專利名稱：耐溫低放射率涂料與其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種涂料，且特別是涉及一種耐溫低放射率涂料。
背景技術(shù)：
為了因應(yīng)節(jié)能的需求，涂布低放射率涂料(low emissive paint)于各種加熱容器表面上或者建材表面上，以有效減少輻射熱。熱源一般會以對流、輻射或傳導(dǎo)的方式傳播， 而大部分的熱源是來自于紅外線，因此，減少紅外線的輻射熱為低放射率涂料的主要需求。美國專利US 2007/0251420揭露一種低放射率涂料，其混合樹脂、單體與交聯(lián)劑(cross-linking agent)，以得到一低放射率涂料，然而此涂料與基材之間的附著力 (adhesion)不佳。美國專利US 2009/0191407揭露一種低放射率涂料，其混合樹脂、導(dǎo)電材料與交聯(lián)催化劑(cross-linking catalyst)，以得到低放射率涂料，此外，為了提高涂料的耐候性，亦可使用含氟高分子(fluoropolymers)(例如聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride, PVDF))作為樹脂，雖然其涂料可以防濕氣與防蝕，然而，此專利同樣無法克服附著力的問題。此外，目前市售的低放射率涂料的附著力不佳、烘烤不易干燥，且耐候性不佳，會使原本的低放射率變成高放射率，因此，業(yè)界亟需發(fā)展一種低放射率涂料，此涂料不但能改善附著力的問題，亦同時具有耐溫、耐候的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于基本上克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，從而提供一種具有良好的附著力、同時耐溫、耐候的低放射率涂料。本發(fā)明提供一種耐溫低放射率涂料的制法，包括以下步驟(a)混合一單體、一聚合物、一引發(fā)劑(initiator)、一金屬填料(metal filler)、一界面劑以及一溶劑進行接枝聚合反應(yīng)(grafting polymerization reaction)以得到一混合涂料；以及(b)混合一納米添加劑到該混合涂料中，以得到一耐溫低放射率涂料，其中，若以單體、聚合物、引發(fā)劑、金屬填料、界面劑以及納米添加劑的總重(即，該耐溫低放射率涂料固體總重)作為基準，該金屬填料占該耐溫低放射率涂料固體總重10 20%，該界面劑占該耐溫低放射率涂料固體總重0. 05 0. 1 %，該溶劑占該耐溫低放射率涂料固體總重2 5倍，該納米添加劑占該耐溫低放射率涂料固體總重1 5%，且由該單體、該聚合物與該引發(fā)劑進行接枝聚合反應(yīng)而得一粘結(jié)劑(binder)，其中該單體占該粘結(jié)劑固體總重9. 8-29. 8%，該聚合物占該粘結(jié)劑固體總重70 90%，該引發(fā)劑占該粘結(jié)劑固體總重0. 05 0. 2%。本發(fā)明亦提供一種耐溫低放射率涂料，包括一粘結(jié)劑，是由一單體、一聚合物與一引發(fā)劑接枝共聚反應(yīng)而得，其中該單體占該粘結(jié)劑固體總重9. 819.8%，該聚合物占該粘結(jié)劑固體總重70 90%，該引發(fā)劑占該粘結(jié)劑固體總重0. 05 0. 2% ；—金屬填料，占耐溫低放射率涂料固體總重10 20% ；—納米添加劑，占耐溫低放射率涂料固體總重1
45% ；以及一界面劑，占耐溫低放射率涂料固體總重0. 05 0. 1%，其中所述固體總重為單體、聚合物、引發(fā)劑、金屬填料、界面劑以及納米添加劑的總重。本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明的涂料利用單體、聚合物與引發(fā)劑進行接枝聚合反應(yīng)而得的粘結(jié)劑，可以有效提高涂料與基材的附著性；利用納米添加劑，可以提供更佳的耐熱性，且使涂料表面不易沾粘且較為耐磨。為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下


