[001 ] O presente pedido refere-se a uma composição de película refletiva térmica e fotocatalítica, a qual resulta num produto para ser aplicado como película em superfícies como paredes, pisos, coberturas ou telhados, com características protetivas que viabiliza a reflexão de praticamente toda a energia infravermelha emitida pelo sol e consequentemente aumenta significativamente a sua fotoatividade. Dita película pode ser utilizada como revestimento em coberturas, telhados, paredes, de diferentes tipos de material, bem como pode conter pigmentação, de diferentes cores, exercendo também o papel de tinta.

[002] Existem diversas membranas sólidas com características de redução do calor por reflexão da luz solar ou por barreira física, onde são empregados diversos materiais e técnicas para bloquear a passagem de calor e o aquecimento do substrato. A grande maioria empregam microesferas de vidro, outras utilizam folhas reflexivas de polímeros, e também existem películas espessas de materiais isolantes térmico, como o polietileno expandido, vermiculita, lã de rocha etc, colocadas entre folhas de alumínio ou aluzinco, que atuam como barreiras térmicas ou espelhos, para a luz solar (papel alumínio, p.ex.).

[003] Os processos de aplicação destes tipos de produtos já existentes, via de regra, exigem alterações estruturais ou causam aumento de peso sobre a estrutura. As camadas muito espessas acabam acumulando poeira, micro-algas, fungos e briófitas, que a curto prazo comprometem o resultado esperado, além de exigirem técnicas que não são compatíveis com o modelo de uso proposto, que é a aplicação no ambiente em plena atividade, com animais, plantas, sementes e equipamentos ao redor.

[004] Em relação as tintas térmicas, a maioria delas refletem apenas a luz visível entre 390 e 750nm, que corresponde a apenas 43% do espectro solar. Cerca de 5% são raios UV e 52% são a parte invisível do espectro ótico, começando em 770nm (near infra red), passando pelo Infra vermelho e alcançando os 3000nm (far infra red). Esta parte, composta de fótons de baixa energia são absorvidas pelos materiais e produzem calor na maioria das superfícies. Boa parte desta energia é absorvida pelo vapor d ^' água em nossa atmosfera. A energia que consegue ultrapassar esta barreira, alcança o solo e aquece todos os objetos.

[005] Alguns documentos de patentes consultados e que buscam resultados similares seguem uma rota diferente de desenvolvimento e tecnologia, muitas delas são bi-componentes e/ou aplicadas por processos térmicos em temperaturas elevadas. Podemos citar o documento US20120260819, onde o inventor apresenta um isolante térmico alegando ser uma película reflexiva, os materiais da fórmula demonstram isto.

[006] Outras soluções já conhecidas apresentam efeitos positivos na reflectância ou baixa absorbância da luz solar, utilizam isolantes térmicos, como esferas de vidro, dolomita, vermiculita, óxido de alumínio e cinza vulcânica, lã de rocha, óxido de titânio e/ou zircônio.

[007] Alguns problemas que podem ser elencados está no fato de que a maioria destes produtos não refletem todo o espectro luminoso, incluindo o visível e o invisível da luz solar, associando também à uma solução de alta performance para realização de um processo de purificação do ar e a eliminação de bactérias, vírus e fungos por meio da oxidação, apresentando, dentre outras características também a de ser autolimpante.

[008] O objeto do presente pedido de patente descreve uma composição, que busca como resultado uma película homogénea, monocomponente, inócua e estável, não produzindo gases ou reações deletérias de nenhuma espécie em qualquer faixa de temperatura, umidade e pH; que reflita todo o espectro luminoso, visível e invisível, e que quando aplicada atue como proteção, e que dentre todos os benefícios esperados por uma película protetiva, traga também consigo os benefícios da fotocatálise, como a característica alto limpante, mantendo a superfície sempre limpa, bem como a potencialização da eficiência na realização da fotossíntese artificial desta película devido sua composição, provendo e contribuindo para purificação do ar e a eliminação de bactérias, vírus e fungos por oxidação.

