[发明专利]涂料与涂层的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性低红外线发射率涂料，更具体地，本发明涉及所述涂料的组成、形成方法与应用。

背景技术

目前，国内外市售的水性低红外线发射率涂料虽然具备低红外线发射率，却因为工艺及材料的关系，环保性远远比不上其它环保低碳涂料。目前市售的低红外线发射率涂料以油性涂料为主流，其溶剂为甲苯，且挥发性有机化合物(VOC)浓度远高于660g/L。目前为止，只有美国SOLEC公司开发出具有水性基的低红外线放射涂料LO/MIT-II，其挥发性有机化合物(VOC)浓度约为170g/L，但仍旧无法符合低VOC环保涂料的需求。目前推动零VOC涂料(～1g/L)或低VOC涂料(＜30g/L)在低红外线发射率涂料领域还是难以实现。主要原因是涂料在水性化后，其金属填料易遭严重氧化，也会在水溶液中发气而造成涂料起泡。所以市售产品以油性涂料为主。为了发展水性低红外线发射率涂料，业界开发出防水金属填料，例如在金属填料表面涂布改质有机或无机薄层。根据实验测试结果，其防水发气性有其局限，同时还会牺牲金属填料的反射能力，使涂层发射率偏高。另一种作法是开发防水性黏结剂，例如水性硅乳液(silica emulsion)，此种水性黏结剂使用油性硅高分子单体先包覆金属填料使其红外透明，且可避免后续起泡，接着加酸使油性高分子转成亲水性或乳化成半油半水溶液，成为水性涂料。虽然产品是水性树脂，但来源仍是油性单体，其VOC还是很高。

综上所述，目前亟需一种新的红外透明水性树脂搭配金属填料，以同时达到不发气、高反射、和低VOC的要求。

发明内容

本发明一实施例提供一种涂料，包括：70重量份至50重量份的水性黏结剂；30至50重量份的高漂浮金属填料；以及100重量份至250重量份的水。

本发明一实施例提供一种涂层的形成方法，包括：混合50重量份至70重量份的水性黏结剂与100重量份至250重量份的水，形成第一涂料；将30至50重量份的高漂浮金属填料加入第一涂料后搅拌混合，形成第二涂料；将第二涂料涂布于基材上；以及去除第二涂料中的水，以形成涂层。

附图说明

图1-2是本发明一实施例中涂层的示意图。

具体实施方式

本发明的低放红线发射率涂料是一种降低红外热辐射损失，达到节能效果的环保产品。此涂料可用于各种加热容器如锅炉或保温杯的表面，以降低辐射热损失，或者运用于汽车及建筑节能等场合。热源温度越高，可减少的辐射热就越明显。

首先，涂料需为环保节能涂料且具备低环境污染性(低VOC)。除了节能减排外，还可将温室气体CO₂转换成新材料，常见方式是以碳捕获的CO₂为原料制成聚碳酸酯二元醇(APC)开发出非异氢酸酯聚氨酯NIPU)。此种脂肪族聚碳酸酯APC-PU具有良好低温柔顺性、抗氧化性和生物降解性，比起传统PU具有无毒、良好抗湿敏性、耐水解、耐化学性及抗渗透性。添加聚碳酸酯多元醇到PU上，还具有透明性、优良的机械强度和耐UV功能，有助于涂料应用到绿色建筑上。利用此种NIPU合成的聚氨酯分散体(PUD)接枝上述环保聚碳酸酯二元醇，即形成聚碳酸酯-聚氨酯(PC-PU)水性树脂，可作为本发明涂料的水性黏结剂的主要组成。上述PC-PU共聚物可为市售商品，如购自Bayer的PUD(BAYHYDROL XP2546)。此外，亦可参考Vanesa Garcia-Pacios或Xia Jiang的文章(Progress in Organic Coatings 71(2011)136-146，European Polymer Journal 43(2007)1838-1846)，制备水性的PC-PU共聚物。在本发明一实施例中，PC-PU共聚物为线型嵌段共聚物，而非交联的网状共聚物，减少高度的不饱和官能基产生强烈红外吸收峰，以避免红外波段范围有强烈吸收基团。上述PC-PU共聚物的重量平均分子量约介于50000至200000之间。若PC-PU共聚物的重量平均分子量过高，则物理特性变差。若共聚物PC-PU的重量平均分子量过低，则膜附着性变差。此外，PC-PU共聚物中，PC链段(软链段)的OH基与PU链段(硬链段)的NCO基的摩尔比约介于1∶0.9至1∶1.1之间。若PC链段的比例过高，则涂层机械性变差。若PC链段的比例过低，则降低吸水率能力变差容易起泡。