DESCRIPCIÓN

SECTOR TÉCNICO

La presente invención es un método de obtención de un materia! plástico o poiimérico que contiene un aditivo fotocatalítico activo, para uso en construcción o en el sector de interiorismo, decoración y uso en exteriores como fachadas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

A excepción de! cemento fotocatalítico, los materiales de construcción y decoración no incorporan de forma eficiente partículas fotocatal ¡ticas en masa. La forma en que consiguen tener propiedades fotocatalíticas es gracias a recubrimientos que se aplican sobre ellos, de aditivos o pinturas.

El procedimiento más común de la técnica es la aplicación de capas con un aglomerante o adhesivo y por un proceso sol-ge!. En ambos casos se utiliza un disolvente que contiene y dispersa el agente fotocatalítico y un sistema de aplicación en ia superficie de! materia!.

La aplicación de un aditivo fotocatalítico en capas superpuestas implica muchos problemas. Se aplican con aerosoles y disolventes como compuestos orgánicos volátiles, que son contaminantes ambientales y por inhalación presentan además efectos perjudiciales para la salud. Las capas de material fotocatalíco añadido pueden modificar las propiedades superficiales del material, el aspecto y el color. Además, al superponer una capa nueva a un producto puede perder la textura o formas superficiales originales, además de los acabados o pulidos para controlar la difracción de la luz o los tonos finales de color. El producto que se añade debe de ser compatible con el material de la base; sin embargo, en determinados casos la imprimación puede presentar falta de compatibilidad en sus componentes, en la superficie expuesta al desgaste o por presentar poros.

La aplicación de la capa fotocatal ítica está asociada además a la cara visible de la pieza, y en ningún caso a las caras laterales o la opuesta. Los materiales de construcción suelen tener juntas o cambios de material adonde no llega e! material añadido. Con el tiempo, las capas añadidas tienden a perder su efectividad por problemas de adhesión, desgaste, abrasión o alteración de su espesor siendo necesario renovarla. Esto puede llevar asociado un problema de distribución y homogeneidad dado que la aplicación de aerosoles no suele ser continua, lo cual hace que estos procesos sean por lo general poco flexibles y reproducibles. La cantidad de material aplicado o espesor de las capas externas a menudo es difícil de reproducir y su variabilidad es demasiado alta de una aplicación a otra.

En el proceso de aplicación de la capa adicional se precisa de una etapa extra de calentamiento a altas temperaturas para lograr su adhesión a la superficie del material. A esas altas temperaturas, el material fotocataiítico puede desactivarse; por ejemplo, el dióxido de titanio (ΤΊΟ2) sufre la trasformación de su estructura anatasa, que es la más activa, a rutilo que es menos activa.

El resultado de todo lo anterior es que los materiales a los que se aplica una capa adicional fotocatalítica son deficientes en fotocatáiisis, y su reproducibiiidad en una producción industrial es a menudo difícil.

Además, la aplicación de la capa supone una modificación del producto final que lleva asociado un coste añadido, por lo general alto.

La patente US 8210779 B1 describe el proceso de incorporación de material fotocataiítico a un producto acabado aplicando energía superficial. En el proceso se describe cómo se añade la capa adicional que hace dicha función además de un aglomerante para adherir el material fotocataiítico a la pieza. En la presente invención, sin embargo, el material fotocataiítico va incorporado en toda la masa y no precisa de aglomerante adicional. En el proceso de la invención el material no sufre calentamiento alguno que pueda degradar el material fotocataiítico ni se utilizan disolventes adicionales.

EP 2443076 B1 describe el proceso de incorporación de material fotocataiítico de manera superficial a un producto acabado utilizando una etapa adicional de unión con un adhesivo. El proceso necesita de una etapa extra de adición y de calentamiento a altas temperaturas. De nuevo, se diferencia del proceso de la presente invención en que el material fotocataiítico va incorporado en toda la masa y no precisa de aglomerante adicional, puesto que se mejora la interacción con el resto de componentes. En el proceso propuesto, al material no sufre calentamiento alguno que pueda degradar el material fotocataiítico ni se utilizan disolventes adicionales.

La patente US7882910 B2 describe el proceso muiticapa para introducir material fotocataiítico a un producto acabado de distintas naturalezas. Se diferencia del proceso de la presente invención en que en ésta última el material fotocataiítico va incorporado en toda la masa.

En los procesos de la técnica, las partículas fotocatal ¡ticas no se pueden añadir directamente al material base porque floculan, aglomeran en disolución y se pierde en buen grado su dispersión, quedando anulado o mermado su pretendido efecto fotocataiítico. (Zhou D et al. "Influence of Material Properties on TÍO2 Nanoparticle Agglomeration", PloS One. 2013, 8(11): e81239).

