Nova Patents
WO9944954A1

Substrate with photocatalytic coating

Abstract

The invention concerns a method for obtaining a substrate (1) provided with a coating (3) with photocatalytic properties, crystallised particles of an oxide of metal A with photocatalytic properties being incorporated in said coating by means of a mineral binder (5) comprising at least an oxide of metal B also having photocatalytic properties in crystallised form and optionally at least an oxide of metal M devoid of photocatalytic properties and/or at least a silicon compound such as silicon oxide SiO2. It consists in depositing the coating (3) from liquid phase dispersions containing: said crystallised particles of metal A oxide; at least a precursor compound of the binder (5) of metal B oxide and optionally a precursor compound of metal M oxide and of the Si compound, in a relative proportion A(B + M + Si) by weight ranging between 60/40 and 40/60. The invention also concerns the resulting coated substrate and its various applications.

WO9944954A1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 7

Term

No projected expiry on record.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Today

20 claims: 10 independent, 10 dependent

  1. 1
    19 REVENDICATIONS 1. Procédé d'obtention d'un substrat (1) muni sur au moins une partie de sa surface d'un revêtement (3) à propriétés photocatalytiques, des particules cristallisées (4) d'un oxyde d'un métal A à propriété photocatalytique étant incorporées audit revêtement à l'aide d'un liant minéral (5) comportant au moins un oxyde d'un métal B présentant également des propriétés photocatalytiques à l'état cristallisé et optionnellement au moins un oxyde d'un métal M sans propriétés photocatalytiques et/ou au moins un composé de silicium Si du type oxyde de silicium, caractérisé en ce qu'on dépose le revêtement (3) à partir de dispersions en phase liquide contenant :'→- d'une part lesdites particules cristallisées (4) d'oxyde du métal A, '→ d'autre part au moins un composé précurseur de l'oxyde du métal B du liant (5) et éventuellement un composé précurseur de l'oxyde du métal M et/ou du composé de Si, dans une proportion relative A/(B + M + Si) en poids ramené au poids des métaux et entrant respectivement dans la composition de l'oxyde A et du(des) précurseur(s) de l'oxyde du métal B et éventuellement de l'oxyde du métal M et du composé de Si comprise entre 60/40 et 40/60.
  2. 2
    Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le liant minéral (5) se trouve au moins partiellement cristallisé.
  3. 3
    Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les oxydes des métaux A et B sont choisis parmi un au moins des oxydes suivants :dioxyde de titane, oxyde de zinc, oxyde d'étain, oxyde de tungstène, avec de préférence à la fois les oxydes A et B sous forme d'oxyde de titane.
  4. 4
    Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le liant minéral ne comporte que l'oxyde du métal B, la proportion A/(B + M + Si) s'exprimant sous la forme A/B.
  5. 5
    Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le liant minéral comporte l'oxyde du métal B, du type TiO 2 , et un composé de silicium, de type SiO 2 , la proportion A/(B + M + Si) s'exprimant alors sous la forme A/(B + Si).
  6. 6
    Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise des particules cristallisées (4) de l'oxyde A sous forme de 20 particules, ayant de préférence une taille moyenne d'environ 5 nm à 80 nm et des domaines de cohérence cristalline de taille moyenne d'environ 5 nm à 20 nm, notamment en dispersion dans au moins un solvant organique ou aqueux.
  7. 7
    Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le(s) composé(s) organo-métallique(s) précurseur(s) de l'oxyde B et éventuellement de l'oxyde M sont choisis dans la famille des tétraalcoxydes de formule M(OR) 4 , des trialcoxydes de formule MR'(OR) 3 ou des halogénures métalliques, avec R, R' des radicaux carbonés.
  8. 8
    Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le(s) composé(s) organo-métallique(s) précurseur(s) de l'oxyde B et éventuellement de l'oxyde M sont mis en dispersion dans une phase liquide contenant au moins un agent chélatant/stabilisant.
  9. 9
    Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on dépose le revêtement par pyrolyse en phase liquide à partir d'une dispersion contenant le(s) précurseur(s) du type composé(s) organo- métallique(s), et les particules cristallisées.
  10. 10
    Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on dépose le revêtement par une technique de sol-gel avec un mode de dépôt du type trempé, « cell-coating », enduction laminaire, ou pulvérisation à partir d'une dispersion contenant le(s) composé(s) organo-métallique(s) et les particules cristallisées.
  11. 11
    Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on traite thermiquement le revêtement, notamment à au moins 400°C.
  12. 12
    Substrat (1) muni sur au moins une partie de sa surface d'un revêtement (3) à propriétés photocatalytique incorporant des particules cristallisées (4) d'un oxyde d'un métal A à propriétés photocatalytiques à l'aide d'un liant minéral au moins partiellement cristallisé comportant un oxyde d'un métal B présentant également des propriétés photocatalytiques à l'état cristallisé, et éventuellement au moins un oxyde d'un métal M dépourvu de propriétés photocatalytiques et/ou un composé du silicium du type oxyde de silicium, notamment obtenu conformément au procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit revêtement (3) 21 présente une porosité calculée par mesure de l'indice de réfraction supérieure à 40%, notamment comprise entre 45 et 65%.
  13. 13
    Substrat (1) muni sur au moins une partie de sa surface d'un revêtement (3) à propriétés photocatalytiques incorporant des particules cristallisées (4) d'un oxyde d'un métal A à propriétés photocatalytiques à l'aide d'un liant minéral au moins partiellement cristallisé comportant au moins un oxyde d'un métal B présentant également des propriétés photocatalytiques à l'état cristallisé et éventuellement au moins un oxyde d'un métal M dépourvu d'activité photocatalytique et/ou un composé de silicium du type oxyde de silicium, notamment obtenu conformément au procédé selon l'une des revendications 1 à 11 , caractérisé en ce que ledit revêtement (3) contient une proportion relative A (B + M + Si), en poids ramené aux poids des métaux entrant respectivement dans la composition des particules cristallisées de l'oxyde de A et dans la composition de l'oxyde de B et éventuellement de l'oxyde du métal M et/ou du composé de Si du liant minéral, comprise entre 60/40 et 40/60.
  14. 14
    Substrat (1) selon la revendication 12 ou la revendication 13, caractérisé en ce que le revêtement comprend les particules cristallisées, d'une dimension d'environ 5 à 80 nm et de domaines de cohérence cristalline de dimension d'environ 5 nm à 20 nm, et le liant minéral au moins partiellement sous forme de grains, notamment d'une dimension comprise entre 5 et 25 nm, de préférence 10 à 20 nm.
  15. 15
    Substrat (1) selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le revêtement comprend des particules cristallisées de Ti0 2 essentiellement sous forme anatase et un liant minéral à base de TiO 2 partiellement cristallisé.
  16. 16
    Substrat selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le revêtement comprend des particules de TiO 2 essentiellement sous forme anatase et un liant minéral associant du TiO 2 partiellement cristallisé et du Si0 2 .
  17. 17
    Substrat selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que le revêtement a un indice de réfraction d'au plus 2, notamment compris entre 1 ,5 et 1 ,9, par exemple entre 1 ,6 et 1 ,8.
  18. 18
    Substrat selon l'une des revendications 12 à 17, caractérisé en ce qu'au moins une couche, notamment à fonction de barrière aux alcalins et/ou à 22 fonction optique et/ou anti-statique et/ou d'adhérence, est intercalée entre ledit substrat et ledit revêtement à propriétés photocatalytiques, notamment au moins une couche à base de composé de Si comme Si, SiO 2 , SiOC, SiON, Si 3 N 4 , à base d'oxyde métallique éventuellement dopé comme de l'oxyde d'étain dopé au fluor.