[009] Dita composição está caracterizada no fato de possuir em faixas proporcionais específicas de resinas elastoméricas, associadas a faixas específicas de cargas minerais, agentes protetivos, pigmentos, aditivos reológicos e uma faixa específica de nanopartículas de dióxido de titânio dopado com óxido de tungsténio WO3.

[010] Dita película pode foi pensada de modo a poder ser aplicada por meios convencionais, como pincel, trincha, rolo, spray ou por imersão, facilitando a aplicação em estruturas prontas, (paióis, galpões, silos, edifícios, ginásios, muros, pisos diversos e calçadas), onde se tiver a necessidade da redução da absorção térmica, a característica de ser autolimpante e o controle do crescimento de bactérias, vírus e fungos, como em ambientes domésticos, produção de alimentos, hospitais e laboratórios, bem como.

[01 1 ] A película, objeto do presente pedido é composta por materiais nano dimensionados, cuja estrutura refletem até 95% da energia infra-vermelha, dobrando a fotoatividade, pois atua na reflexão dos raios causadores do aquecimento, que correspondem a 52% da energia solar. A alta refletividade das nanopartículas formadoras da película nas faixas abrangidas pelo espectro visível e pelo espectro infravermelho devolve para fora da atmosfera quase a totalidade da energia luminosa incidente; isso faz com que seja evitado o aquecimento dos objetos por absorção e indiretamente por radiação ou condução, visto que as superfícies se mantém frias, próximas a temperatura do ar.

[012] Outra característica da composição é processo de purificação do ar e a eliminação de bactérias, vírus e fungos por meio da oxidação. Há anos a comunidade científica vem estudando o efeito da fotocatálise heterogénea sobre bactérias, vírus, fungos, musgos e briófitas e todos chegaram a comprovação da usabilidade desta característica na esterilização de ambientes aquáticos e aéreos com o processo de fotocatalise heterogénea. A decomposição da água pela fotocatálise resulta na produção de oxigénio singlete e diversas espécies de radicais, que atuam na decomposição de matéria orgânica e na eliminação acelerada de contaminantes de diversas espécies, sem o surgimento de resistência virai ou bacteriana. Além disto, a decomposição de gases tóxicos, como NOx, NHx, SOx, H2S são convertido em formações inócuas ou totalmente decompostos.

[013] Vários materiais podem ser usados para processos fotocatalíticos, entretanto, com intuito de comprovar tecnicamente a composição da película desenvolvida, todavia estudos comprovam que o TiO ₂ quando dopados com trióxidos de tungsténio, WO3, e tratados numa determinada faixa de temperatura, demostram serem mais eficientes quanto a fotoatividade, quando comparado com o TiO ₂ isoladamente ou outros compostos análogos. A dopagem das nanofibras de TiO ₂ com tungsténio para a aplicação em nanofilmes de TiO ₂ visa promover a excitação do TiO ₂ sob luz visível e, consequentemente, radiação solar, aumentando assim a sua capacidade fotocatalítica, para aplicação na degradação de poluentes orgânicos.

[014] Estudos mostram que a eficiência da fotocatálise depende da competição entre o processo em que o elétron é retirado da superfície do semicondutor e o processo de recombinação do par elétron/lacuna o qual resulta na liberação de calor.

TiO ₂ (eBC + h+ BV)→ Ti0 ₂ + Δ

[015] O radical hidroxila, um agente oxidante forte, ataca o contaminante presente ou perto da superfície de TiO ₂ devido ao seu tempo de vida curto, de acordo com as reações

HO ^» (ads) + contaminante→→ produto reduzido 1 h+ BV + contaminante→ contaminante ·+→→ produto oxidado 1

eBC + contaminante→→ produto reduzido 2

[016] Estudos recentes têm elucidado que o mecanismo de degradação não se dá exclusivamente através do radical hidroxila, mas também através de outras espécies radicalares derivadas de oxigénio (02· -, ΗΟ2·, etc.) formadas pela captura de elétrons fotogerados.

[017] Desta forma a composição aqui apresentada compreende características de alta performance no que tange à fotocatálise.