En la técnica se ha intentado la dispersión y la mejora de interacción de partículas fotocatal ¡ticas con el resto de materiales y componentes con procesos antiaglomerantes. En este sentido, el silano o siloxano y el trihidroxido de aluminio (ATH) no son propiamente productos antiaglomerantes. El ATH es el componente mineral principal de la carga mineral en la mayor parte de las formulaciones de revestimiento ("solid surface"). Una de las propiedades de este compuesto es la presencia de grupos hidroxilo susceptibles de reaccionar por deshidratación con otros componentes.

El problema de la técnica es encontrar un procedimiento para que un aditivo fotocatalíco se pueda adicionar en masa a un material polimérico manteniendo una alta dispersión y actividad. La solución propuesta por la presente invención es un proceso de obtención de dicho aditivo en que se hace reaccionar la partícula fotocataiítica con ATH y con silano o siloxano.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención es un procedimiento de obtención de un polímero fotocataiítico, que comprende mezclar trihidroxido de aluminio (ATH) y al menos una partícula fotocatalizadora en un disolvente polar a un pH entre 5 y 7 en agitación, añadir un silano o un siloxano, agitar durante un tiempo mínimo de 80 min, preferiblemente un tiempo mínimo de 100 min y más preferiblemente entre 100 y 200 min, a temperatura entre 30 y 50 °C, extraer la fase sólida formada y secar para obtener un aditivo fotocatalítico, y añadir dicho aditivo fotocatalítico a una resina acríiica o poliéster y polimerizar para obtener el polímero fotocatalítico. En un aspecto más restrictivo, el procedimiento de la invención consiste en estas etapas.

En un aspecto preferible de la invención, el procedimiento puede ser aplicado sobre cualquier otro tipo de base poiimérica, como vinílica, fluoropolímeros, poliamidas, policarbonatos, polietilenos o epoxídicos.

En un aspecto preferible, dicho disolvente polar es agua o una mezcla agua / etanoi, muy preferiblemente agua, En otro aspecto preferible se mezclan dos fotocatalizadores en función del uso final del material o de ios valores de actividad fotocataiítica que se deseen. La fotocatáiisis también puede conseguirse por parejas de fotocatalizadores como son preferiblemente TÍO2 rutilo con ZnS y TÍO2 rutilo con ZnO, Por lo general se mezcla un fotocatalizador de coloración blanca con fines más decorativos como el ΤΊΟ2 rutilo, ZnS, SnÜ2 o ZnO con un fotocatalizador más activo como el TiO? anatasa. ΤΊΟ2 rutilo y TÍO2 anatasa son dos fotocatalizadores distintos con energías de activación diferentes. De forma que otro aspecto preferible es dichas partículas fotocatalizadoras estén seleccionadas entre ΤΊΟ2 rutilo, ZnS, SnÜ2, ZnO CdS, Fe203, CU2O, WO3, SnÜ2 o ΊΊΟ2 anatasa, o sus mezclas. En otro aspecto más preferible aún se utiliza una combinación que incluya TÍO2 anatasa que presente las siguientes propiedades:

Densidad (ISO 787, Parte 10) 3,9 g/cm ³

Área superficial específica (BET) > 225 m ² /g

Demanda de agua, 210 g/100 g

Temperatura máxima de procesado 200

Rango de pH de aplicación 4-9

En otro aspecto preferible más, el pH de la disolución está controlado entre 5,5 y 6. Sobre la disolución del foíocaíaiizador se añade la ATH que se quiera utilizar como carga mineral del producto final. La elección del tipo de ATH también viene marcada por la aplicación final del producto. En otro aspecto preferible más del procedimiento de la invención, dicho ATH se añade a una concentración de entre 10 y 85 % en peso respecto del peso final del aditivo fotocatalítico.

Se puede añadir otra carga mineral de libre elección en función de la utilidad final del material, bien sea sílice, caolín, trihidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio, carbonato cálcico o sulfato de bario.

Un aspecto preferible de la invención incluye la eliminación de las partículas inferiores a 0,5 μηι antes de añadir el siiano o siioxano, más preferiblemente aún por tamizado. La mezcla es tamizada para eliminar ese tamaño de partícula y evitar que pueden ser perjudiciales por inhalación.

A la mezcla resultante se le añade entonces un silano o un siioxano para conseguir una interacción fuerte entre ios grupos hídroxiio del ATH con ios óxidos de los metales de transición que actúan como fotocatalizadores y aumentar asi la eficacia fotocatalítica.

