本发明专利技术提供的疏水防污涂料的制造方法，包括：(a)将溶胶-凝胶前驱物、水、水性胶态二氧化硅悬浮液、及催化剂混合进行溶胶-凝胶反应，以形成具有微粒的溶液，其中溶胶-凝胶反应在未添加有机溶剂的条件下进行；(b)以疏水剂对微粒进行化学改质，以形成表面改质微粒；以及(c)将界面活性剂加入具有表面改质微粒的溶液，以形成疏水防污涂料。上述疏水防污涂料可分散于水相溶液，并具有高固含量、低VOC、与高稳定性等特性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关于涂料，且特别是有关于疏水防污涂料的制造方法与疏水防污涂膜 的形成方法。
技术介绍
-般而言，各种基材表面在经过长时间的使用后，表面容易形成污垢，严重者更是 难以去除，或是需要使用强腐蚀性的清洁剂来做清洁，此举容易造成环境与人体的伤害。因 此，目前逐渐开发各种防污及易洁涂料，可使得基材表面比较不容易脏，且仍可使基材维持 干净的外观。 然而，现下常用的防污涂料的制造过程中，例如在利用溶胶-凝胶反应的制程中， 必须使用大量的有机溶剂（如醇类、甲苯、四氢呋喃（THF)等），所形成的防污涂料中因此 含有大量的有机溶剂（例如大于90wt%)。亦即，这些防污涂料具有高挥发性有机化合物 (Volatileorganiccompound;V0C)值，例如V0C值介于800_900g/L之间，甚至是更高的数 值，故会造成环境的污染。 传统上，以溶胶-凝胶反应形成疏水防污涂料时，由于反应物在水相中不稳定，反 应必须在含有有机溶剂的条件下进行，否则会造成反应物分层或胶化等问题。虽然，已有部 分研究利用水性化树脂（waterborneresin)，例如水性聚氨酯（waterbornepolyurethane; waterbornePU)，使得溶胶-凝胶反应可在水相中进行，然而反应过程中通常仍需使用少量 的有机溶剂，以维持反应稳定性，但其所得产物通常难以维持良好疏水性质，因此无法作为 良好的疏水防污涂料。此外，聚氨基甲酸酯的耐候性（weather-proof)、硬度较差，故不适合 应用于户外。并且，由于聚氨酯的分子量较大，在添加至其他系统时，常会有不兼容的问题， 故局限其应用。 因此，目前极需一种具有低挥发性有机化合物（V0C)的防污涂料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有低V0C的疏水防污涂料的制造方法，以及利用该 疏水防污涂料形成疏水防污涂膜的方法。 本专利技术一实施例提供的疏水防污涂料的制造方法，包括：(a)将溶胶-凝胶前驱 物、水、水性胶态二氧化硅悬浮液、及催化剂混合进行溶胶-凝胶反应，以形成具有微粒的 溶液，其中溶胶-凝胶反应在未添加有机溶剂的条件下进行；(b)以疏水剂对该具有微粒的 溶液中的微粒进行化学改质，以形成具有表面改质微粒的溶液；以及（c)将界面活性剂加 入具有表面改质微粒的溶液，以形成疏水防污涂料。 本专利技术一实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；将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。 本专利技术的优点在于：本专利技术提供的疏水防污涂料的制造方法，由于在合成过程中 并未额外添加任何有机溶剂，因此可降低最终形成的涂料的VOC值，符合环保的需求。【附图说明】 图1是根据本专利技术一实施例的疏水防污涂料的制造方法； 其中，符号说明： 102、104、106、108 步骤。【具体实施方式】 本专利技术一实施例提供在合成过程中不需使用有机溶剂的疏水防污涂料，其可良好 分散于水相系统中，且具有较低的V0C值与较高的稳定性，故为较环保的防污涂料。 图1为本专利技术一实施例所述的疏水防污涂料的制造方法。参照图1的步骤102， 首先，将溶胶-凝胶前驱物、水、水性胶态二氧化硅悬浮液、及催化剂混合进行溶胶-凝胶 (sol-gel)反应，以形成具有微粒的溶液。在一实施例中，上述反应物的比例如下：1重量份 的溶胶-凝胶前驱物、50至99. 9重量份的水、0. 01至5重量份的催化剂、0. 01至30重量 份的水性胶态二氧化硅悬浮液的水性胶态二氧化硅、与0. 01至5重量份的界面活性剂。若 水的用量过多，可能导致溶胶-凝胶反应产生沉淀或胶化。若水的用量过低，可能会导致溶 胶-凝胶反应不完全。