[发明专利]涂料与涂膜的形成方法

说明书

本发明提供的涂料的形成方法，包括：(a)将溶胶‑凝胶前驱物、水及催化剂混合后进行溶胶‑凝胶反应，以形成具有微粒的溶液；(b)以疏水剂对微粒进行改性，形成表面改性微粒；(c)将小分子表面活性剂加入具有表面改性微粒的溶液，以形成第一分散液；(d)混合树脂、水溶性聚合物与水，以形成第二分散液；以及(e)混合第一分散液与第二分散液，以形成涂料。

技术领域

本发明涉及涂料，尤其涉及涂料与涂膜的形成方法及其组成。

背景技术

随着环保发展趋势与相关国家或地区法规限制，水性涂料已成为必要的发展趋势。现今美国涂料总产值中，水性涂料比例已达50％以上，德国也超过45％，且在绿色化学与能源的要求下，水性涂料的发展逐步成长。此外全球近年来对于疏水防污涂料相当重视，例如防水电子封装涂料、拨水鞋材、防污建筑涂料与防污汽车涂料等产品，因具机能性与环保性未来将蓬勃发展。

综上所述，目前仍需新的方法及配方组成以形成涂料，使其对基材具有良好附着性与疏水性。

发明内容

本发明一实施例提供的涂料的形成方法，包括：(a)将溶胶-凝胶前驱物、水及催化剂混合后进行溶胶-凝胶反应，以形成具有微粒的溶液；(b)以疏水剂对微粒进行改性，形成表面改性微粒；(c)将小分子表面活性剂加入具有表面改性微粒的溶液，以形成第一分散液；(d)混合树脂、水溶性聚合物与水，以形成第二分散液；以及(e)混合第一分散液与第二分散液，以形成涂料。

本发明一实施例提供的涂膜的形成方法，包括：以上述的涂料的形成方法，形成涂料；将涂料覆盖在基材上；以及干燥或固化涂料，以形成涂膜，其中涂膜的水接触角大于95°。

具体实施方式

在一实施例中，涂料的形成方法如下。首先进行步骤(a)，将溶胶-凝胶前驱物、水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、与0.01至5重量份的催化剂。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，可能导致溶胶-凝胶反应不完全。若催化剂的用量过高，则易使涂料无法与树脂兼容或腐蚀基板。若催化剂的用量过低，则易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-MOR或-MOH官能基的结构，其中M为Si、Al、Ti或Zr，R为C_nH_2n+1，且n为正整数(例如为1-4的正整数)。举例来说，溶胶-凝胶前驱物可为四甲氧基硅烷(tetramethoxysilane；TMOS)、四乙氧基硅烷(tetraethoxysilane；TEOS)、四异丙氧基钛(titanium tetraisopropoxide)、四甲氧基钛(titanium tetramethoxide)、四乙氧基钛(titanium tetraethoxide)、四丁氧基钛(titanium tetrabutoxide)、3-丁氧基化铝(aluminum tri-sec-butoxide)、正丁氧基锆(zirconium n-butoxide)或类似物。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。

在一实施例中，步骤(a)的溶胶-凝胶反应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挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)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，其反应时间约介于1至3.5小时。若反应时间太长，例如约大于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，则易造成溶胶-凝胶的反应不完全。此外，步骤(a)的反应温度可在室温下进行，或在约15℃至40℃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。