En un aspecto preferible, dicho siioxano es bis[3-(trietoxisilil)propii] tetrasulfuro. En otro aspecto preferible, dicho silano es de naturaleza alquílica, por ejemplo metiltrimetoxisilano; insaturado, por ejemplo gamma-Metacriloxipropil-trimetoxisilano; aromático, por ejemplo vinil-tris-(etoxi)siiano; o un aminosiiano, por ejemplo gamma- aminopropiltrietoxisilano o N-beta-(aminoetil)-gamma-aminopropiitrimetoxisiiano.

Para mejorar el grado de interacción entre los componentes se puede utilizar un agente dispersante y romper aglomerados y partículas grandes. Al incorporar estos componentes a la formulación es posible controlar y conocer las cantidades exactas que se desean tener en el producto final y su efecto. También se puede añadir un agente humectante, preferiblemente agua destilada entre 0 y 1 ,5 %.

Esta mezcla debe estar agitando preferiblemente un tiempo superior a 2 horas, preferiblemente entre 2 y 5 horas. La temperatura de agitación será preferiblemente entre 40 y 50 °C. Pasado este tiempo, se separa la ATH modificada con el fotocataiizador de la fase acuosa, preferiblemente por decantación.

El producto obtenido constituye el aditivo fotocatalítico como tal, que se puede secar entonces en hornos a una temperatura de unos 80 °C durante al menos 24 h. Otro aspecto preferible del procedimiento de la invención es que se incluya ahora una molienda para reducir el tamaño de partícula. Este aditivo fotocatalítico se puede agitar mecánicamente en seco para su posterior tamización y obtener ei rango de tamaño de partícula deseado.

El proceso de obtención del material fotocatalítico final se realiza a temperatura ambiente, incrementándose la temperatura sólo debido a la propia reacción exotérmica durante la etapa de polimerización. El procedimiento de la invención consigue que las partículas fotocataiíticas no aglomeren en la base poiimérica a la que se añade el aditivo, pudiendo controlar el grado de dispersión, tamaño y efecto fotocatalítico, así como evitar el desgaste por tiempo o por erosión. No es necesario aplicar ninguna capa adicional de pintura o aditivo superficial ai material de la invención para que resulte fotocatalíticamente activo, de forma que el acabado superficial del material no se ve afectado.

El proceso es reproducible, y mantiene las propiedades del material obtenido constantes en ei tiempo. La mejor prueba de que el método antiaglomerante de la presente invención es efectivo es comprobar que las partículas fotocataiíticas son activas en una pieza final de polímero. La actividad de fotocatálisis en un material determinado se determina en la técnica por un conjunto de ensayos siguiendo una normativa ISO. Los principales ensayos que se evalúan son los ISO 10678: 2010, ISO 22197, ISO 22197-1 : 2007, ISO 222197-2: 2011 , ISO 27448: 2009 e ISO 27447: 2009. El aditivo fotocatalítico que se obtiene del proceso es un producto de la invención. De forma que otro aspecto muy preferible es un aditivo fotocatalítico que comprende al menos una partícula fotocatalítica, trihidróxido de aluminio y un silano o un siloxano, muy preferiblemente interaccionando entre ellos. El polímero resultante es el aspecto más preferible de la presente invención. Presenta homogeneidad catalítica, operando las partículas fotocatalíticas en todas las superficies del material con la misma actividad. El resultado es que pueden tener lugar en la superficie del polímero base reacciones que confieren ai material propiedades de degradación de compuestos orgánicos volátiles (VOCs), degradación de compuestos gaseosos tóxicos (NO _x , SO _x ... ), de disolventes orgánicos (benceno, tolueno... ), de compuestos contaminantes (formaidebído, acetaldehído... ) y con propiedad antibacteriana contra bacterias superficiales. Además, es una superficie autolimpiabie pon la creación de líquidos superhidrofílicos, ya que al estar en contacto con un líquido como el agua o aceite el proceso fotocatalítico modifica el ángulo de contacto de gota haciendo que no se adhieran con tanta facilidad a la superficie. Todo esto supone una ventaja definitiva respecto de la técnica.

El material polimérico de la invención puede usarse en interiores y exteriores, es fácilmente limpiabie, renovable, presenta estabilidad del color en el tiempo, mantiene la dureza del material base, es higiénico, resistente al impacto, al calor, ai manchado, al choque térmico, y no disminuye su actividad fotocatalítica con el tiempo o por desgaste.

