Self Cleaning Paint: Introduction of Photocatalytic Particles into a Paint System

摘要

Denne erhvervs PhD afhandling har søgt at udvikle et fotokatalytisk kompositmateriale, som kan anvendes til at give en organisk træmalingsfilm selvrensende og antimikrobielle egenskaber. Projektet er et samarbejde mellem Dyrup A/S og DTU.Malingsindustrien søger til stadighed at mindske brugen af potentielt skadelige tilsætningsstoffer, som f.eks. biocider, hvilket har bevirket at der søges alternative strategier til at forøge holdbarheden af malingsprodukter. Fotokatalysatorer er almindeligt kendt for at have uønskede effekter på organiske belægninger, idet de stærkt reaktive specier, der dannes ved de fotokatalytiske reaktioner, kan nedbryde malingsfilmen. En ny strategi for at integrere en fotokatalysator i en organisk malingsfilm er forsøgt i dette forskningsprojekt, hvorved de gavnlige virkninger fra fotokatalysatoren er bibeholdt, mens uønskede bivirkninger er minimeret.Afhandlingen består af en introduktion til relevante begreber og mekanismer samt en introduktion til relevant litteratur. Resultaterne der er opnået i dette forskningsprojekt er præsenteret som fire individuelle videnskabelige artikler. Kapitel 4 angår syntese og optimering mikro -sfærer belagt med af anatase TiO2. Kapitel 5 angår de selvrensende egenskaber af organiske malingsfilm , indeholdende mikro-sfærer belagt med anatase TiO2, samt nedbrydningen af malingens binder, mens kapitel 6 angår de reologiske og mekanisk egenskaber af sådanne malingsfilm. Kapitel 7 angår holdbarheden og vejrbestandigheden af fotokatalytiske, selvrensende malingsfilm med TiO2 belagte mikro-sfærer. Resultaterne viser, at introduktion af en fotokatalysator som belægning på inerte mikro-sfærer producerer holdbare og vejrbestandige malingsfilm. Det vises, at malingsfilmene udviser selvrensende egenskaber, og kan modstå angreb fra mikroorganismer. Nedbrydningen af malingsfilmens bindermateriale, grundet de fotokatalytiske reaktioner, er minimalt, og malingsfilmene er fundet at være mere modstandsdygtige overfor udendørs eksponering end konventionelle malingsfilm. Tilsætningen af de fotokatalytiske mikro-sfærer påvirker kun malingens viskositet i lav grad, mens de mekaniske egenskaber påvirkes i negativ retning. På trods af de forringede mekaniske egenskaber udviser den ny-udviklede malingsfilm forbedrede modstand over for revnedannelse, idet de inkorporerede fillerpartikler ændrer mekanismen for revneudbredelse.Projektet er finansieret af Dyrup A/S og Ministeriet for Videnskab og Innovation.