Fotokatalízis - festékek hozzáadott értékkel

A tiszta levegőért és a szép homlokzatokért.

A növények fotoszintéziséhez hasonlóan a fotokatalízis is egy hatásfolyamatot indít el a fény segítségével. Míg a fotoszintézis során a napfény hatására egy anyag (glükóz) keletkezik, addig a fotokatalízis során az anyagok lebomlanak vagy átalakulnak. A fotokatalízis kifejezés olyan hatáselvet ír le, amelyben a fény (=”foto”) stimulál egy anyagot (=”katalizátort”), amely ezáltal kivált vagy felgyorsít egy kémiai reakciót anélkül, hogy a katalizátor önmagát felhasználná.

A fotokatalízis alapvetően építőanyagokban is alkalmazható. A fotokatalitikusan aktív pigment (= katalizátor) többek között képes lebontani a káros gázokat. A folyamat során a gázok apró, ártalmatlan anyagokká alakulnak át.

A fotokatalízis festékekben történő alkalmazása régóta kihívást jelent a vezető festékgyártók kutatás-fejlesztési osztályai számára. A fotokatalitikus reakció fontos jellemzője még, hogy megtámadja a szerves anyagokat, beleértve a hagyományos festékrendszerek kötőanyagainak szerves komponenseit is. Ez azt jelenti, hogy a fotokatalitikus folyamat gyakorlatilag a festéket önmagát teszi tönkre, mivel lebontja felületében lévő kötőanyagokat. Az eredmény krétásodás, idő előtti mállás, és ennek megfelelően lerövidül a bevonat várható élettartama. Más a helyzet a szervetlen, szilikát kötőanyagok esetében, mert ezekben a kötőanyagot nem támadja meg a fotokatalitikus reakció.

A KEIM Soldalit-ME homlokzatfestéknél fotokatalitikus pigment és ásványi kötőanyag-rendszerek kombinálásával sikerült egy fokozott öntisztuló tulajdonságokkal rendelkező, hosszú élettartamú bevonatot kifejleszteni.

A fotoaktív, ásványi festékek valódi hozzáadott értéket jelentenek a hagyományos szerves kötésű festékekhez (pl. a diszperziós vagy szilikongyanta festékekhez) képest:

A szervetlen szilikát kötőanyagok különösen alkalmasak hatékony és tartós fotokatalitikus bevonatokhoz.

A fotokatalitikusan aktív szilikát homlokzatfesték fény hatására hidrofillé (nedvszívóvá) válik. A fotokatalitikus ásványi festékek kiváló szennyeződésállósága három fő szempontra vezethető vissza:

1. Öntisztító hatás
A hidrofil felület segíti a homlokzati felületek öntisztulását, ha azokat eső vagy nedvesség éri. A fotokatalitikusan aktív szilikát homlokzatfesték fény hatására hidrofillé válik (lásd 1. ábra). A bevonat csökkenti a víz felületi feszültségét, megkönnyítve a szennyeződések lemosását.

2. Gyors kiszáradási sebesség
A víz vékony filmrétegként terül el a felületen. A nagyobb párolgási felületnek köszönhetően a száradási sebesség nagyobb, mint a hidrofób bevonatoknál. A mikroporózus szilikátbevonat rendkívül nagy fajlagos felülete (a diszperziós bevonathoz képest) jelentősen megnöveli a száradási sebességet. Az összességében szárazabb felület kedvezőtlen feltételeket biztosít az algák és gombák növekedéséhez.

3. Antisztatikus és hőre nem lágyuló
A szilikátbevonatok antisztatikusak és hőre nem lágyulóak. Ez megnehezíti a szennyeződés letapadását a felületre.

A fotokatalitikus ásványi festékek hozzájárulnak a légköri szennyező anyagok, például a nitrogén-oxidok, üvegházhatású gázok vagy a kültéri felületi szennyeződések lebomlásához (lásd 2. ábra). Ezzel a szervetlen kötésű bevonat tartóssága nem csökken.

A nitrogén-oxidokon kívül a fotoaktív festékek sok más káros anyagot is lebontanak, mint például a kén-dioxid (SO₂), ammóniagáz (NH₃), szén-monoxid (CO), oldószerek, formaldehid vagy akár különféle zsírok és savak.