Este material se puede presentar ai mercado en forma de planchas o tablas que posteriormente pueden ser transformadas. En un aspecto preferible, dichas planchas tienen un espesor entre 3 y 19 mm, siendo los espesores más comunes los 3, 6, 9, 12 y 19 mm. La longitud de la plancha también varía desde los 2500 mm y ios 4000 mm, siendo las más preferibles 2500 y 3680 mm. Los anchos más preferibles oscilan entre 760 y 1500 mm, siendo la anchura más preferible 760, 930 y 1350 mm.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La Figura 1 muestra una imagen SEM de la superficie del matenal acrílico con propiedades fotocatalíticas.

La Figura 2 muestra una imagen de un material acrílico con ΤΊΟ2 que actúa como fotocataiizador, interaccionando con el ATH. La Figura 3 muestra una imagen del mismo material acrílico de la Fig, 2 tras un lijado, observándose el fotocatalizador, que son pequeñas partículas de color más blanco, interaccionando con las partículas blanquecinas de mayor tamaño del ATH. La Figura 4 muestra una ampliación de la imagen del mismo material acrílico de la Fig. 3 tras un segundo lijado, observándose la misma interacción del fotocatalizador interaccionando con el ATH.

EJEMPLOS

Con la intención de mostrar la presente invención de un modo ilustrativo, aunque en ningún modo limitante, se aportan los siguientes ejemplos. El material para su evaluación como material susceptible de ser fotocatalítico fue cuantificado siguiendo la normativa ISO correspondiente a cada ensayo. De no haber normativa específica para el ensayo, se ha llevado a cabo una adaptación de otra ISO de similares características en función del ensayo a realizar.

Ejemplo 1 : Preparación mezcla fotocatal tica 1 : ATH - fotocatalizadores TiOz rutilo / T1O2 anatasa con gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano.

Sobre 55 litros de agua tamponada a pH 6,5 se añadió TiOa rutilo al 30 % en peso y TÍO2 anatasa al 5 %. Esta mezcla se agitó hasta completa homogenización. Se añadió entonces trihidróxido de aluminio (ATH) en una proporción del 19,4 % en agitación hasta su completa homogenización. A continuación, se añadió gamma- metacriloxipropiltrimetoxisilano en una cantidad del 10 % y se agitó durante 100 minutos a una temperatura de 40 °C. Todos ios porcentajes son en peso sobre el peso final de disolución. Sobre la mezcla resultante se llevó a cabo una primera tamización en el rango de 0,5 μιτι a 1 ,5 μηι y se dejó reposar hasta la completa deposición del material. La parte sólida se separó por decantación y se dejó secar hasta la total evaporación de ios restos de la fase acuosa, y después se procedió a una etapa de molienda donde se homogenizó y rompieron los agregados del material. El sólido resultante se sometió a una agitación mecánica para romper los principales aglomerados y agregados para obtener partículas dispersas. A continuación, se llevó a cabo una segunda tamización del material para descartar partículas inferiores a 1 ,0 μι a 1 ,5 μιτι, que pueden afectar a la salud por inhalación, y las superiores a 100 μΓη por una optimización de las prestaciones del producto final. Ejemplo 2: Preparación mezcla fotocatalitica 2: ATH - fotocatalizadores ΊΊΟ2 rutilo / ZnO con gamma-metacriloxipropiítrimetoxisslano.

Sobre 55 iitros de agua tamponada a pH 6,5 se añadió ΤΊΟ2 rutilo al 20 % en peso y ZnO al 15 %. Esta mezcla se agitó hasta completa homogenización. Se añadió entonces ATH en una proporción del 19,4 % en agitación hasta su completa homogenización, A continuación, se añadió gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano en una cantidad del 10 % y se agitó durante 100 minutos a una temperatura de 40 °C. Todos los porcentajes son en peso sobre el peso final de disolución. Los procedimientos de tamizado, decantación y agitación hasta la obtención del producto final fueron iguales que en el Ejemplo 1.

Ejempío 3: Preparación mezcla fotocatalitica 3: ATH - fotocatalizadores TÍO2 rutilo / ZnS con gamma-metacriioxipropiitrimetoxisilano.

Sobre 55 litros de agua tamponada a pH 6,5 se añadió TÍO2 rutilo al 20 % en peso y ZnS al 15 %. Esta mezcla se agitó hasta completa homogenización. Se añadió entonces ATH en una proporción del 19,4 % en agitación hasta su completa homogenización. A continuación, se añadió gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano en una cantidad del 10 % y se agitó durante 100 minutos a una temperatura de 40 °C. Todos los porcentajes son en peso sobre el peso final de disolución. Los procedimientos de tamizado, decantación y agitación hasta la obtención del producto final fueron iguales que en el Ejemplo 1.