圖IA 1B、2A 2B為一熱重分析圖，用以說明本發(fā)明涂料的耐溫效果。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種耐溫低放射率涂料的制法，首先進行步驟(a)，混合一單體、一聚合物、一引發(fā)劑、一金屬填料、一界面劑(interface agent)以及一溶劑進行聚合反應(yīng)以得到一混合涂料，其中由單體、聚合物與引發(fā)劑進行接枝聚合反應(yīng)而得一粘結(jié)劑，其中若以單體、聚合物、引發(fā)劑、金屬填料、界面劑以及納米添加劑的總重(即，該耐溫低放射率涂料固體總重)作為基準，粘結(jié)劑占耐溫低放射率涂料固體總重74. 9 88. 95%，而單體占粘結(jié)劑固體總重9. 8-29.8%，聚合物占粘結(jié)劑固體總重70 90%，引發(fā)劑占粘結(jié)劑固體總重 0. 05 0. 2%。由于引發(fā)劑加熱后會形成自由基，自由基會將聚合物的雙鍵打開，之后于高溫下再將單體接枝在聚合物側(cè)鏈上，以得到具有高附著力的粘結(jié)劑。上述的聚合反應(yīng)于溫度為約70V 90°C下進行反應(yīng)，較佳為約75°C 85°C進行反應(yīng)，聚合反應(yīng)的時間為約5 M 小時，較佳為約15 20小時。接著，進行步驟(b)，混合一納米添加劑到混合涂料中，以得到一耐溫低放射率涂料，其中金屬填料占耐溫低放射率涂料固體總重10 20%，界面劑占耐溫低放射率涂料固體總重0. 05 0. 1 %，溶劑占耐溫低放射率涂料固體總重2 5倍，納米添加劑占耐溫低放射率涂料固體總重0. 1 5%，優(yōu)選1 5%。須注意的是，步驟(b)僅需在室溫下完成即可。上述的單體為具有羥基的丙烯酸單體，例如丙烯酸(acrylic acid)、甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、丙烯酸甲酯(methyl acrylate)、丙烯酸乙酯(ethyl aery late)、丙;I；希酸丁酉旨(butyl acrylate)或丙;I；希酸己酉旨(hexyl acrylate)。上述的聚合物為具有乙烯基的聚合物，例如聚丁二烯(polybutadiene)、乙烯-丙烯-二烯共聚物(Ethylene propylene diene terpolymer, EPDM)或丙烯腈-丁二烯-苯 ΔΜ^Μ^ (Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS)。上述的引發(fā)劑包括偶氮類或過氧化物類。偶氮類的引發(fā)劑包括2，2’ -偶氮二 (2，4-二甲基正戊腈)(2，2，-azobis(2,4-dimethyl valeronitrile))、二甲基-2，2，-偶氮雙(2-丙酸甲酯)(dimethyl 2，2，-azobis Q-methylpropionate)、2，2-偶氮二異丁腈 (2, 2-azobisisobutyronitrile,以下簡稱 AIBN)、2，2-偶氮雙(2-甲基異丁腈)(2,2-az obis(2-methylisobutyronitrile)) U, 1' _ 偶氮雙(環(huán)己烷腈)1，1，-azobis(cyclohexane-1-carbonitrile))、2，2，-偶氮雙[N-2-丙基-2-甲基丙酰胺](2，2，-azobis[ N- (2-propenyl) -2-methylpropionamide])、1_[(氰基甲基乙基)-偶氮基]甲酰胺 (l-[(cyano-l-methylethyl)azo]formamide)、2，2，_ 偶氮雙(N-丁基-2-甲基丙酰胺)(2， 2，-azobis(N-butyl-2-methylpropionamide))、2，2，-偶氮雙(N-環(huán)己基-2-甲基丙酰胺) (2，2，-azobis(N-cyclohexyl-2-methylpropionamide)、或其它合適的偶氮類引發(fā)劑。過氧化物類的引發(fā)劑包括苯甲?；^氧化物(benzoyl peroxide)、1，1_雙(叔丁基過氧基)環(huán)己烷(1，l-bis(tert-butylperoxy)cyclohexane)、2，5_ 雙(叔丁基過氧基)-2, 5- 二甲基環(huán)己燒(2, 5-bis (tert-butylperoxy) ~2, 5-dimethylcyclohexane)、 2,5- Μ.