Brevet FR2934177A1 — publié le 20100129

La présente invention concerne la réalisation de compositions photocatalytiques transparentes destinées à servir de revêtements intérieurs ou extérieurs pour les murs, les plafonds, les toitures, les dallages et pavés, les terrasses, les toitures ainsi que toutes surfaces extérieures ou intérieures des bâtiments pouvant recevoir un revêtement ou une couche d'imprégnation. Elle concerne également les procédés d'application desdites compositions photocatalytiques à l'aide des moyens d'application à disposition de l'homme de métier. Actuellement, les revêtements photocatalytiques sont connus pour leurs qualités autonettoyantes, pour la destruction des polluants atmosphériques tels que les solvants organiques et les oxydes d'azote, ainsi que pour la destruction des bactéries, des microorganismes, algues et champignons divers, sous l'action des ultraviolets. De nombreuses solutions existent mettant en avant les qualités des revêtements à base de dioxyde de titane photocatalytique contenant un liant organique ou minéral. La solution que se propose de résoudre l'invention est la réalisation d'un revêtement photocatalytique transparent pouvant être utilisé en intérieur comme en extérieur avec d'excellentes propriétés photocatalytiques et mécaniques à court terme comme à long terme. Une solution connue selon le brevet FR2776944 propose l'utilisation d'un sol de silice comme liant des particules de dioxyde de titane. Les propriétés mécaniques à court terme d'un revêtement de ce type, lorsque le séchage à lieu à l'air, sont cependant insuffisantes pour éviter l'effritement du verni après application. D'autre part l'utilisation d'un liant organique seul ne peut être envisagée à l'extérieur car le polymère serait décomposé par la réaction de photocatalyse. La présente invention a pour objet de remédier à ces 3o inconvénients. A cet effet, elle propose une composition photocatalytique contenant au moins un sol de dioxyde de titane photocatalytique, un sol de silice possédant des propriétés autoliantes et un liant polymère filmogène en dispersion ou en émulsion aqueuse. 35 Elle propose également un procédé permettant d'obtenir une surface photocatalytique, caractérisé en ce que l'on applique sur la surface à traiter la composition photocatalytique, ladite composition photocatalytique formant une couche adhérente à la surface des éléments à revêtir. Par sol de dioxyde de titane on entend une dispersion colloïdale de dioxyde de titane, le dioxyde de titane pouvant être de forme 5 anatase ou rutile. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention le dioxyde de titane est de forme anatase. Selon l'invention, le sol de dioxyde de titane est lié grâce à un sol de silice pour obtenir un revêtement ayant une bonne durabilité à io long terme. Par sol de silice on entend une dispersion colloïdale de silice de taille de particules comprise entre 8 et 40 nm, de préférence entre 15 et 30 nm. Les propriétés mécaniques immédiates, après séchage du 15 revêtement, sont obtenues grâce à l'utilisation d'un liant polymère filmogène. Selon l'invention, le liant polymère filmogène est choisi dans le groupe formé par les polymères ou copolymères acryliques, styrène-acryliques ou vinyliques ainsi que les polysiloxanes. 20 Selon une caractéristique de l'invention, la composition comprend en proportions pondérales : - de 2% à 10 %, de préférence de 3% à 8% de sol de dioxyde de titane calculé en matière sèche - de 5% à 20%, de préférence de 8% à 15% de sol de silice calculé en 25 matière sèche - de 5% à 20%, de préférence de 8% à 15% de liant filmogène calculé en matière active Selon une autre caractéristique de l'invention la composition contient également des charges minérales et où des pigments 30 minéraux. Les pigments minéraux ne sont pas décomposés par la réaction de photocatalyse et ont pour fonction de colorer la composition et ainsi permettre de réaliser un revêtement coloré permettant de modifier l'esthétique du support. 35 Les charges minérales permettent d'abaisser le coût de la composition et de faciliter son séchage. io Les charges minérales ajoutées à la composition peuvent avantageusement être choisies parmi les charges transparentes telles que le feldspath, les billes de verre transparentes, le verre broyé ainsi que leurs mélanges. Selon une autre caractéristique de l'invention, la composition ainsi obtenue peut comprendre des additifs de conformation couramment utilisés dans l'industrie des peintures et vernis comme des agents antimousse, des agents dispersants, des agents mouillants, des agents épaississants, des coalescents et des agents de conservation. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la composition comprend en proportions pondérales : - de 0 à 1% d'agent mouillant - de 0 à 1% d'agent antimousse - de 0 à 4% d'agent coalescent 15 de 0 à 20% de charges minérales de 0 à 2% de pigment - de 0 à 0,5% d'agent biocide Les différentes matières premières sont mélangées entre-elles à l'aide des moyens conventionnels utilisés par l'homme de métier 20 jusqu'à l'obtention d'un mélange homogène selon les méthodes habituelles de production d'une peinture ou d'un verni. La dispersion ainsi obtenue, selon l'invention, peut être conservée en récipient clos et stockée plusieurs mois voire plusieurs années sans problème particulier de sédimentation, de ségrégation ou de 25 dégradation bactérienne. Pour que le procédé conforme à l'invention puisse donner entière satisfaction il est nécessaire d'appliquer la composition sur les éléments de construction des bâtiments à l'aide des moyens conventionnels d'application utilisés par l'homme de métier tels que par 30 exemple, la brosse, le rouleau, la pulvérisation à l'aide d'un pistolet pneumatique, d'un pistolet moyenne pression de type Airmix�, ou encore de type Airless�. Après séchage, le film obtenu recouvre la surface des éléments intérieurs ou extérieurs des bâtiments. 35 A titre d'exemple on peut citer, comme support, les murs intérieurs ou extérieurs, les plafonds, les dallages intérieurs et extérieurs, les pavés, les margelles de piscine, les tuiles et tout autre élément de construction intérieur ou extérieur. Selon l'invention on applique entre 20 ml et 100 ml, préférentiellement de 40 ml à 80 ml de composition photocatalytique par mètre carré de surface à recouvrir. A l'application cette composition s'étale de manière 5 homogène sur la surface à revêtir et forme après séchage un film dont l'épaisseur est en règle générale comprise entre 10 et 50 gin. Le film ainsi obtenu selon les compositions et le procédé selon l'invention présente alors de bonnes caractéristiques mécaniques et des propriétés photocatalytiques. ro En effet, ce film lorsqu'il est soumis à un rayonnement ultraviolet de type A, sous l'effet du rayonnement solaire ou d'un rayonnement artificiel permet la décomposition des matières organiques telles que les solvants organiques contenus dans l'atmosphère ainsi que les oxydes d'azote. 15 A titre d'exemple, on peut citer comme source de rayonnement artificiel des lampes de type UVA disponibles dans le commerce sous l'appellation black light ou black light blue ou encore les lampes d'éclairage courantes de type halogène ou les tubes fluorescents. De même, l'effet photocatalytique empêche ou retarde la 20 formation d'algues de mousses et de champignons à la surface des éléments de construction empêchant ainsi un encrassement trop rapide des surfaces. L'effet photocatalytique permet également de dégrader sous l'effet du rayonnement ultraviolet les taches de nature organique qui 25 pourraient être faites sur les éléments telles que, à titre d'exemple, des taches d'huile minérale ou végétale, de vin, de cire et autres colorants organiques. En milieu hospitalier, la composition peut être utilisée pour détruire les bactéries et virus et autres microorganismes et facilite ainsi 30 les opérations de nettoyage et de désinfection des chambres et des salles d'opération. Les caractéristiques du procédé et du revêtement photocatalytique transparent qui font l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux exemples ci-dessous de compositions 35 pouvant être appliquées par le procédé conforme à l'invention.5 EXEMPLE 1 Composition selon l'invention Fournisseur Masse en g Solvant Eau 510,00 Agent mouillant Envirogem 360 Air Products 2,00 Agent antimousse Clerol PLB 847 Cognis 2,00 Pigment 1 Millenium S 5-300 Millenium 200,00 Liant 1 Acronal S 790 BASF 100,00 Liant 2 Betol KS 402 Woellner 150,00 Agent coalescent Dowanol DPNP Dow Chemicals 8,00 Agent épaississant Rhéolate 678 Elementis 25,00 Biocide Acticide MBS Thor 3,00 Total 1 000,00 EXEMPLE 2 Composition selon l'invention Fournisseur Masse en g Solvant Eau 320,00 Agent mouillant Envirogem 360 Air Products 2,00 Agent antimousse Clerol NXZ Cognis 2,00 Pigment Millenium S 5-300 Millenium 250,00 Liant 1 Acronal S 790 BASF 100,00 Liant 2 Betol KS 402 Woellner 200,00 Liant 3 Baysilone WA Momentive 100,00 Agent coalescent Dowanol DPNP Dow Chemicals 8,00 Agent épaississant Rhéolate 678 Elementis 15,00 Biocide Acticide MBS Thor 3,00 Total 1 000,00 EXEMPLE 3 Composition selon l'invention Fournisseur Masse en g Solvant Eau 183,00 Agent mouillant Envirogem 360 Air Products 2,00 Agent antimousse Clerol NDW Cognis 2,00 Pigment Millenium S 5-300 Millenium 300,00 Liant 1 Acronal S 559 BASF 150,00 Liant 2 Betol KS 402 Woellner 200,00 Liant 3 Silres BS 45 Wacker 150,00 Agent épaississant Rhéolate 678 Elementis 10,00 Biocide Acticide MBS Thor 3,00 Total 1 000,005 EXEMPLE 4 Composition selon l'invention