Revestimientos a base de aglutinantes hidráulicos con una reología óptima y una alta actividad fotocatalítica.

Una composición fotocatalítica que comprende:

(a) un aglutinante hidráulico;

(b) un agente superfluidificante;

(c) un éter de celulosa;

(d) un agente adhesivo;

(e) un agente de relleno calcáreo, silíceo o silíceo-calcáreo;

(f) un fotocatalizador,

caracterizada por que (b) es policarboxílico o acrílico, (c) tiene una viscosidad de Brookfield, medida en una solución al 2 % a 20 ºC, en el intervalo entre 10.000 y 120.000 mPa·s, y porque la composición fotocatalítica carece de almidón.

Revestimientos a base de aglutinantes hidráulicos con una reología óptima y una alta actividad fotocatalítica

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de composiciones de cemento fotocatalítico, en particular aquellas aplicables en forma de mezcla fluida sobre la superficie de diversos sustratos tales como revestimientos para la degradación de contaminantes, la descontaminación del entorno, y la retención prolongada del aspecto superficial con el transcurso del tiempo.

Estado de la técnica

Las composiciones de revestimiento fotocatalítico, que se pueden aplicar a diversos sustratos para mejorar la capacidad de conservación y la consistencia del color superficial y/o reducir la carga de contaminantes del medio ambiente, se conocen desde hace tiempo. La capa fotocatalítica aplicada a las superficies puede oxidar y/o descomponer diferentes contaminantes presentes en el medio ambiente en forma gaseosa o microparticulada, por ejemplo, N-óxidos, hidrocarburos aromáticos policondensados, benceno, etc.; la fotocatálisis convierte dichos contaminantes en partículas más simples, que no son volátiles y se pueden eliminar fácilmente mediante lavado, previniendo así su posterior propagación a la atmósfera, así como la restricción de su acción contaminante sobre la superficie tratada. Algunas de estas composiciones se conocen, por ejemplo, de los documentos EP-A-633064, USA-4530954, etc. Algunas se han producido en forma de pinturas que se pueden aplicar con rodillos, otras se han producido en forma más viscosa que se pueden aplicar con una espátula y/o llana. Esta última tiene una mejor función de cobertura y también permite recubrir cualquier posible irregularidad en la superficie del sustrato mejorando así la uniformidad de la superficie recubierta. Las composiciones en forma de pinturas son extremadamente fluidas, y por tanto se pueden aplicar rápidamente; no obstante, tienen un mal poder de nivelación y, cuando se aplican en una capa gruesa, tienden a deformarse y/o gotear después de su aplicación, bajo la acción de la fuerza de la gravedad; por el contrario, las composiciones que se pueden nivelar (también denominadas "enfoscados" y "enlucidos") tienen un buen poder de cobertura aunque presentan una mayor viscosidad y por tanto requieren un mayor esfuerzo para su aplicación. Las dos características no se pueden integrar fácilmente.

La solicitud de patente EP-A-8.856.857 a nombre del Solicitante desvela composiciones de cemento que presentan una alta adhesividad y una buena capacidad de extensión y que contienen una resina de melamina, un plastificante polimérico, un almidón modificado y otros ingredientes. Entre sus características, estas composiciones han demostrado ser extremadamente fluidas cuando se aplican; una vez aplicadas presentan una consistencia y estabilidad considerables, con un buen efecto de nivelación de las superficies tratadas, sin deformaciones o goteos. El inconveniente con las composiciones desveladas en la solicitud EP 885.857 es que requieren una mezcla elaborada de ingredientes, algunos de los cuales son particularmente caros; por otra parte, la actividad fotocatalítica, aunque considerable, aún no es completamente satisfactoria.

El Solicitante ha estudiado nuevas composiciones que se caracterizan por una reología óptima y presentan un menor coste y una mejor actividad fotocatalítica.

Sumario

Ahora, de forma sorprendente, se ha encontrado una nueva composición fotocatalítica que cumple con los objetos anteriormente mencionados. Dicha composición se caracteriza por que incluye:

(a) un aglutinante hidráulico;

(b) un agente superfluidificante;

(c) un éter de celulosa;

(d) un agente adhesivo;

(e) un agente de relleno calcáreo, silíceo o silíceo-calcáreo;

(f) un fotocatalizador,

e i) por que (b) es policarboxílico o acrílico, ii) por que (c) tiene una viscosidad de Brookfield, medida en una solución al 2 % a 20 ºC, en el intervalo entre 10.000 y 120.000 mPa·s, y iii) por que carece de almidón.