(叔丁基過氧基)-2, 5- 二甲基-3-環(huán)己炔(2，5-bis (tert-butylperoxy) -2， 5-dimethyl-3-cyclohexyne)、雙(1_ (叔丁基過氧基)甲基乙基)苯(bis (1-(tert-b utylpeorxy) -1-methy-ethyl) benzene)、叔丁基過氧化氧(tert-butyl hydroperoxide)、 叔丁基過氧化物(tert-butyl peroxide)、叔丁基過氧基苯甲酸(tert-butyl peroxybenzoate)、異丙苯過氧化氧(Cumene hydroperoxide)、環(huán)己酮基過氧化物 (cyclohexanone peroxide)、過氧化二異丙苯(dicumyl peroxide)、月桂酉先基過氧化物 (lauroyl peroxide)、或其它合適的過氧化物。上述的引發(fā)劑除可單一使用外，亦可混合使用。上述的界面劑(interface agent)為一偶聯(lián)劑(coupling agent)，其作用在于使粘結(jié)劑的高分子與無機物(例如金屬填料或納米添加劑)可進行聯(lián)結(jié)，其中偶聯(lián)劑包括硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸鹽偶聯(lián)劑。上述的金屬填料包括銅、鋁、鐵、鎳、鋅或上述的組合的金屬片狀粉體，其粒徑為約 8μπι 75 μ m，此外，其亦可為電負度(electronegativity)介于1. 1 1. 9的金屬。添加金屬填料的目的在于反射紅外光，增加熱傳導(dǎo)性與提高本發(fā)明耐溫低放射率涂料的耐溫性。上述的納米添加劑包括硅溶膠(silica sol)、氧化銦錫溶膠(ΙΤ0 sol)、氧化銻錫溶膠(ΑΤ0 sol)或氧化鋁錫溶膠(ΑΖ0 sol)，其粒徑為約Inm 20nm。納米添加劑亦可以提高涂料對基材的附著力，且提供更佳的耐熱性；延緩金屬填料氧化，且使涂料表面不易沾粘且較為耐磨。上述的溶劑包括甲苯、二甲苯、四氫呋喃、正丁醇或醋酸丁酯(N-butyl acetate) 0 此處須注意的是，溶劑并不以此為限，只要能將單體、聚合物與引發(fā)劑溶解的溶劑皆能使用于本發(fā)明中。此處須注意的是，現(xiàn)有技術(shù)中(US 2007/0251420)藉由樹脂、單體與交聯(lián)劑直接進行聚合反應(yīng)以形成一聚合物，而本發(fā)明是藉由引發(fā)劑的輔助，使聚合物先斷鍵，再與單體進行接枝聚合反應(yīng)，因此，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本申請的聚合反應(yīng)使得高附著力單體可以在粘結(jié)劑的側(cè)鏈上有較多鍵結(jié)，提供涂料與基材之間較佳附著力。此外，本發(fā)明亦提供一種耐溫低放射率涂料，其藉由上述制法而得，其包括一粘結(jié)齊U，是由單體、聚合物與引發(fā)劑接枝共聚反應(yīng)而得，其中粘結(jié)劑占耐溫低放射率涂料固體總重74. 9 88. 95%，而單體占粘結(jié)劑固體總重9. 8-29. 8%，聚合物占粘結(jié)劑固體總重70 90%，引發(fā)劑占粘結(jié)劑固體總重0. 05 0. 2% ；一金屬填料，占耐溫低放射率涂料固體總重 10 20% ；—納米添加劑，占耐溫低放射率涂料固體總重0. 1 5% ；以及一界面劑，占耐溫低放射率涂料固體總重0. 05 0. 1%，其中所述固體總重是指單體、聚合物、引發(fā)劑、金屬填料、界面劑以及納米添加劑的總重。本發(fā)明的耐溫低放射率涂料的放射率為約0. 3，其符合工業(yè)上對放射率涂料的需求，且涂料的百格刀試驗為5B，表示涂料表面有100%未被刮除。此外，相較于現(xiàn)有技術(shù)(US 2007/0251420或US 2009/0191407)涂料的鉛筆硬度為約1H，本發(fā)明的耐溫低放射率涂料的鉛筆硬度為約8H，顯示本發(fā)明的涂料具有較高附著力、高硬度且較為耐磨。綜上所述，本發(fā)明涂料中的粘結(jié)劑是利用單體、聚合物與引發(fā)劑進行接枝聚合反應(yīng)而得，以有效提高涂料與基材的附著性。此外，本發(fā)明亦添加納米添加劑到涂料中，以提供更佳的耐熱性，且使涂料表面不易沾粘且較為耐磨。實施例實施例1取30g的三元乙丙(EPDM)、70g的甲基丙烯酸甲酯、0. Ig的2，2-偶氮二異丁腈 (AIBN)、20g的鋁片金屬填料、0.5g的硅烷偶聯(lián)劑(S. Prosper Corp. (G02-1002))與適量的二甲苯溶于反應(yīng)瓶中，于溫度80°C下進行反應(yīng)M小時，之后，將此混合涂料冷卻至室溫，最后再加入0. 5%的IOnm硅溶膠，以制得本發(fā)明的耐溫低放射率涂料。表1顯示添加0. 5%的硅溶膠的涂料的放射率值，由表1得知，本發(fā)明的涂料的放射率為約0. 3。此外，添加0. 的硅溶膠的百格刀試驗為約5B，而鉛筆硬度為約8H。表 權(quán)利要求