Ejempío 4: Preparación mezcla fotocatalitica 4: ATH - fotocatalizador TiOa rutilo / TÍO2 anatasa con bis[3-(trietoxisilií)propil] tetrasuífuro.

Sobre 55 litros de agua tamponada a pH 6,5 se añadió TÍO2 rutilo al 30 % en peso y TÍO2 anatasa al 5 %. Esta mezcla se agitó hasta homogenización completa. Se añadió entonces ATH en una proporción del 19,4 %. A continuación se añadió bis[3- (trietoxisilil)propilj tetrasuífuro en una cantidad del 10 % y se agitó durante 100 minutos a una temperatura de 40 °C. Todos ios porcentajes son en peso sobre el peso final de disolución. Los procedimientos de tamizado, decantación y agitación hasta la obtención del producto final fueron iguales que en el Ejemplo 1.

Ejempío 5: Preparación mezcla fotocatalítica 5: ATH - fotocatalizador TÍO2 rutilo / ΤΪΟ2 anatasa con gamma-amínopropsltrietoxísilano. Sobre 55 litros de agua tamponada a pH 6,5 se añadió TÍO2 rutilo al 30 % en peso y TÍO2 anatasa al 5 %. Esta mezcla se agitó hasta homogenización completa. Se añadió entonces ATH en una proporción del 19,4 %. A continuación, se añadió gamma- aminopropiltrietoxisüano en una cantidad del 10 % y se agitó durante 100 minutos a una temperatura de 40 °C. Todos ios porcentajes son en peso sobre el peso final de disolución. Los procedimientos de tamizado, decantación y agitación hasta la obtención del producto final fueron iguales que en el Ejemplo 1.

Ejemplo 8: Preparación mezcla fotocatalítica 6: ATH - fotocataüzador TÍO2 rutilo / ΤΪΟ2 anatasa con vinil-trís-(etoxi)silano.

Sobre 55 litros de agua tamponada a pH 6,5 se añadió la cantidad de TÍO2 rutilo ai 30 % en peso y TÍO2 anatasa ai 5 %. Esta mezcla se agitó hasta homogenización completa. Se añadió entonces ATH en una proporción del 19,4 %. A continuación, se añadió vinil-tris-(etoxi) silano en una cantidad del 10 % y se agitó durante 100 minutos a una temperatura de 40 °C. Todos ios porcentajes son en peso sobre el peso final de disolución. Los procedimientos de tamizado, decantación y agitación hasta la obtención del producto final fueron iguales que en el Ejemplo 1.

Ejemplo 7: Preparación pieza acrílica con TÍO2 rutilo / TÍO2 anatasa como fotocatalizadores, sin proceso de interacción.

A 10 kg de resina de metii metacrilato (MMA) en una proporción del 35 % se le añadió agua destilada en un 0,09 %, TÍO2 rutilo al 30 % y TÍO2 anatasa al 5 %. Todos los porcentajes son en peso respecto del peso total. La mezcla obtenida se agitó durante 30 minutos y se añadió la ATH en una proporción de 29,7 %. Tras agitar durante 60 min se añadió peróxido de benzoílo como iniciador en una proporción del 0,2 % respecto al total y se agitó durante 2 minutos. Pasado ese tiempo se sometió a vacío para eliminar el aire retenido y posteriormente la mezcla fue introducida en un molde para obtener una pieza final.

Ejemplo 8: Preparación pieza acrílica con mezcla fotocatalítica 1.

A 10 kg de resina de metil metacrilato (MMA) en una proporción del 35 % en peso se añadió un 0,09 % de agua destilada y 0,3 % de dimetilanilina. Todos ios porcentajes son en peso respecto del total. A continuación, se añadió la mezcla fotocatalítica 1 del Ejemplo 1 en una proporción del 64,4 % y se agitó para obtener una completa dispersión y homogenización. Se sometió entonces a un primer vacío para eliminar el aire que se había generado durante la agitación y la introducción de materias. Sobre la mezcla homogenizada se añadió peróxido de benzoílo como iniciador de polimerización en una proporción del 0,2 %. Se agitó y desgasificó al vacío, y se introdujo en un molde para obtener la pieza final.

Ejemplo 9: Preparación pieza poliéster con mezcla fotocatalítica 1.

Sobre 10 kg de una resina poliéster y de estireno en una proporción del 33,3 % en peso se añadió octoato de cobalto al 0,03 % como acelerante. A continuación, se añadió la mezcla fotocatalítica 1 del Ejemplo 1 en una proporción del 84,4 % y se agitó junto con la resina de poliéster para una completa dispersión y homogenización. Se procedió entonces a realizar un primer vacío para eliminar el aire que se había generado durante la agitación y la introducción de materias. Sobre la mezcla homogenizada se añadió metii etil cetona en una proporción del 2,2 % como iniciador de la polimerización. La mezcla resultante se desgasificó al vacio y posteriormente se introdujo en un molde o en una cinta metálica de aluminio para obtener la pieza final del material poliéster.