[018] Dita composição resulta numa película acrílica ou vinílica com ação ativa baseada em nanopartículas do dióxido de titânio dopado com trióxido de tungsténio, em combinação com solventes, espessantes e aglutinantes a base de água que, quando iluminada pela luz do sol ou por luz artificial visível, entre outros efeitos de fotocatálise, cria uma superfícies antimicrobianas e auto limpante, o que impede a fixação de sujidades e/ou micro-organismos, permitindo que o substrato apresente sempre um aspecto de limpeza, reduzindo a necessidade de uso água, detergentes ou processos mecânicos para limpeza. Esta película, em função de sua capacidade bacteriostática, antifúngica e antiviral, pode ser aplicada em ambientes críticos diversos, desde pisos ou pavimentos, até coberturas, paredes, etc.

[019] Com intuito de facilitar a compreensão a seguir é apresentado uma descrição detalhada da composição da película.

[020] A película, formada a partir da composição, é formada em uma base de resina acrílica, sintética ou esmalte a base de água, com carga em talco, sendo a água na faixa de 20% a 35%, preferivelmente na faixa de 25% a 30% aíuando como meio solvente da composição. Compreende resina eiastomérica na faixa de 35% a 45%, estando compreendida preferivelmente na faixa de 38% a 42%. E as cargas minerais, sendo preferivelmente o carbonato de cálcio e dolomita na faixa de 20% a 30% preferivelmente na faixa dos 15%. Apresenta cargas de metais diversos nanoparticulados com dimensões específicas para refletir não menos que 40% e não mais que 99% do espectro solar ótico, nas faixas entre 270nm até 3000nm (Entre o UV A e o Infra vermelho longo), sendo nanopartículas de Ti0 ₂ dopada com W0 ₃ na faixa de 0,01 a 5% preferivelmente na faixa de 2 a 3%. Compreende ainda agentes protetivos como fungicidas, algicidas e bactericidas, na faixa de 0,1 a 2%, preferivelmente na faixa de 0,8 a 1 ,2%. Dita composição pode compreender pigmentos de 10 a 20%; ditos pigmentos podem ser orgânicos e/ou inorgânicos. E são adicionados ainda na composição aditivos reológicos espessastes, alcalinizantes, antisedimentantes na faixa 0,01 a 3%.

[021 ] A película obtida pode ser aplicadas em diferentes tipos de coberturas, pisos e paredes, de metal, fibro-cimento, cerâmica, concreto, composic'ão asfáltica, com o propósito de reduzir a absorção de calor nos materiais onde está aplicada em cerca de 40%.

[022] A Película obtida pode ser aplicada em forma líquida, que depois de curada forma uma película flexível, firmemente fixada no substrato, resistente a água e a solventes fracos, que devido sua composição produz reação de fotocatálise utilizando o espectro UV (entre 80 e 390 nanometros), parte do espectro visível (até 780 nm) e o espectro Infra Vermelho próximo (NIR) e o Infra Vermelho, até 2700nm, que decompõe as moléculas de água presentes no ar ou em materiais orgânicos, que ao entrarem em contato com as partículas metálicas superficiais, degradam-se, gerando oxigénio singlete e/ou triplete, radical ânion superóxido além de diversos radicais hidroxila, sem o uso de qualquer forma extra de energia. Estes radicais, eliminam bactérias, vírus, fungos, briófitas e gases tóxicos, tais como (H2S, NH3, SOx, BTEx Butano, Eteno, Xileno e Toluenos), além de organoclorados. Estas propriedades, aliadas ao fato da ampliação da sensibilidade ótica para a banda visível da luz, permite que outras aplicações sejam pleiteadas nesta mesma patente.

[023] Dita película resulta também na redução da temperatura no entorno, provocando uma melhoria ambiental, eliminando as "ilhas de calor". Esta característica abre grandes opções para aplicação em qualquer atividade onde o calor é componente indesejável, como em áreas desportivas, ginásios, academias, casas de show, cinemas, shopping centers, edifícios comerciais ou residenciais, oficinas, indústrias, depósitos, silos e armazéns, criatórios de frangos, produção de ovos, suínos, gado de corte ou produção de laticínios, onde poderá ser reduzido os custos para condicionamento do ar e propiciar conforto térmico, bem-estar animal e preservação da qualidade das safras e das sementes.