本發(fā)明涉及一種涂料組成物，特別是指以聚硅氮烷(polysilazane)與金屬氧化鎢(tungstenoxide)所組成的具隔熱抗污的涂料組成物。本發(fā)明另涉及一種制備方法，特別是指制備前述涂料組成物的方法。本發(fā)明又涉及一種薄膜，特別是指具有隔熱抗污涂料組成物的薄膜。本發(fā)明又涉及一種透光板，特別是指具有隔熱抗污涂料組成物的透光板。
背景技術(shù)：
聚硅氮烷樹脂涂層的表面硬度高達(dá)鉛筆硬度為9h，具有可保護(hù)底材、易于清潔、抗污抗涂鴉(如奇異筆)、耐候性佳、提高被涂層化學(xué)溶劑耐受性、耐高溫到750℃不裂解等特性，且聚硅氮烷樹脂涂層不含氟素，可常溫或是加溫硬化等特性，經(jīng)由適當(dāng)接枝改質(zhì)后更可以吸收紫外線(uv)光能量進(jìn)行硬化，堪稱為一多功能保護(hù)涂層。
聚硅氮烷樹脂涂層鉛筆硬度為9h與一般具有單一硬化功能的傳統(tǒng)丙烯酸熱硬化或紫外光硬化樹脂(硬度約3h)比較，其優(yōu)異之處可見一斑。因此，論抗污與保護(hù)功能的材料選用上，聚硅氮烷為最佳選擇之一。然而，關(guān)于是否具有隔絕太陽熱量功能而言，單純聚硅氮烷涂層就類似一個透明清玻璃，雖然保有高透光性，但卻不具任何隔熱的功效。
有鑒于此，如何發(fā)展出具有抗污效果，同時也具有隔熱且高透光性的涂料組成物，現(xiàn)有技術(shù)實(shí)有待改善的必要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種涂料組成物，以達(dá)成具有抗污、隔熱且高透光性的效果。
為達(dá)到上述的發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)手段為提供一種具隔熱抗污的涂料組成物，其包含聚硅氮烷、金屬氧化鎢及溶劑，其中金屬氧化鎢含量占聚硅氮烷與金屬氧化鎢總和的重量百分比為0.01％至50％。本發(fā)明只要有添加金屬氧化鎢即具有隔熱效果，因此本發(fā)明不應(yīng)過于限制金屬氧化鎢與聚硅氮烷的比例。此外，溶劑的添加是用來調(diào)整涂料組成物的黏度，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員可依據(jù)所需適當(dāng)調(diào)整。
優(yōu)選的，所述的金屬氧化鎢與溶劑比例介于1：0.01至1：100。
優(yōu)選的，所述的金屬氧化鎢含量占聚硅氮烷與金屬氧化鎢總和的重量百分比為10％至60％。
更優(yōu)選的，所述的金屬氧化鎢含量占聚硅氮烷與金屬氧化鎢總和的重量百分比為15％至55％。
更優(yōu)選的，所述的金屬氧化鎢含量占聚硅氮烷與金屬氧化鎢總和的重量百分比為16.7％至50％。
優(yōu)選的，所述的金屬氧化鎢為下述通式aawo3，其中w為鎢，o為氧，0.3≦a≦0.5，a選自由鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鈦、釩、鉬、鈮、銻、錫、銦及其組合的群組。以上各族的金屬氧化鎢也可達(dá)成與實(shí)施例中所選用的金屬有相類似的功效，因此所選用的金屬氧化鎢不限于實(shí)施例所揭示的范圍。
本發(fā)明所述的“溶劑”是指在溶液中占多數(shù)且可以溶解溶質(zhì)的物質(zhì)。
優(yōu)選的，所述的溶劑包括酯類、苯類、烷類、醚類、烴類、黏合劑(binder)或其組合。