Ejempío 10: Preparación pieza acrílica con mezcla fotocatalítica 2.

Sobre 10 kg de una base de resina de A en una proporción del 35 % se añadieron 0,09 % de agua destilada y 0,3 % de dimetilanilina. A continuación, se añadió la mezcla fotocatalítica 2 del Ejemplo 2 con una proporción del 64,4 % y se agitó junto con la resina de M A para una completa dispersión y homogenización. Se procedió entonces a realizar un primer vacío para eliminar el aire que se había generado durante la agitación y la introducción de materias. Sobre la mezcla homogenizada se añadió peróxido de benzoílo en una proporción del 0,2 % como iniciador de la polimerización. La mezcla resultante se desgasificó ai vacío y posteriormente se introdujo en un molde o en una cinta metálica de aluminio para obtener la forma final deseada del material acrílico.

Ejemplo 11 : Preparación pieza acrílica con mezcla fotocatalítica 3.

El ejemplo 10 se repite en las mismas condiciones con la mezcla fotocatalítica 3 preparada en el Ejemplo 3 con las mismas proporciones, para obtener una pieza final del material acrílico.

Ejempío 12: Preparación pieza acrílica con mezcla fotocatalítica 4. El ejemplo 10 se repite en las mismas condiciones con la mezcla fotocatalítica 4 preparada en e! Ejemplo 4 con las mismas proporciones, para obtener una pieza final del material acrílico. Ejempío 13: Preparación pieza acríiica con mezcla fotocatalítica 5.

El ejemplo 10 se repite en las mismas condiciones con la mezcla fotocatalítica 5 preparada en el Ejemplo 5 con las mismas proporciones, para obtener una pieza final del material acrílico. Ejemplo 14: Preparación pieza acrslica con mezcla fotocatalítica 6.

El ejemplo anterior se repite en las mismas condiciones con la mezcla fotocatalítica 8 preparado en el Ejemplo 6 con las mismas proporciones, para obtener una pieza final del material acrílico. Ejemplo 15: Caracterización de la pieza obtenida en el Ejemplo 8.

La distribución superficial de materia se caracterizó por microscopio óptico de barrido (SEM; Leica-Zeiss LEO 440, con cañón de electrones de 1-30 kV), distinguiendo entre materia orgánica de color oscuro e inorgánica de color claro. En las imágenes tomadas del material obtenido en el Ejemplo 8 se observa la perfecta distribución de partículas inorgánicas de carga mineral y fotocatalizador dentro de la matriz orgánica polimérica de polimetilmetracrilato (PMMA) (figura 1).

Microanálisis del material sobre imagen:

57,2% CO2 (materia orgánica)

42,8% AI2O3 (materia inorgánica)

También se caracteriza la presencia de ΤΊΟ2 superficial en las muestras, observándose una homogeneidad por toda la superficie tal y como se puede observar en la figura 2. Las piezas fueron sometidas a un lijado agresivo sobre la superficie con el fin de eliminar la capa superior del material y analizar la parte interna de la pieza. El objetivo del mismo es analizar la homogeneidad del material en toda su masa y ver la distribución del fotocatalizador capa a capa en toda su masa. En la figura 3 SEM se observa nuevamente la distribución de partículas inorgánicas blancas dentro de la matriz de polimérica de PMMA, Nuevamente otro lijado y ampliación de imagen para volver a confirmar una nueva capa del material con la presencia del fotocatalizador en superficie tal y como se observa en la figura 4.

Ejemplo 16: Caracterización física de las piezas obtenidas.

La caracterización física de las piezas obtenidas en los ejemplos anteriores siguiendo estándares ISO se muestra en las siguientes Tabla 1 y 2.

Módulo

8900- flexión ISO 178

12500

(MPa)

Resistencia

flexión ISO 178 58-68

(MPa)

Resistencia

tracción ISO 178 51-69

(MPa)

Resistencia

a la

ISO 178 99-119

compresión

(MPa)

Dureza ISO

64-67

Barcol 19712-2

Dureza ISO

90-95

Shore 19712-2

Dureza ISO

95-100

Rockwell 19712-2

Ejempío 17: Degradación de azul de metiíeno en disolución acuosa sobre pieza del Ejemplo 8.

