CZ20003244A3

Substrate with photocatalytic coating and process for preparing thereof

Abstract

The present invention is directed to a process for obtaining a substrate provided with a coating having photocatalytic properties, wherein the coating includes crystallized particles of an oxide of a metal A having photocatalytic properties. The crystallized particles are incorporated into the coating using a mineral binder comprising at least one oxide of a metal B also having photocatalytic properties in the crystallized state. The coating optionally includes at least oxide of a metal M devoid of photocatalytic properties and/or at least one silicon compound of the silicon oxide SiO2 type. The coating is deposited from liquid-phase dispersions containing the crystallized particles of the oxide of metal A and at least one precursor compound for the oxide of metal B of the binder and optionally a precursor compound for the oxide of metal M and for the Si compound, in a relative proportion A/(B+M+Si) by weight of the metals and Si ranging between 60/40 and 40/60. The present invention is also directed to substrates containing a photocatalytic coating and to liquid-phase dispersions which are used in the preparation of the photocatalytic coatings.

CZ20003244A3, drawing sheet 1
Sheet 1 of 11

Term

Term ended

Projected expiry passed 5 March 2019, 7.6 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Projected expiry
  5. Today

32 claims: 11 independent, 21 dependent

  1. 1
    PATENTOVÉ NÁROKY 1. Způsob získávání substrátu (1), opatřeného alespoň na části svého povrchu povlakem (3) s fotokatalytickými vlastnostmi, kdy se krystalické částice (4) oxidu kovu A, mající fotokatalytické vlastnosti, inkorporovaly do uvedeného povlaku pomocí minerálního pojiva (5), obsahujícího alespoň jeden oxid kovu B, který má v krystalickém stavu rovněž fotokatalytické vlastnosti a případně alespoň jeden oxid kovu M, prostého fotokatalytických vlastností a/nebo alespoň jedné sloučeniny křemíku Si typu oxidu křemičitého, vyznačující se tím, že povlak (3) se nanáší z disperze v kapalné fázi, která obsahuj e:- jednak uvedené krystalické částice (4) oxidu kovu A;- jednak alespoň jednu prekurzorovou sloučeninu oxidu kovu B pojivá (5.) a případně prekurzorovou sloučeninu oxidu kovu M a/nebo sloučeniny Si v relativním hmotnostním poměru A/(B + M + Si) vztaženém na hmotnost kovů a případně obsažených v kompozici kovu A a prekurzorů(ech) oxidu kovu B a případně oxidu kovu M a sloučenině Si, v rozmezí od 60/40 do 40/60.
  2. 2
    Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že minerální pojivo (5) je alespoň částečně krystalické.
  3. 3
    Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že jako oxidy kovu A a B jsou vybrány alespoň jeden z následujících oxidů:oxid titaničitý, oxid zinečnatý, oxid cínu a oxid wolframu, přičemž jsou výhodně oxidy kovů A i B ve formě oxidu titaničitého. ·· • · φ · · · · · · ·· ···· ··· ··♦ ·· ··
  4. 4
    Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že minerální pojivo obsahuje pouze oxid kovu B, takže poměr A/(B + M + Si) se vyjádří jako A/B.
  5. 5
    Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že minerální pojivo obsahuje pouze oxid kovu B typu T1O2 a sloučeninu křemíku typu S1O2, takže poměr A/(B + M + Si) se vyjádří jako A/(B + Si) .
  6. 6
    Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že krystalické částice (4) oxidu A ve formě částic mají výhodně střední velikost přibližně 5 nm až 80 nm a domény krystalové koherence mají střední velikost přibližně 5 nm až 20 nm zejména v disperzi v alespoň jednom organickém nebo vodném rozpouštědle.
  7. 7
    Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že organokovová sloučenina (sloučeniny) prekurzoru oxidu B a případně oxidu M se volí ze skupiny tetraalkoxidů o vzorci M(OR)4, trialkoxidů o vzorci MR’(OR)2 nebo halogenidů kovů, kde R a R’ jsou zbytky obsahující uhlík.