  19. 19
    Substrat selon l'une des revendications 12 à 18 ou obtenu conformément au procédé selon l'une des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce qu'il comprend au moins un matériau transparent du type verre ou matériau plastique, notamment pour faire partie de vitrages ou d'écrans d'appareils du type télévision, ordinateur tels que des écrans tactiles.
  20. 20
    Substrat selon la revendication 19, caractérisé en ce gu'/7 fait partie d'un vitrage isolant, en face interne ou externe, notamment des vitrages isolants conventionnel à lame(s) de gaz intercalaire(s) ou des vitrages isolants « sous vide », ou d'un vitrage feuilleté ou « monolithique ». 21. Substrat selon l'une des revendications 12 à 18 ou obtenu conformément au procédé selon l'une des revendications 1 à 11 , caractérisé en ce qu'il est en un matériau du type métal, céramique, matériau de façade, matériau de bardage, matériau de toiture, de sol, tel que des tuiles, des ardoises, de la pierre, du bois, dalles, carrelages, matériau cimentaire, matériau plastique, tout matériau architectural, matériau fibreux du type laine minérale d'isolation thermique et/ou acoustique ou fibre textile. 22. Dispersion en phase liquide comprenant :*→ des particules de dioxyde de titane cristallisé, *-*- au moins un composé précurseur d'un oxyde de métal B présentant des propriétés photocatalytiques à l'état cristallisé, *→ éventuellement au moins un composé précurseur d'un oxyde de métal M et/ou un composé du silicium, caractérisée en ce que les particules, les précurseurs et le composé du silicium sont dans une proportion relative A/(B + M + Si) comprise entre 60/40 et 40/60. 23. Dispersion selon la revendication 22, caractérisée en ce que les particules de dioxyde de titane sont majoritairement sous forme cristalline anatase. 23 24. Dispersion selon l'une quelconque des revendications 22 ou 23, caractérisée en ce que les particules de dioxyde de titane présentent une taille moyenne d'environ 5 à 80 nm et un domaine de cohérence cristalline de taille moyenne d'environ 5 à 20 nm. 25. Dispersion selon l'une quelconque des revendications 22 à 34, caractérisée en ce que l'oxyde de métal B est choisi parmi : le dioxyde de titane, l'oxyde de zinc, l'oxyde d'étain, l'oxyde de tungstène. 26. Dispersion selon l'une quelconque des revendications 22 à 25, caractérisée en ce que l'oxyde de métal M est choisi parmi les oxydes d'aluminium et de zirconium. 27. Dispersion selon l'une quelconque des revendications 22 à 26, caractérisée en ce que les composés précurseurs des oxydes de métal B et M sont des composés organo-métalliques. 28. Dispersion selon la revendication 27, caractérisée en ce que les composés organo-métalliques sont choisis dans la famille des tétraalkoxydes de formule X(OR)4, des trialkoxydes de formule XR'(OR)3 ou des halogénures métalliques, avec R et R' représentant des radicaux carbonés et X représentant M ou B. 29. Dispersion selon l'une quelconque des revendications 22 à 28, caractérisée en ce que le composé du silicium est choisi parmi les aikoxydes de silicium. 30. Dispersion selon l'une quelconque des revendications 22 à 29, caractérisée en ce qu'elle comprend un agent chélatant/stabilisant. 31. Dispersion selon l'une quelconque des revendications 22 à 30, caractérisée en ce que la phase liquide comprend un solvant choisi parmi l'eau, l'éthylène glycol, l'éthanol, le propylène glycol et leurs mélanges. 32. Dispersion selon l'une quelconque des revendications 22 à 30, caractérisée en ce qu'elle comprend : '→ des particules de dioxyde de titane cristallisé, '→ du tétrabutoxyde de titane à titre de composé précurseur d'un oxyde de métal B, *-* • du tétraorthosilicate à titre de composé du silicium, dans une proportion relative A/(B + Si) d'environ 50/50.
Independent claims20