Se ensayó la pieza obtenida en el ejemplo 8 según ISO 10678:2010. Los resultados quedan resumidos en la siguiente Tabla 3:

Se observa que la concentración de azul de metiíeno fruto de la actividad fotocatalítica ha disminuido un 0,49 %. Ejemplo 18: Degradación de azul de metiieno en disolución acuosa sobre pieza del ejemplo 9.

La pieza ensayada fue ia descrita en el ejemplo 9 según ISO 10878:2010. Los resultados quedan resumidos en la siguiente Tabla 4:

Se observa que la concentración de azul de metiieno fruto de la actividad fotocatalítica ha disminuido un 2,40 %.

Ejemplo 19: Degradación de azul de metiieno en disolución acuosa sobre pieza deí ejemplo 12.

La pieza ensayada fue la descrita en el ejemplo 12, en un ensayo igual ai ejemplo anterior según ISO 10678:2010. Los resultados quedan resumidos en ia siguiente Tabla 5:

Se puede observar que la concentración de azul de metiieno fruto de la actividad fotocatalítica ha disminuido un 0,22 %.

Ejemplo 20: Degradación de azul de metiieno en disolución acuosa sobre pieza dei ejemplo 7.

La pieza ensayada fue la descrita en el ejemplo 7 según ISO 10878:2010. Los resultados quedan resumidos en la siguiente Tabla 6:

Se puede observar que la concentración de azul de metiieno fruto de la actividad fotocatalítica es≤ 0 %, demostrando la no actividad.

Ejemplo 21 1 Degradación de pesticidas en disolución sobre pieza ejemplo 8, El ensayo se llevó a cabo sobre la muestra dei ejemplo 8. Las condiciones dei ensayo han sido adaptadas según ISO 27447: 2009. La fuente de irradiación UVA entre 315 a 400 nm de 22 W. Las piezas fueron pre-tratadas sometiéndolas durante 12 horas a la fuente de radiación. Pasado ese tiempo se depositó sobre la superficie una cantidad conocida y controlada de cada plaguicida a evaluar. Se sometieron a condiciones de fotocatálisis durante 8 horas de irradiación. Pasado ese tiempo las muestras se introdujeron cada una en un tubo Faicon de 50 mL y se sometieron a extracción con 10 mL de acetonitrilo grado PAR (Pesticide Anaiysis Residue) como disolvente con agitación durante 5 minutos. Las muestras se centrifugaron durante 5 minutos a 4000 r.p.m. Tras la sedimentación, se traspasan 0,400 del extracto a un vial al que se le añadieron 0,600 xL de acetato de etilo. El conjunto de todos los viales, así como la recta de calibrado preparada en las mismas condiciones se analizan en un equipo de cromatografía de gases (GC Agiient 7890B) equipado con un inyector automático (Agiient 7693A) acoplado a un espectrómetro de masas con analizador de triple cuadrupolo (QqQ) MS/MS-Q El 7000 operando en modo El (ionización electrónica). Se observa que la cantidad de plaguicida disminuye en cada caso, con los resultados que se muestran en la Tabia 7:

Dieldrin 90,8 4 , 4 95,2

Dietiltoluamida 92,3 43,7 52,6

Diflufenican 73,0 16,5 77,4

Difenilamina 117,8 0,0 100.0

Endosulfan 1 94,8 69,4 26,9

Endosu!fan II 96,3 32,6 66,1

Endrin 86,0 15,9 81 ,5

Ethion 99,6 34,4 65,4

Eihoprophos 93,1 41 ,4 55,6

Etoxiquin 335 , 3 0,0 100,0

Eíofenprox 97,9 12,6 87,2

Etoxazol 97,3 8,5 91 ,3

Eiridiazo! 79,8 8,4 89,5

Famoxadona 89,6 12,4 86,2

Fenazaquin 98,9 0,0 100.0

Fenitrothion 87,7 9,9 88,7

Fenpropathrin 99,3 2,3 97,7

Fenthion 1114,7 0,0 100,0

Fenvaleraíe÷Esfenvaleraíe 90,0 0,0 100,0

Fluazifop-butil 89,0 2,6 97,1

Flucythrinate 97,0 0,0 100,0

Fludioxoni! 86,8 0,0 100,0

Fiuquinconazo!e 83,5 36,3 56,5

Flusilazole 92,7 63,8 31 ,2

Folpet 49,7 18,7 62,4

Fonofos 151 ,1 18,1 88,1

Heptachlor 82,9 32,3 61 ,0

Heptenophos 74,4 11 ,9 84,0

Indoxacarb 75,1 15,0 80,1

!prodione 64,7 9,5 85,3

!sofenfos-metil 161 ,4 27,4 83,0

Kresoxim-metil 102,5 0,0 100,0

Lambda-cyhaloihrin 87,1 0,9 99,0

Lindane 94,0 85,1 9.5

Malaoxon 38,8 25,4 34,5

Malathion 80,4 36,6 54,5 etalaxy! 89,8 27,7 69,2 eiazachior 90,3 14,6 83,8

Methidathion 67,1 4,2 93,7 eirafenona 90,9 0,0 100,0

Myc!obutanil 94,2 52,5 44,3

Nuarimo! 96,2 0,0 100,0

Ofurace 81 ,6 12,0 85,3

Oxadiazon 97,8 2,5 97,4

Oxadixil 32 , 3 25,2 72,7

Oxyfluorfen 81 ,9 0,0 100.0

Parathion 80,3 8,8 89,0

Paratbion-meiil 67,2 5,3 92,1

Penconazole 95,2 13,4 85,9

Permeihrin 98,8 29,2 70,5 Phenthoaíe 84,4 50,2 40,5

Phosalone 79,0 2,5 96,9

Phosmeí 61 ,6 6,0 90,2

Piperonil buíóxido 99,8 0,0 100.0

Pirimiphos-etil 1 10,4 0,0 100.0

Pirimiphos-meíil 108,0 5,2 95,2

Procymidone 88,9 19,8 77,7

Profenofos 75,6 20,2 73,3

Prometryn 100,7 3,5 96,6

Propargite 90,2 16,5 81 ,7

Propiconazole 93,4 22,6 75,8

Propyzamide 94,8 39, 1 58,7

Pyrazophos 84,2 0,0 100,0

Pyridaben 98, 1 0,0 100,0

Pyridaphenthion 82, 1 3,6 95,6

Pyrifenox 89,2 12,3 86,2

Pyriproxyfen 95, 1 8,2 91 ,4

Quinalphos 92, 1 0,0 100,0

Quinoxyfen 87,6 0,0 100,0

Quizalofop-etil 92,8 0,0 100,0

Simazine 93,3 16,3 82,5

Spirodidofen 83,9 5,7 93,2

Spiromesifen 79,5 13,4 83, 1

Sulfoíep 92,7 52,3 43,6

Tau-fluvalinato 74, 1 0,0 100.0

Tebufenpyrad 91 ,9 17,0 81 ,5

Tefluthrin 100,9 44,9 55,5

Terbuthylazine 101 ,3 25,8 74,5

Tetradifon 99,4 0,0 100,0

Triadimefon 99,3 5,8 94,2

Triadimenol 97,5 31 ,4 67,8

Triazophos 82,0 39,7 51 ,6

Trifluralin 91 ,6 1 ,8 98,0

Vindozolin 100,5 24,9 75,2

Zoxamide 57,0 3,7 93,6

Ejempío 22, Degradación NO _x en fase gas sobre pieza dei ejemplo 8,

El ensayo se llevó a cabo con la pieza obtenida en el ejemplo 8, siguiendo la normativa ISO 22197-1. Los resultados queden reflejados en la Tabla 8, donde se muestra una eliminación efectiva de NO _x .

Ejemplo 23: Degradación de azul de metiíeno en disolución acuosa sobre pieza del ejemplo 13.

La pieza ensayada fue la descrita en el ejemplo 13, en un ensayo igual ai ejemplo anterior según ISO 10678:2010. Los resultados quedan resumidos en la siguiente Tabla 9:

Se puede observar que la concentración de azul de metileno fruto de la actividad fotocataiítica ha disminuido un 0, 1 1 %.

Ejemplo 24, Degradación NO _x en fase gas sobre pieza del ejemplo 14.

El ensayo se llevó a cabo con la pieza obtenida en el ejemplo 14, siguiendo la normativa ISO 22197-1 . Los resultados queden reflejados en la Tabla 10, donde se muestra una eliminación efectiva de NO _x .

I Ejemplo 6 j 37,3 j 0,22 j 37,08 | 0, 10 | 0, 12 j

Ejemplo 25. Determinación de actividad antibacteriana en pieza de! ejemplo 8. El ensayo se llevó a cabo con la pieza obtenida en el ejemplo 8, siguiendo la normativa ISO 22197-1. Los resultados queden reflejados en la Tabla 11, donde se muestra una eliminación efectiva de la bacteria S. Aureus de un 72, 1 % mayor.

Tabla 11. Efecto antibacteriano en ejemplo 8

Pendiente incremento

S. Aureus Células/ml

Reducción (%)

Bacterias

1.41 E+05 0 - Inoculadas

Ensayo pieza sin

17,8 - tratamiento

Ensayo pieza ejemplo 8 30,64 72, 1 1 %