若水性胶态二氧化硅的用量过高，则会降低涂料与基板之间的附着 力。若水性胶态二氧化硅的用量过低，将导致涂料形成的涂层具有过高的V0C值。若催化 剂的用量过高，则会使涂料无法与树脂兼容或腐蚀基板。若催化剂的用量过低，则会使涂料 中的微粒尺寸过大甚至产生沉淀。 上述溶胶-凝胶前驱物可为具有-SiOR或-SiOH官能基的结构，其中 且n为正整数。溶胶-凝胶前驱物可为四甲氧基硅烷（tetramethoxysilane;TMOS)、四乙 氧基硅烷（tetraethoxysilane ;TE0S)、四异丙氧基钦（titanium tetraisopropoxide)、四 甲氧基钦（titanium tetramethoxide)、四乙氧基钦（titanium tetraethoxide)、四丁氧基 钦（titanium tetrabutoxide)、3- 丁氧基化错（aluminum tri-sec-butoxide)、或正丁氧基 锫（zirconium n-butoxide)。上述水性胶态二氧化娃悬浮液可为LUDOX ?TMA、Lithium Polysilicate、或LUDOX ? AS-30。上述催化剂可为各种有机酸/碱或无机酸/碱，例如 盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、或类似物。 在步骤102的溶胶-凝胶反应中，并未额外添加任何有机溶剂，因此可降低最终形 成的涂料的V0C值。一般而言，传统的溶胶-凝胶反应中会加入有机溶剂以维持反应物的 稳定性。在一实施例中，此溶胶-凝胶反应在无有机溶剂的情况下，其反应时间介于1至 3. 5小时。经实验发现，溶胶-凝胶反应在没有有机溶剂的情况下，反应物在水溶液中稳定 性较差。若反应时间太长，例如大于3. 5小时，上述混合液易产生胶化或沉淀，而无法继续 进行后续的反应。若反应时间太短，例如小于1小时，则会造成溶胶-凝胶的反应不完全。 此外，步骤102的反应温度可在室温下进行，或在约15°C至40°C下进行。若反应温度过高， 则上述混合液易产生胶化或沉淀，而无法继续进行后续的反应。若反应温度过低，则易造成 溶胶-凝胶的反应不完全。 接下来，参照图1的步骤104,将疏水剂加入步骤102所得具有微粒的溶液中，以对 溶液中的微粒进行化学改质。在一实施例中，以1重量份的溶胶-凝胶前驱物作基准，需采 用0.01至30重量份的疏水剂。若疏水剂的用量过高，将使产品过于昂贵。若疏水剂的用 量过低，则会降低产品的防污特性。 上述疏水剂可为娃系（Si-based)疏水剂、氟系（F-based)疏水剂、碳水化合物 (carbohydrate)疏水剂、碳氢化合物（hydrocarbon)疏水剂、或上述的组合。娃系疏水 剂可为硅氧烷（siloxane)、硅烷（silane)、聚硅氧烷（silicone)、或上述的组合。氟系 疏水剂例如为氟硅烷（fluorosilane)、氟烷基硅烷（fluoroalkyl silane;FAS)、聚四氟 乙烯（polytetrafluoroethylene，PTFE)、聚三氟乙烯（polytrifluoroethylene)、聚偏氟 乙烯（polyvinylfluroride)、官能性氟烧化合物（functional fluoroalkyl compound)、 当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种疏水防污涂料的制造方法，包括：(a)将溶胶‑凝胶前驱物、水、水性胶态二氧化硅悬浮液、及催化剂混合进行溶胶‑凝胶反应，以形成具有微粒的溶液，其中该溶胶‑凝胶反应在未添加有机溶剂的条件下进行；(b)以疏水剂对该具有微粒的溶液中的微粒进行化学改质，以形成具有表面改质微粒的溶液；以及(c)将界面活性剂加入该具有表面改质微粒的溶液，以形成疏水防污涂料。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏一哲，汤伟钲，沈永清，黄云珊，唐明仁，薛辰晨，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，贝尔制造公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71
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