Nova Patents
CZ298629B6

Substrate with photocatalytic coating and process for preparing thereof

Abstract

The present invention relates to a process for obtaining a substrate (1) provided with a coating (3) exhibiting photocatalytic properties, wherein the process is characterized in that the coating includes crystallized particles (4) of an oxide of a metal A having photocatalytic properties. The crystallized particles (4) are incorporated into the coating using a mineral binder (5) 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 SiOi2 type. The coating (3) is deposited from liquid-phase dispersions containing the crystallized particles (4) of the oxide of metal A and at least one precursor compound for the oxide of metal B of the binder (5) 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 also relates to a so coated substrate and use thereof.

CZ298629B6, drawing sheet 1
Sheet 1 of 2

Term

Term ended

Expired 5 March 2019, 7.6 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Expired
  5. Today

31 claims: 10 independent, 21 dependent

  1. 1
    PATENTOVÉ NÁROKY 30 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 pojivá (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 35 jedné sloučeniny křemíku Si typu oxidu křemičitého, vyznačující se tím, že povlak (3) se nanáší z disperze v kapalné fázi, která obsahuje: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 ve vzájemném hmotnostním poměru A/(B + 40 M + Si), vztaženém na hmotnost kovů a případně obsažených v kompozici kovu A a prekurzoru (prekurzorech) 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 45 částečně krystalické. -11 CZ 298629 B6
  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.
  4. 4
    5 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. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že minerální pojivo obsahuje pouze oxid kovu B typu TiO 2 a sloučeninu křemíku typu SiO 2 , takže poměr ίο A/(B + M + Si) se vyjádří jako A/(B + Si).
  5. 5
    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 15 v alespoň jednom organickém nebo vodném rozpouštědle.
  6. 6
    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) 3 nebo halogenidů kovů, kde R a R'jsou 20 zbytky obsahující uhlík.
  7. 7
    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.
  8. 8
    9. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že povlak se nanáší pomocí pyrolýzy z kapalné fáze pomocí disperze obsahující organokovové sloučeniny prekurzoru (prekurzorů) a krystalické částice. 30
  9. 9
    10. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že povlak se nanáší technologií sol-gel pomocí nanášení máčením, povlékáním v kyvetě, laminámího povlékání nebo povlékání stříkáním aplikací disperze obsahující organokovovou sloučeninu (organokovové sloučeniny) a krystalické částice. 35
  10. 10
    11. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že povlak se podrobí tepelnému zpracování zejména při teplotě alespoň 400 °C.
  11. 11
    12. 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 40 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 M, který nemá fotokatalytické vlastnosti, a/nebo sloučeninu křemíku typu oxidu křemičitého, zejména takového, který je získatelný způsobem podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že uvedený povlak (3) má pórovitost, vypočtenou 45 měřením indexu lomu, vyšší než 40 %, zejména mezi 45 a 65 %.
  12. 12
    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 50 oxid kovu B, který rovněž má v krystalickém stavu fotokatalytické vlastnosti a případně alespoň jeden oxid kovu M, který nemá fotokatalytické vlastnosti a/nebo sloučeninu křemíku typu oxidu křemičitého, zejména takového, který je získatelný způsobem podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že uvedený povlak (3) má vzájemný hmotnostní poměr A/(B + M + Si), vztažený na hmotnost kovů obsažených případně v kompozici krystalických částic oxidu - 12CZ 298629 B6 A a v kompozici oxidu B, a případně oxidu kovu M a/nebo sloučeniny Si v minerálním pojivu, ve výši 60/40 a 40/60.
  13. 13
    14. Substrát (1) podle nároku 12 nebo 13, vyznačující se tím, že povlak obsahuje 5 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.
  14. 14
    15. Substrát (1) podle některého z nároků 12 až 14, vyznačující se tím, že povlak ío obsahuje krystalické částice TiO 2 v podstatě ve formě anatasu a částečně vykrystalizované minerální pojivo na bázi TiO 2 .
  15. 15
    16. Substrát (1) podle některého z nároků 12 až 14, vyznačující se tím, že povlak obsahuje částice TiO 2 v podstatě ve formě anatasu a minerální pojivo s kombinací částečně 15 vykrystalizovaného TiO 2 s SiO 2 .
  16. 16
    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. 20
  17. 17
    18. Substrát podle některého z nároků 12 až 17, vyznačující se tím, že se mezi substrát a uvedenou vrstvu s fotokatalytickými vlastnostmi 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, SiO 2 , SiOC, SiON a S13N4, nebo na bázi případně dopovaného oxidu kovu, jako je oxid cínu dopovaný 25 fluorem.
  18. 18
    19. Substrát podle některého z nároků 12 až 18, nebo získaný způsobem 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 30 například dotyková stínítka.
  19. 19
    20. Substrát podle nároku 19, vy z n a č uj í c í 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 35 součástí laminovaného nebo „monolitického“ zasklení.
  20. 20
    21. Substrát podle některého z nároků 12 až 18, nebo získaný způsobem podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že je vyroben z kovového nebo keramického materiálu, zdicích materiálů, obkládacích materiálů nebo materiálů na střechy a podlahy, jako jsou 40 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.
  21. 21
    22. Disperze v kapalné fázi, obsahující:45 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 ve vzájemném 50 poměru A/(B + M + Si) mezi 60/40 a 40/60.
  22. 22
    23. Disperze podle nároku 22, vyznačující se tím, že částice oxidu titaničitého jsou převážně v krystalické formě anatasu. - 13 CZ 298629 B6
  23. 23
    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 velikosti přibližně 5 až 20 nm. 5
  24. 24
    25. Disperze podle některého z nároků 22 až 24, vyznačující se tím, že oxid kovu B se volí z oxidu titaniěitého, oxidu zinečnatého, oxidu cínu a oxidu wolframu.
  25. 25
    26. Disperze podle některého z nároků 22 až 25, vyznačující se tím, že oxid kovu M se volí z oxidu hlinitého a oxidu zirkonia.
  26. 26
    27. Disperze podle některého z nároků 22 až 26, vyznačující se tím, že prekurzorovými sloučeninami pro oxidy kovů B a M jsou organokovové sloučeniny.
  27. 27
    28. Disperze podle nároku 27, vyznačující se tím, že organokovové sloučeniny se 15 volí ze skupiny tetraalkoxidů o vzorci X(OR) 4 a trialkoxidů o vzorci XR'(OR) 3 nebo halogenidů kovů, kde RaR' představují zbytky obsahující uhlík, aX představuje M nebo B.
  28. 28
    29. Disperze podle některého z nároků 22 až 28, vyznačující se tím, že sloučenina křemíku je zvolena z alkoxidů křemíku.
  29. 29
    30. Disperze podle některého z nároků 22 až 29, vyznačující se tím, že obsahuje chelatační/stabilizační činidlo.
  30. 30
    31. Disperze podle některého z nároků 22 až 30, vyznačující se tím, že kapalná 25 fáze obsahuje rozpouštědlo, zvolené ze skupiny zahrnující vodu, ethylenglykol, ethanol, propylenglykol a jejich směsi.
  31. 31
    32. Disperze podle některého z nároků 22 až 30, vy z n a č uj í c í se tím, že obsahuje:částice krystalického oxidu titaničitého;30 tetrabutoxid titanu jako sloučeninu prekurzoru oxidu kovu B;tetraortokřemičitan jako sloučeninu křemíku ve vzájemném poměru A/(B + Si) přibližně 50/50.
Independent claims31