  8. 8
    Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že organokovová prekurzorová sloučenina (sloučeniny) oxidu B a případně oxidu M jsou dispergovány v kapalné fázi obsahující alespoň jedno chelatační/stabilizační činidlo.
  9. 9
    Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že povlak se nanáší pomocí pyrolýzy z kapalné fáze pomocí disperze obsahující organokovové • 0« · 0 0··0 00 0000 000 000 00 00 sloučeniny prekurzoru (prekurzorů) a krystalické částice.
  10. 10
    Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že povlak se nanáší technologií sol-gel pomocí nanášení máčením, povlékáním v kyvetě, laminárního povlékání nebo povlékání stříkáním aplikací disperze obsahující organokovovou sloučeninu (organokovové sloučeniny) a krystalické částice.
  11. 11
    Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že povlak se podrobí tepelnému zpracování zejména při teplotě alespoň 400 °C.
  12. 12
    Substrát (i) opatřený alespoň na části svého povrchu povlakem (3) s fotokatalytickými vlastnostmi, kde krystalické částice (4) oxidu kovu A mají fotokatalytické vlastnosti a jsou v povlaku inkorporovány pomocí alespoň částečně vykrystalizovaného minerálního pojivá, obsahujícího oxid kovu B, který rovněž má v krystalickém stavu fotokatalytické vlastnosti a případně alespoň jeden oxid kovu B, který nemá fotokatalytické vlastnosti, a/nebo sloučeninu křemíku typu oxidu křemičitého, zejména takového, který se získal podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že uvedený povlak (3.) má pórovítost, vypočtenou měřením indexu lomu, vyšší než 40 %, zejména mezi 45 a 65 %.
  13. 13
    Substrát (1) opatřený alespoň na části svého povrchu povlakem (_3) s fotokatalytickými vlastnostmi, kde krystalické částice (4) oxidu kovu A mají fotokatalytické vlastnosti a jsou v povlaku inkorporovány pomocí alespoň částečně vykrystalizovaného minerálního pojivá obsahujícího oxid kovu B, který rovněž má v krystalickém stavu • · fc fcfc fcfcfc· • fc fcfc fcfc fcfc fcfc · fcfc · • · · · « · fc fcfcfc fcfc · • · fcfc·· • fcfc fcfcfc fcfc fcfc fotokatalytické vlastnosti a případně alespoň jeden oxid kovu B, který nemá fotokatalytické vlastnosti a/nebo sloučeninu křemíku typu oxidu křemičitého, zejména takového, který se získal podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že uvedený povlak (3.) má relativní hmotnostní poměr A/(B + M + Si) vztažený na hmotnost kovů obsažených případně v kompozici krystalických částic oxidu A a v kompozici oxidu B a případně oxidu kovu M a/nebo sloučeniny Si v minerálním pojivu, ve výší 60/40 a 40/60.
  14. 14
    Substrát (1) podle nároku 12 nebo 13, vyznačující se tím, že povlak obsahuje krystalické částice o velikosti 5 až 80 nm a domény krystalové koherence o velikosti 5 až 20 nm a minerální pojivo alespoň částečně ve formě zrn, která mají zejména velikost mezi 5 a 25 nm, výhodně mezi 10 a 20 nm.
  15. 15
    Substrát (1) podle některého z nároků 12 až 14, vyznačující se tím, že povlak obsahuje krystalické částice T1O2 v podstatě ve formě anatasu a částečně vykrystalizované minerální pojivo na bázi T1O2
  16. 16
    Substrát (JL) podle některého z nároků 12 až 14, vyznačující se tím, že povlak obsahuje částice TÍO2 v podstatě ve formě anatasu a minerální pojivo s kombinací částečně vykrystalizovaného TÍO2 s SiC^.
  17. 17
    Substrát podle nároku 15 nebo 16, vyznačující se tím, že povlak má index lomu nejvýše 2, zejména mezi 1,5 a 1,9, například mezi 1,6 a 1,8.
  18. 18