De hecho se ha comprobado que estas composiciones presentan una fluidez de aplicación tal que permiten el tratamiento rápido y sin esfuerzo de amplias superficies; una vez aplicadas, las propias composiciones no gotean o se deforman, sino que se adhieren al sustrato aplicado hasta su consolidación por secado. Además, su actividad fotocatalítica ha resultado ser extremadamente alta, a pesar del uso de bajos porcentajes de fotocatalizador.

Descripción detallada de la invención

Componente (a) : "aglutinante hidráulico" indica un material de cemento hidráulico en forma de polvo seco 2

que proporciona mezclas plásticas capaces de consolidar y endurecerse una vez que el polvo seco se ha mezclado con agua. La definición incluye cementos como se define por la norma UNI ENV 197.1 (blanco, gris o pigmentado) , aglomerados de cemento, cales hidráulicas como se define en la ley IT 595 (26 de mayo de 1965) , y sus mezclas.

Componente (b) : los agentes superfluidificantes acrílicos/policarboxílicos utilizados como componente (b) cumplen con los requisitos definidos por la norma UNI EN 934-2. Estas sustancias normalmente se usan para reducir la relación de agua/cemento y mejoran la impermeabilidad y la resistencia de las composiciones de cemento. En la presente invención se puede usar cualquier agente superfluidificante polisacarídico o acrílico. Ejemplos de estos agentes superfluidificantes que están disponibles en la actualidad son los productos de Cimfluid Adagio® (Axim) , Melflux® (Degussa) o la cal Driver® (Axim) .

Componente (c) : en la presente invención se puede usar cualquier éter celulósico con una viscosidad entre 10.000 y 120.000 mPa·s. En la presente divulgación, "viscosidad" indica viscosidad de Brookfield, medida en una solución al 2 % a 20 ºC. Preferentemente, el intervalo de viscosidad se encuentra entre 20.000 y 90.000 mPa·s. 15 Éteres celulósicos disponibles actualmente en los intervalos definidos anteriormente son, por ejemplo, metilhidroximetilcelulosa (Culminal®, Walocel®, Tylose®) ; otros ejemplos son etilcelulosa, hidroxipropil-celulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, metilcelulosa, carboximetilcelulosa, metilcarboxietilcelulosa, etc. Componente (d) : en el campo de la invención se conocen y se usan de forma habitual agentes adhesivos. Generalmente consisten en polímeros vinílicos o acrílicos (por ejemplo, polivinilacetato, polivinilversato, polibutilacrilato) . Ejemplos de dichos productos, que están disponibles en el mercado, son los productos de Elotex, tales como Elotex AP 200. Componente (e) : los agentes de relleno calcáreos, silíceos o silíceo-calcáreos son productos conocidos disponibles habitualmente. Los agentes de relleno que se pueden usar para composiciones de cemento están definidos en la norma UNI EN 206. Dichos productos normalmente se usan para obtener una mayor resistencia, una menor porosidad y una menor eflorescencia. El agente de relleno también se puede seleccionar entre aditivos minerales, por ejemplo, metacaolín, SiO2 y sus mezclas.

Componente (f) : como fotocatalizador se puede usar cualquier sustancia capaz de oxidar/descomponer sustancias contaminantes del medio ambiente con las que entre en contacto, en presencia de luz o humedad. El término "contaminantes del medio ambiente" indica, por ejemplo, contaminantes orgánicos tales como policondensados aromáticos, aldehídos, benceno, negro de carbón comparable a PM10, y contaminantes inorgánicos tales como óxidos de nitrógeno (NOx) y óxidos de azufre (SOx) y monóxido de carbono (CO) . Los contaminantes que se oxidan/descomponen mediante la actividad fotocatalítica a continuación se eliminan de la superficie mediante la acción de lavado de la lluvia o mediante lavados periódicos.

El fotocatalizador preferido es dióxido de titanio (TiO2) , al menos parcialmente en forma de anatasa, o de su precursor. La expresión "al menos parcialmente en forma de anatasa" significa que las partículas de dióxido de titanio tienen una estructura de anatasa en al menos un 5 %, preferentemente un 25 %, más preferentemente al menos un 50 %, incluso más preferentemente al menos un 70 %, en porcentaje en peso con respecto al dióxido de titanio total. En un aspecto particularmente preferido de la invención, el dióxido de titanio tiene una estructura de anatasa del 100 %. Las partículas de dióxido de titanio presentan una superficie específica preferentemente en el intervalo entre 15 y 350 m²/gramo. Un ejemplo de TiO2 que cumple con dichos requerimientos anteriores es el TiO2 PC 105 y PC 500 comercializado por "Millennium Inorganic Chemical".

