Composiciones de recubrimiento a base de agua de auto-limpieza y miembros de auto-limpieza.

Un miembro de auto-limpieza obtenible recubriendo un material base que tiene una película de pintura orgánicaen su superficie con una composición de recubrimiento con base de agua de auto-limpieza que comprende lossiguientes ingredientes (a),

(b) y (c):

(a) un precursor de resina de silicona compuesto por una emulsión 5 basada en agua capaz de formar una película deresina de silicona y/o una emulsión basada en agua capaz de formar una resina de flúor y/o sílice coloidal,

(b) partículas fotocatalíticas o sol fotocatalítico, y

(c) agua,

caracterizado en que la materia sólida del ingrediente (b) constituye el 5% en peso o menos del contenido en sólidototal de la composición de recubrimiento.

Composiciones de recubrimiento a base de agua de auto-limpieza y miembros de auto-limpieza

Campo técnico

Esta invención se refiere a un recubrimiento que se aplica a la superficie exterior de un edificio y muestra propiedades de auto-limpieza.

Antecedentes de la técnica En años recientes, los materiales fotocatalíticos han ganado considerable atención como materiales que se hidrofilizan por su exposición a la luz solar y realizan una función de auto-limpieza con la ayuda de la lluvia cuando se aplican a la superficie exterior de un edificio. También han ganado atención como materiales amables con el medioambiente que descomponen gases tóxicos tales como NOx.

Por ejemplo, la Patente Japonesa Abierta a Inspección Pública núm. 10-195333 describe que una película de recubrimiento capaz de descomponer NOx se forma aplicando un recubrimiento que contiene silicato soluble en agua, un agente de endurecimiento y polvo fotocatalítico (dióxido de titanio u óxido de zinc) en la superficie de la pared de un túnel o una barandilla y tratando con calor al mismo.

La Patente Japonesa Abierta a Inspección Pública núm. 10-237354 describe que un material de construcción superior en propiedades de auto-limpieza se obtiene aplicando un recubrimiento que contiene silicato de litio y dióxido de titanio en un material de construcción y tratando con calor al mismo.

En años recientes, ha habido una tendencia en aumento para usar un recubrimiento basado en agua más que un recubrimiento con base de disolvente a partir del punto de vista de ambiente de trabajo, efecto en los alrededores y olor. Como resultado, los materiales de recubrimiento fotocatalítico con base de agua para aplicarse en los exteriores de los edificios etc., como se describe anteriormente también se han propuesto.

Por ejemplo, la Patente Japonesa Abierta a Inspección Pública núm. 10-195369 describe una composición de recubrimiento que se obtiene mezclando un fotocatalizador y un perfluorocopolímero en el estado de emulsión.

La Patente Japonesa Abierta a Inspección Pública núm. 10-279886 propone una composición de recubrimiento que es una emulsión de silicona que contiene un fotocatalizador y un grupo fluoro.

Además, en los campos de construcción y recubrimiento de edificios, la suciedad y las manchas en los exteriores del edificio, estructuras exteriores y la película de recubrimiento en ellos se han planteado problemas con el aumento de la polución medioambiental. El polvo y la materia particulada suspendida en el aire se acumulan en los tejados y las paredes exteriores de los edificios en el buen tiempo. Las acumulaciones se lavan con la lluvia cuando llueve y se desliza por las paredes exteriores de los edificios. Además, el hollín y el polvo del aire se transportan por el agua de lluvia en el tiempo lluvioso y se deslizan por las paredes exteriores de los edificios y la superficie de las estructuras externas. Como resultado, los contaminantes se unen a la superficie de las paredes exteriores y las de las estructuras a lo largo de la ruta que ha tomado el agua de lluvia. Una vez que las superficies se secan, aparece suciedad en rayas en las superficies.

La suciedad y las manchas en las caras externas del edificio o películas de recubrimiento de edificios están hechas de contaminantes de: productos de combustión tal como negro de carbono, hollín urbano y polvo, y materia inorgánica tal como partículas de arcilla. Dicha diversidad de contaminantes hace complicada las medidas preventivas de contaminación (Kitsutaka, Y. “Accelerated Test Method for Contamination of Exterior Wall Coating”, Trasactions of Structural Division, Architectural Institute of Japan, núm. 404, Oct. 1989, 15-24) .

Anteriormente, se aceptaba generalmente una idea de que los recubrimientos repelentes de agua tales como politetrafluoroetileno (PTFE) se usaban preferiblemente para evitar la suciedad y las manchas en los exteriores de los edificios, etc., como se describe anteriormente. En años recientes, sin embargo, se ha aceptado de forma general una idea de que la superficie de las películas de recubrimiento en los exteriores de los edificios, etc., deberían ser tan hidrófilas como sea posible de manera que se evite la suciedad del hollín urbano y el polvo, que contiene muchos componentes hidrófobos (Macromolecule, Vol. 44, Mayo, 1995, 307) . En tales circunstancias, se ha hecho un propósito de que los exteriores de los edificios estuvieran recubiertos con un polímero injertado hidrófilo (Periódico, “Japan Chemical Week”, 30 de enero, 1995) . Según el reportaje del periódico, la película de recubrimiento del polímero injertado hidrófilo muestra una naturaleza hidrófila tal que el ángulo de contacto del agua en la película de recubrimiento es 30 a 40º. Sin embargo, el ángulo de contacto entre el polvo inorgánico, tipificado por un mineral arcilloso, y agua es 20º a 50º, y dicho polvo inorgánico tiene una afinidad por el polímero injertado en que el ángulo de contacto del agua es 30 a 40º y es probable que se una a la superficie del polímero injertado. Así, la película de recubrimiento de dicho polímero injertado no es capaz de evitar la suciedad y las manchas del polvo inorgánico. Mientras tanto, se ha vendido una variedad de recubrimientos hidrófilos que están compuestos de resina acrílica, resina acrílica-silicona, silicona con base de agua, copolímero en bloque de resina de silicona y resina acrílica, resina acrílica-estireno, óxido de etileno de ácido graso de sorbitano, éster de ácido graso de sorbitano, acetato con base de uretano, uretano reticulado de policarbonatodiol y/o poliisocianato o alquiléster poliacrílico. El ángulo de contacto entre cada uno de los recubrimientos hidrófilos anteriores y el agua es 50 a 70º como mucho, y dichos recubrimientos no son capaces de evitar eficazmente la suciedad y manchas de hollín urbano y polvo, que contienen muchos componentes lipófilos.

