en la que las partículas de dióxido de titanio presentan predominantemente la forma cristalina anatasa.

4. Composición según la reivindicación 3, en la que las partículas de dióxido de titanio cristalino presentan un 20 tamaño medio de 1 a 50 nm, particularmente de 2 a 30 nm, más particularmente de 5 a 20 nm.

5. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que las partículas fotocatalíticas presentan una superficie por gramo superior a 30 m2/g.

6. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que las partículas fotocatalíticas están presentes en una cantidad de 0, 1 a 15%, preferentemente 1 a 12%, y más preferentemente 2 a 10% en peso (expresado en materia seca) del peso total de dicha composición.

7. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que las partículas des-HNO3 incluyen 30 compuestos básicos.

8. Composición según la reivindicación 7, en la que las partículas des-HNO3 incluyen carbonato de calcio, carbonato de cinc o una mezcla de los mismos.

9. Composición según la reivindicación 8, en la que las partículas des-HNO3 están presentes en una cantidad de 0, 05 a 15%, particularmente de 0, 1 a 1% en peso del peso total de dicha composición.

10. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que ésta incluye dióxido de titanio fotocatalítico y partículas des-HNO3 en una relación partículas des-HNO3/partículas de dióxido de titanio 40 comprendida entre 0, 05 y 1, 2, particularmente entre 0, 1 y 1, y más particularmente entre 0, 2 y 0, 8.

11. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que el material a base de silicio proporciona una película de polisiloxano.

12. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en la que el material a base de silicio incluye por lo menos un polímero de polisiloxano.

13. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que incluye además un disolvente.

14. Procedimiento para preparar una superficie de un material con propiedades de autolimpieza con respecto a los contaminantes atmosféricos, comprendiendo dicho procedimiento por lo menos las etapas siguientes:

-aplicar una composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 sobre la superficie de un material, y

-secar o curar dicha composición a fin de obtener un revestimiento translúcido sobre la misma.