1.一種耐溫低放射率涂料的制法，包括以下步驟(a)混合一單體、一聚合物、一引發(fā)劑、一金屬填料、一界面劑以及一溶劑進行接枝聚合反應(yīng)以得到一混合涂料；其中該單體、該聚合物與該引發(fā)劑進行接枝聚合反應(yīng)而得一粘結(jié)劑，其中該單體占該粘結(jié)劑固體總重9. 8- . 8%，該聚合物占該粘結(jié)劑固體總重70 90%，該引發(fā)劑占該粘結(jié)劑固體總重0. 05 0. 2%，以及(b)混合一納米添加劑到所述混合涂料中，以得到一耐溫低放射率涂料，其中所述金屬填料占該耐溫低放射率涂料固體總重10 20%，所述界面劑占該耐溫低放射率涂料固體總重0. 05 0. 1%， 所述溶劑占該耐溫低放射率涂料固體總重2 5倍， 所述納米添加劑占該耐溫低放射率涂料固體總重1 5%，其中，所述固體總重是單體、聚合物、引發(fā)劑、金屬填料、界面劑以及納米添加劑的總重。
2.如權(quán)利要求1所述的耐溫低放射率涂料的制法，其中所述單體為具有羥基的丙烯酸 單體。
3.如權(quán)利要求2所述的耐溫低放射率涂料的制法，其中所述丙烯酸單體為丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸己酯。
4.如權(quán)利要求1所述的耐溫低放射率涂料的制法，其中所述聚合物為具有乙烯基的聚合物。
5.如權(quán)利要求4所述的耐溫低放射率涂料的制法，其中所述具有乙烯基的聚合物為聚丁二烯、乙烯-丙烯-二烯共聚物EPDM或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS。
6.如權(quán)利要求1所述的耐溫低放射率涂料的制法，其中所述引發(fā)劑包括偶氮類或過氧化物類引發(fā)劑。
7.如權(quán)利要求1所述的耐溫低放射率涂料的制法，其中所述界面劑為偶聯(lián)劑。
8.如權(quán)利要求7所述的耐溫低放射率涂料的制法，其中所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸鹽偶聯(lián)劑。
9.如權(quán)利要求1所述的耐溫低放射率涂料的制法，其中所述金屬填料為銅、鋁、鐵、鎳、 鋅的混合粉體或合金。
10.如權(quán)利要求1所述的耐溫低放射率涂料的制法，其中所述金屬填料的粒徑為 8 μ m 75 μ m。
11.如權(quán)利要求1所述的耐溫低放射率涂料的制法，其中所述金屬填料為電負度介于 1. 1 1.9的金屬。
12.如權(quán)利要求1所述的耐溫低放射率涂料的制法，其中所述納米添加劑為硅溶膠、氧化銦錫溶膠、氧化銻錫溶膠或氧化鋁錫溶膠。
13.如權(quán)利要求1所述的耐溫低放射率涂料的制法，其中所述納米添加劑的粒徑為 Inm 20nmo
14.如權(quán)利要求1所述的耐溫低放射率涂料的制法，其中所述溶劑為甲苯、二甲苯、四氫呋喃、正丁醇或醋酸丁酯。
15.一種耐溫低放射率涂料，包括一粘結(jié)劑，是由一單體、一聚合物與一引發(fā)劑接枝共聚反應(yīng)而得，其中該單體占該粘結(jié)劑固體總重9. 8-29.8%，該聚合物占該粘結(jié)劑固體總重70 90%，該引發(fā)劑占該粘結(jié)劑固體總重0. 05 0. 2% ；一金屬填料，占耐溫低放射率涂料固體總重10 20% ； 一納米添加劑，占耐溫低放射率涂料固體總重1 5% ；以及一界面劑，占耐溫低放射率涂料固體總重0. 05 0. ； 其中，固體總重是單體、聚合物、引發(fā)劑、金屬填料、界面劑以及納米添加劑的總重。
全文摘要
本發(fā)明提供一種耐溫低放射率涂料與其制法，制法包括以下步驟(a)混合一單體、一聚合物、一引發(fā)劑、一金屬填料、一界面劑以及一溶劑進行接枝聚合反應(yīng)以得到一混合涂料；以及(b)混合一納米添加劑到該混合涂料中，以得到一耐溫低放射率涂料。
文檔編號C09D5/00GK102453420SQ20101056791
公開日2012年5月16日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者林琨程, 鄭景亮 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院