Fournisseur Masse en g Solvant Eau 428,00 Agent mouillant Envirogem 360 Air Products 2,00 Agent antimousse Clerol NXZ Cognis 2,00 Pigment Millenium S 5-300 Millenium 200,00 Liant 1 Vinnapas CEF 52 W Wacker 100,00 Liant 2 Betol KS 402 Woellner 150,00 Liant 3 Silres BS 1306 Wacker 100,00 Agent épaississant Rhéolate 678 Elementis 15,00 Biocide Acticide MBS Thor 3,00 Total 1 000,00 Il est â noter que les différents constituants de ces compositions sont désignés sous leur référence commerciale. Les natures chimiques de ces constituants sont les suivantes : Envirogem 360: Agent mouillant : produit de réaction de l'octanol 1 avec l'épichlorhydrine et le 2-mercaptoéthanol Acronal S790 : Dispersion aqueuse de styrène acrylique Acronal 5559 : Dispersion aqueuse de styrène acrylique Vinnapas CEF 52W : Dispersion de copolymère d'acétate de vinyle et de chlorure de vinyle Clerol NDW : agent antimousse de type huile minérale et silice Clerol NXZ : agent antimousse de type huile minérale et silice Clerol NXZ : agent antimousse copolymère d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène Millénium S5-300 : Sol de dioxyde de titane photocatalytique Betol KS 402 : Sol de silice Silres BS 45 : émulsion de silicone Silres BS 1306 : émulsion de silicone Baysilone émulsion WA : émulsion de silicone Rhéolate 678: épaississant polyuréthane Acticide MBS : Microbiocide à base d'izotiazolone Dowanol DPNP : éther de glycol La composition conforme à l'exemple 1 est particulièrement avantageuse dans la mesure où elle peut être utilisée en intérieur pour l'amélioration de la qualité de l'air. 6 La composition conforme à l'exemple 2 est particulièrement avantageuse dans la mesure où elle comporte en plus un caractère hydrophobe en limitant ainsi l'encrassement et la tachabilité. Les compositions 3 et 4 sont particulièrement avantageuses 5 dans la mesure où elles ne nécessitent pas l'utilisation d'un agent de coalescence et sont donc exemptes de solvant organique. REVENDICATIONS1°) Composition photocatalytique transparente caractérisée en ce que la composition photocatalytique transparente contient au moins un sol de dioxyde de titane photocatalytique, un sol de silice possédant des propriétés autoliantes et un liant polymère filmogène en dispersion ou en émulsion aqueuse. 2°) Composition photocatalytique transparente selon la revendication 1, caractérisée en ce que le liant filmogène est choisi dans le groupe formé par les polymères ou copolymères acryliques, styrène-acryliques ou vinyliques ainsi que les polysiloxanes. 3°) Composition photocatalytique transparente selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la composition contient des charges minérales et/ou des pigments. 4°) Composition photocatalytique transparente selon la revendication 3, caractérisée en ce que la composition photocatalytique contient des charges minérales choisies dans le groupe formé par le feldspath, les billes de verre, le verre broyé, et leurs mélanges. 5°) Composition photocatalytique transparente selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la composition photocatalytique comprend des additifs de conformation de préférence choisis dans le groupe constitué par les agents antimousse, les agents dispersants, les agents mouillants, les agents épaississants, les coalescents, les agents de conservation et leurs mélanges. 6°) Composition photocatalytique transparente selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la composition photocatalytique comprend en proportions pondérales :- de 2% à 10 %, de préférence de 3% à 8% de sol de dioxyde de titane calculé en matière sèche - de 5% à 20%, de préférence de 8% à 15% de sol de silice calculé en matière sèche - de 5% à 20%, de préférence de 8% à 15% de liant filmogène calculé en matière active 7°) Composition photocatalytique transparente selon la revendication 6, caractérisée en ce que la composition photocatalytique comprend en proportions pondérales : - de 0 à 1% d'agent mouillant - de 0 à 1% d'agent antimousse de 0 à 4% d'agent coalescent - de 0 à 20% de charges minérales - dé 0 à 2% de pigment - de 0 à 0,5% d'agent biocide 8°) Procédé d'application de la composition photocatalytique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on applique de 20 ml à 100 ml, préférentiellement de 40 ml à 80 ml de composition photocatalytique par mètre carré de surface sur les éléments à revêtir. 9°) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments à revêtir sont choisis dans le groupe constitué par les éléments de construction intérieurs et extérieurs des bâtiments. 10°) Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que l'application est réalisée à la brosse, au rouleau ou à l'aide d'un moyen de pulvérisation de type pneumatique, moyenne pression de type Airmix�, ou de type Airless�.