La expresión "precursor de dióxido de titanio" se refiere a cualquier... [Seguir leyendo]

1. Una composición fotocatalítica que comprende: 5

(a) un aglutinante hidráulico;

(b) un agente superfluidificante;

(c) un éter de celulosa;

(d) un agente adhesivo;

(e) un agente de relleno calcáreo, silíceo o silíceo-calcáreo;

(f) un fotocatalizador,

caracterizada por que (b) es policarboxílico o acrílico, (c) tiene una viscosidad de Brookfield, medida en una solución al 2 % a 20 ºC, en el intervalo entre 10.000 y 120.000 mPa·s, y porque la composición fotocatalítica carece 15 de almidón.

2. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el fotocatalizador (f) es dióxido de titanio al menos parcialmente en forma de anatasa, o uno de sus precursores.

3. Una composición de alcohol con las reivindicaciones 1-2, en la que el fotocatalizador (f) es dióxido de titanio en forma de anatasa en al menos un 70 % en peso con respecto al dióxido de titanio total.

4. Una composición de acuerdo con las reivindicaciones 1-3, en la que el éter de celulosa (c) tiene una viscosidad en

el intervalo entre 20.000 y 90.000 mPa·s y se selecciona entre metilhidroximetilcelulosa, etilcelulosa, 25 hidroxipropilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, metilcelulosa, carboximetilcelulosa, metilcarboxietilcelulosa.

5. Una composición de acuerdo con las reivindicaciones 1-4, en la que el agente adhesivo (d) es un polímero vinílico o acrílico.

6. Una composición de acuerdo con las reivindicaciones 1-5, en la que los componentes (a) a (f) se usan en los siguientes porcentajes en peso con respecto a la composición total:

(a) del15al65%,

(b) del0, 5al3%, 35 (c) delde0, 05al1%,

(d) del 0, 05 al 3 %,

(e) del15al65%,

(f) del0, 05%al2%.

7. Una composición de acuerdo con la reivindicación 6, en la que los componentes (a) a (f) se usan en los siguientes porcentajes en peso con respecto a la composición total:

(a) del35al45%,

(b) del1al2%, 45 (c) del 0, 1 al 0, 4 %,

(d) del 0, 5 al 1, 5 %,

(e) del33al43%,

(f) del 0, 8 al 1, 6%.

8. Un proceso para obtener las composiciones de acuerdo con las reivindicaciones 1-7, caracterizado por que los componentes (a) a (f) se mezclan hasta homogeneidad, en el que el componente (f) se añade en forma de componente aparte o en una premezcla con el componente (a)

9. Un mortero de cemento que contiene la composición de acuerdo con las reivindicaciones 1-7 mezclada de forma 55 homogénea con agua.

10. Un mortero de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el agua se encuentra en una relación ponderal en el intervalo entre 0, 2 y 0, 8 con respecto al aglutinante (a) .

11. Un artículo cuya superficie está recubierta con un mortero de cemento fotocatalítico de acuerdo con las reivindicaciones 9-10.

12. Un artículo de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el revestimiento sobre el artículo tiene un espesor

promedio en el intervalo entre 1 y 20 mm. 65

13. Un artículo de acuerdo con las reivindicaciones 11-12, seleccionado entre un bloque de pavimentación de piedra,

una losa, una carretera o pavimento, una pared, la fachada de un edificio, un monumento, una placa, una lápida conmemorativa, una escalera, una fuente, un banco u otro elemento de mobiliario arquitectónico y/o urbano.

14. Un método de reducción de contaminantes del medio ambiente en presencia de luz y humedad, caracterizado por la exposición, en el entorno que requiere dicho tratamiento, de un artículo recubierto con la composición de acuerdo con las reivindicaciones 1-7.

15. Un método para incrementar la durabilidad del color de elementos arquitectónicos expuestos a la acción de contaminantes del medio ambiente, caracterizado por que la superficie externa de dichos elementos está 10 recubierta con la composición de acuerdo con las reivindicaciones 1-7.

16. Uso de una composición fotocatalítica de acuerdo con las reivindicaciones 1-7, y los morteros obtenidos a partir de ella, en forma de pintura, enfoscado o enlucido para formar un revestimiento fotocatalítico sobre un artículo o un elemento arquitectónico.