Como medios para resolver los problemas descritos anteriormente, se han propuesto composiciones de recubrimiento que contienen un fotocatalizador. Las películas de recubrimiento que contienen fotocatalizador son capaces de hacer su superficie hidrófila cuando se exponen a rayos UV procedentes de la luz exterior y mantienen el ángulo de contacto del agua en ellas 20º o menos. Además, tienen el efecto tanto de inhibir la propagación de mohos y algas como de eliminar sustancias tóxicas tales como NOx y SOx.

Ejemplos de composiciones de recubrimiento que contienen un fotocatalizador son las descritas en: 1. documento WO 98/03607, 2. Patente Japonesa Abierta a Inspección Pública núm. 11-1659, 3. Patente Japonesa Abierta a Inspección Pública núm. 2002-69376, 4. Patente Japonesa Abierta a Inspección Pública núm. 10-316937 y 5. documento WO 99/51345.

El documento WO 98/03607 describe una composición que incluye: partículas fotocatalíticas compuestas de óxido metálico; al menos una seleccionada del grupo que consiste en partículas finas de sílice, un precursor de película de resina de silicona capaz de formar una película de resina de silicona y un precursor de película de sílice capaz de formar una película de sílice; y un disolvente, en donde la concentración de la cantidad total de las partículas fotocatalíticas anteriores más las partículas finas de sílice anteriores o el precursor, en términos de peso en sílice, en la composición es 0, 01 a 5% en peso. En los ejemplos descritos en la memoria anterior, se usó silano tetrafuncional como el precursor de película de resina de silicona capaz de formar una película de resina de silicona. La memoria afirma que para evitar que la película se vuelva blanca opaca debido a la reflexión irregular de la luz y permitir que la misma sea esencialmente transparente, el espesor de la película es preferiblemente 0, 4 !m o menos. Además, en los ejemplos descritos en la memoria, el alcohol que tiene alto poder para disolver resinas orgánicas, tal como metanol o propanol, se usó junto con agua de manera que se disuelve el silano tetrafuncional.

La Patente Japonesa Abierta a Inspección Pública núm. 11-1659 describe una composición de recubrimiento que se obtiene dispersando un fotocatalizador en resina de flúor y sílice (o el precursor de la misma) o silicona (o el precursor de la misma) . En los ejemplos descritos en la memoria, la resina de flúor con base de disolvente y la resina de silicio con base de disolvente se usaron de manera que se produce un recubrimiento altamente duradero. Los recubrimientos con base de disolvente son superiores en rendimiento a la meteorización; sin embargo, cuando se aplican a una base orgánica que es susceptible de ser atacada por disolventes, tal como pintura en emulsión,... [Seguir leyendo]

1. Un miembro de auto-limpieza obtenible recubriendo un material base que tiene una película de pintura orgánica en su superficie con una composición de recubrimiento con base de agua de auto-limpieza que comprende los siguientes ingredientes (a) , (b) y (c) :

(a) un precursor de resina de silicona compuesto por una emulsión basada en agua capaz de formar una película de resina de silicona y/o una emulsión basada en agua capaz de formar una resina de flúor y/o sílice coloidal,

(b) partículas fotocatalíticas o sol fotocatalítico, y

(c) agua,

caracterizado en que la materia sólida del ingrediente (b) constituye el 5% en peso o menos del contenido en sólido total de la composición de recubrimiento.

2. El miembro de auto-limpieza según la reivindicación 1, caracterizado en que la composición de recubrimiento con base de agua comprende además un pigmento colorante inorgánico.

3. El miembro de auto-limpieza según la reivindicación 1 o 2, caracterizado en que la composición de recubrimiento con base de agua comprende además un pigmento expansor inorgánico.

4. El miembro de auto-limpieza según la reivindicación 3, caracterizado en que el pigmento expansor inorgánico es triquito de óxido de titanio, triquito de titanato de potasio, mica y talco.

5. El miembro de auto-limpieza según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado en que la composición de recubrimiento con base de agua comprende además una resina orgánica distinta del ingrediente (a) .

6. El miembro de auto-limpieza según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado en que el contenido en sólido en la composición de recubrimiento es 10% en peso o más.

7. El miembro de auto-limpieza según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado en que la composición de recubrimiento se recubre directamente en una base orgánica.

8. El miembro de auto-limpieza según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado en que el ángulo de contacto de agua en la superficie de recubrimiento, obtenido después de aplicar la composición de recubrimiento en un punto que puede exponerse a la luz solar y la lluvia, secar a temperatura ordinaria y exponer durante 6 meses, es 20º o menos.

9. El miembro de auto-limpieza según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado en que la película de recubrimiento de la composición de recubrimiento se forma a temperatura ordinaria.

10. El miembro de auto-limpieza según la reivindicación 1, caracterizado en que la película de recubrimiento seca de la composición de recubrimiento formada en el miembro es 5 !m o más de espesor.