[發明專利]疏水防污涂料的制造方法與疏水防污涂膜的形成方法

有效

• 申請號: 201410192793.1
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN104744985B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 蘇一哲;湯偉鉦;沈永清;黃云珊;唐明仁;薛辰晨
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院;貝爾制造公司
• 主分類號: C09D5/16
• 分類號: C09D5/16;C09D1/00;C09D183/04
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明是有關于涂料，且特別是有關于疏水防污涂料的制造方法與疏水防污涂膜的形成方法。

背景技術

一般而言，各種基材表面在經過長時間的使用后，表面容易形成污垢，嚴重者更是難以去除，或是需要使用強腐蝕性的清潔劑來做清潔，此舉容易造成環境與人體的傷害。因此，目前逐漸開發各種防污及易潔涂料，可使得基材表面比較不容易臟，且仍可使基材維持干凈的外觀。

然而，現下常用的防污涂料的制造過程中，例如在利用溶膠-凝膠反應的制程中，必須使用大量的有機溶劑(如醇類、甲苯、四氫呋喃(THF)等)，所形成的防污涂料中因此含有大量的有機溶劑(例如大于90wt％)。亦即，這些防污涂料具有高揮發性有機化合物(Volatile organic compound；VOC)值，例如VOC值介于800-900g/L之間，甚至是更高的數值，故會造成環境的污染。

傳統上，以溶膠-凝膠反應形成疏水防污涂料時，由于反應物在水相中不穩定，反應必須在含有有機溶劑的條件下進行，否則會造成反應物分層或膠化等問題。雖然，已有部分研究利用水性化樹脂(waterborne resin)，例如水性聚氨酯(waterborne polyurethane；waterborne PU)，使得溶膠-凝膠反應可在水相中進行，然而反應過程中通常仍需使用少量的有機溶劑，以維持反應穩定性，但其所得產物通常難以維持良好疏水性質，因此無法作為良好的疏水防污涂料。此外，聚氨基甲酸酯的耐候性(weather-proof)、硬度較差，故不適合應用于戶外。并且，由于聚氨酯的分子量較大，在添加至其他系統時，常會有不兼容的問題，故局限其應用。

因此，目前極需一種具有低揮發性有機化合物(VOC)的防污涂料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有低VOC的疏水防污涂料的制造方法，以及利用該疏水防污涂料形成疏水防污涂膜的方法。

本發明一實施例提供的疏水防污涂料的制造方法，包括：(a)將溶膠-凝膠前驅物、水、水性膠態二氧化硅懸浮液、及催化劑混合進行溶膠-凝膠反應，以形成具有微粒的溶液，其中溶膠-凝膠反應在未添加有機溶劑的條件下進行；(b)以疏水劑對該具有微粒的溶液中的微粒進行化學改質，以形成具有表面改質微粒的溶液；以及(c)將界面活性劑加入具有表面改質微粒的溶液，以形成疏水防污涂料。

本發明一實施例提供的疏水防污涂膜的形成方法，包括：以上述的疏水防污涂料的制造方法，形成疏水防污涂料；將疏水防污涂料涂布在基材上；以及干燥或固化疏水防污涂料，以形成疏水防污涂膜。

本發明的優點在于：本發明提供的疏水防污涂料的制造方法，由于在合成過程中并未額外添加任何有機溶劑，因此可降低最終形成的涂料的VOC值，符合環保的需求。

附圖說明

圖1是根據本發明一實施例的疏水防污涂料的制造方法；

其中，符號說明：

102、104、106、108步驟。

具體實施方式

本發明一實施例提供在合成過程中不需使用有機溶劑的疏水防污涂料，其可良好分散于水相系統中，且具有較低的VOC值與較高的穩定性，故為較環保的防污涂料。

圖1為本發明一實施例所述的疏水防污涂料的制造方法。參照圖1的步驟102，首先，將溶膠-凝膠前驅物、水、水性膠態二氧化硅懸浮液、及催化劑混合進行溶膠-凝膠(sol-gel)反應，以形成具有微粒的溶液。在一實施例中，上述反應物的比例如下：1重量份的溶膠-凝膠前驅物、50至99.9重量份的水、0.01至5重量份的催化劑、0.01至30重量份的水性膠態二氧化硅懸浮液的水性膠態二氧化硅、與0.01至5重量份的界面活性劑。若水的用量過多，可能導致溶膠-凝膠反應產生沉淀或膠化。若水的用量過低，可能會導致溶膠-凝膠反應不完全。若水性膠態二氧化硅的用量過高，則會降低涂料與基板之間的附著力。若水性膠態二氧化硅的用量過低，將導致涂料形成的涂層具有過高的VOC值。若催化劑的用量過高，則會使涂料無法與樹脂兼容或腐蝕基板。若催化劑的用量過低，則會使涂料中的微粒尺寸過大甚至產生沉淀。