更優(yōu)選的，所述的酯類為丙二醇甲醚乙酸酯、正丁酯、3-甲氧基乙酸丁酯、乙二醇丁醚乙酸酯或其組合；該苯類為二甲苯；該烷類為辛烷；醚類為正丁醚、二乙醚、石油醚或其組合；該烴類為石腦油；該黏合劑為異氰酸酯(2-(acryloyloxy)ethylisocyanate,aoi)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropanetriacrylate,tmpta)、甲基丙烯酸羥乙酯(hydroxyethylmethacrylate,hema)、己二醇二丙烯酸酯 (hexanedioldiacrylate,hdda)、丙二醇甲醚乙酸酯(propyleneglycolmonomethyletheracetate,pgmea)或其組合。
本發(fā)明所述的“甲基丙烯酸羥乙酯(hema)”由于其黏度較低，一般在uv硬化系統(tǒng)中可被當(dāng)作反應(yīng)型稀釋用溶劑；因甲基丙烯酸羥乙酯具有可被聚合的官能基，可在硬化過程中一起參與反應(yīng)。
優(yōu)選的，所述的金屬氧化鎢的粒徑大小介于1納米(nm)至400nm。
更優(yōu)選的，所述的金屬氧化鎢的粒徑大小介于50nm至100nm。
優(yōu)選的，所述的聚硅氮烷進(jìn)一步與物質(zhì)經(jīng)紫外光硬化改質(zhì)，其中物質(zhì)包含：異氰酸酯(aoi)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(tmpta)、甲基丙烯酸羥乙酯(hema)、己二醇二丙烯酸酯(hdda)、丙二醇甲醚乙酸酯(pgmea)或其組合。
本發(fā)明另提供一種制備隔熱抗污薄膜的方法，其包含將前述的具隔熱抗污的涂料組成物經(jīng)過涂布后，再利用濕氣、紫外光源或加熱使具隔熱抗污的涂料組成物硬化成膜。
優(yōu)選的，所述的涂布包括浸涂、噴涂、淋涂、滾涂、刮涂或刷涂。
本發(fā)明另提供一種具有隔熱抗污涂料組成物的薄膜，其由前述的方法所制成。
本發(fā)明另提供一種具有隔熱抗污涂料組成物的透光板，其中透光板包含如前述的具有隔熱抗污組成物的薄膜以及一透明基材，且該具有隔熱抗污組成物的薄膜設(shè)于該透明基材上。
優(yōu)選的，所述的透明基材包括玻璃、壓克力、聚碳酸酯或其組合。
本發(fā)明所述的“可視光透射率”是利用cns12381檢測波長范圍介于為380nm至780nm的間。
本發(fā)明所述的“日光透射率”是利用cns12381檢測波長范圍介于為300nm至2500nm的間。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明的具隔熱抗污的涂料組成物通過聚硅氮烷與金屬氧化鎢的組合，達(dá)成了日光透射率下降至20％至60％即具有 隔熱的效果、仍保持高可視光透射率50％至85％即高透光性的效果、且具有抗污、耐磨及防水的效果。本發(fā)明的制備隔熱抗污薄膜的方法與其制成的薄膜或透光板可經(jīng)由簡易涂布方法，例如浸涂、噴涂、淋涂、滾涂、刮涂或刷涂等方式，涂于任何透明基材表面并可隨施工需要選擇室溫濕氣硬化、加熱硬化或紫外線硬化方式，也達(dá)成抗污、耐磨、防水、隔熱且高透光性的效果。
具體實(shí)施方式
以下通過本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成目的所采取的技術(shù)手段。
比較例1
取聚硅氮烷樹脂5克加入溶劑丙二醇甲醚乙酸酯20克，攪拌均勻后，以噴涂方式涂布于3毫米(mm)透明玻璃基材上，涂布干膜厚度為5微米(μm)，室溫放置7天以待其濕氣硬化。
以油性奇異筆劃于涂布面，測試干棉布擦除效果，其擦除率大于99％；以cns10757涂料一般檢驗(yàn)法(有關(guān)涂膜的物理、化學(xué)抗性的試驗(yàn)法)測試涂膜面鉛筆硬度為8h至9h；以cns15378-1水接觸角量測法量測涂膜面接觸角為102.1度；以cnsc12381平板玻璃透射率、反射率、放射率及日光輻射熱取得系數(shù)試驗(yàn)法，檢測涂膜面光學(xué)性能，可視光透射率為91.6％，日光透射率為80.3％。
比較例2