    Substrát podle některého z nároků 12 až 17, vyznačující se tím, že se mezi substrát a uvedenou vrstvu ·· ·« · 9 99 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 · 9 · • · 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9999 999 999 99 99 s fotokatalytickými vlastnosti vloží alespoň jedna vrstva, mající funkci bariéry pro alkalické kovy a/nebo mající optickou funkci a/nebo antistatickou funkci a/nebo funkci adhezní, zejména jedna vrstva na bázi sloučeniny Si, jako je například Si, Si0 2 , SiOC, SiON a SÍ3N4, nebo na bázi případně dopovaného oxidu kovu, jako je oxid cínu, dopovaný fluorem.
  19. 19
    Substrát podle některého z nároků 12 až 18, nebo získaný postupem podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jeden průhledný materiál typu skla nebo plastu, zejména na součásti zasklení stínítek televizorů nebo počítačů, jako jsou například dotyková stínítka.
  20. 20
    Substrát podle nároku 19, vyznačující se tím, že je součástí izolačního zasklení na vnitřních nebo vnějších stranách, zejména běžného izolačního zasklení, které má jednu plynovou mezivrstvu, nebo více plynových mezivrstev, nebo vakuového izolačního zasklení, nebo je součástí laminovaného nebo monolitického zasklení.
  21. 21
    Substrát podle některého z nároků 12 až 18, nebo získaný postupem podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že je vyroben z kovového nebo keramického materiálu, zdících materiálů, obkládacích materiálů nebo materiálů na střechy a podlahy, jako jsou například dlaždice a tašky, kámen nebo dřevo, krytina, cement, plasty, jakýkoliv architektonický materiál, vláknitý materiál typu minerální vlny pro tepelné a/nebo akustické izolace, nebo textilní vlákna.
  22. 22
    Disperze v kapalné fázi, obsahující:• fc fcfc ► · 9 1 » · fc l • fc fcfcfc · - částice krystalického oxidu titaničitého;- alespoň jednu sloučeninu prekurzoru oxidu kovu B, který má v krystalickém stavu fotokatalytické vlastnosti;- případně alespoň jednu sloučeninu prekurzoru oxidu kovu M a/nebo sloučeniny křemíku;vyznačující se tím, že částice, prekurzory a sloučenina křemíku jsou v relativním poměru A/(B + M + Si) mezi 60/40 a 40/60.
  23. 23
    Disperze podle nároku 22, vyznačující se tím, že částice oxidu titaničitého jsou převážně v krystalické formě anatasu.
  24. 24
    Disperze podle nároku 22 nebo 23, vyznačující se tím, že částice oxidu titaničitého mají střední velikost přibližně 5 až 80 nm a domény krystalové koherence mají střední velikost přibližně 5 až 20 nm.
  25. 25
    Disperze podle některého z nároků 22 až 24, vyznačující se tím, že oxid kovu B se volí z oxidu titaničitého, oxidu zinečnatého, oxidu cínu a oxidu wolframu.
  26. 26
    Disperze podle některého z nároků 22 až 25, vyznačující se tím, že oxid kovu M se volí z oxidu hlinitého a oxidu zirkonia.
  27. 27
    Disperze podle některého z nároků 22 až 26, vyznačující se tím, že prekurzorovými sloučeninami pro oxidy kovů B a M jsou organokovové sloučeniny.
  28. 28
    Disperze podle nároku 27, vyznačující se tím, že organokovové sloučeniny se volí ze skupiny tetraalkoxidů 99 99 • 9 99 99 9 9 9 · 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9999 ο vzorci X(0R)4 a trialkoxidů o vzorci XR’(OR)j nebo halogenidů kovů, kde R a R’ představují zbytky obsahující uhlík, a X představuje M nebo B.
  29. 29
    Disperze podle některého z nároků 22 až 28, vyznačující se tím, že sloučenina křemíku je zvolena z alkoxidů křemíku.
  30. 30
    Disperze podle některého z nároků 22 až 29, vyznačující se tím, že obsahuje chelatační/stabilizační činidlo.
  31. 31
    Disperze podle některého z nároků 22 až 30, vyznačující se tím, že kapalná fáze obsahuje rozpouštědlo, zvolené ze skupiny zahrnující vodu, ethylenglykol, ethanol, propylenglykol a jejich směsi.
  32. 32
    Disperze podle některého z nároků 22 až 30, vyznačující se tím, že obsahuje:- částice krystalického oxidu titaničitého;- tetrabutoxid titanu jako sloučeninu prekurzoru oxidu kovu B;- tetraortokřemičitan jako sloučeninu křemíku v relativním poměru A/(B + Si) přibližně 50/50.
Independent claims32