取丙烯酸樹脂5克加入溶劑正丁醚20克，再加入隔熱填充料(filler)粒徑為60納米(nm)的銫鎢氧化物(cs0.3wo3)1克(樹脂與填充料總重中，填充料的重量百分比為16.7％)攪拌均勻后，以刷涂方式涂布在3毫米透明聚碳酸酯板基材上，涂布干膜厚度為5微米，以110℃加熱30分鐘硬化。
以油性奇異筆劃于涂布面，測試干棉布擦除效果，其擦除率小于1％；以cns10757涂料一般檢驗(yàn)法測試涂膜面鉛筆硬度為1h至2h；以cns15378-1水接觸角量測法量測涂膜面接觸角為80度；以cnsc12381平板玻璃透射率、反射率、放射率及日光輻射熱取得系數(shù)試驗(yàn) 法，檢測涂膜面光學(xué)性能，可視光透射率為82.3％，日光透射率為59.6％。
比較例3
取uv光固化型的環(huán)氧基改質(zhì)丙烯酸樹脂5克加入溶劑辛烷20克，再加入隔熱填充料粒徑為60納米的cs0.3wo32克(樹脂與填充料總重中，填充料的重量百分比為28.6％)攪拌均勻后，以刮涂方式涂布在3毫米透明壓克力板基材上，涂布干膜厚度為5微米，以1800mj/cm2能量uv光源硬化。
以油性奇異筆劃于涂布面，測試干棉布擦除效果，其擦除率小于1％；以cns10757涂料一般檢驗(yàn)法測試涂膜面鉛筆硬度為1h至2h；以cns15378-1水接觸角量測法量測涂膜面接觸角為86度；以cnsc12381平板玻璃透射率、反射率、放射率及日光輻射熱取得系數(shù)試驗(yàn)法，檢測涂膜面光學(xué)性能，可視光透射率為68.5％，日光透射率為35.3％。
實(shí)施例1
取聚硅氮烷5克加入溶劑丙二醇甲醚乙酸酯20克，再加入隔熱填充料粒徑為60納米的cs0.3wo31.5克(樹脂與填充料總重中，填充料的重量百分比為23.1％)攪拌均勻后，以噴涂方式涂布在3毫米透明玻璃基材上，涂布干膜厚度為5微米，室溫放置7天以待其濕氣硬化。
以油性奇異筆劃于涂布面，測試干棉布擦除效果，其擦除率大于99％；以cns10757涂料一般檢驗(yàn)法測試涂膜面鉛筆硬度為4h至5h；以cns15378-1水接觸角量測法量測涂膜面接觸角為99.1度；以cnsc12381平板玻璃透射率、反射率、放射率及日光輻射熱取得系數(shù)試驗(yàn)法，檢測涂膜面光學(xué)性能，可視光透射率為74.3％，日光透射率為41.4％。
實(shí)施例2
取聚硅氮烷5克加入溶劑己烷20克，再加入隔熱填充料粒徑為80納米的銣鎢氧化物(rb0.3wo3)4克(樹脂與填充料總重中，填充料的重量百分比為44.4％)攪拌均勻后，以滾涂方式涂布在3毫米透明壓克力板基材上，涂布干膜厚度為5微米，室溫放置7天以待其濕氣硬化。
以油性奇異筆劃于涂布面，測試干棉布擦除效果，其擦除率大于99％；以cns10757涂料一般檢驗(yàn)法測試涂膜面鉛筆硬度為4h至5h；以cns15378-1水接觸角量測法量測涂膜面接觸角為97.3度；以cnsc12381平板玻璃透射率、反射率、放射率及日光輻射熱取得系數(shù)試驗(yàn)法，檢測涂膜面光學(xué)性能，可視光透射率為62.9％，日光透射率為30.8％。
實(shí)施例3
取以異氰酸酯(aoi)改質(zhì)的聚硅氮烷樹脂5克加入溶劑二甲苯20克，再加入隔熱填充料粒徑為60納米的cs0.3wo32克(樹脂與填充料總重中，填充料的重量百分比為28.6％)攪拌均勻后，以淋涂方式涂布在3毫米透明玻璃基材上，涂布干膜厚度為5微米，以1800mj/cm2能量uv光源硬化。
以油性奇異筆劃于涂布面，測試干棉布擦除效果，其擦除率大于99％；以cns10757涂料一般檢驗(yàn)法測試涂膜面鉛筆硬度為3h至4h；以cns15378-1水接觸角量測法量測涂膜面接觸角為96.2度；以cnsc12381平板玻璃透射率、反射率、放射率及日光輻射熱取得系數(shù)試驗(yàn)法，檢測涂膜面光學(xué)性能，可視光透射率為71.3％，日光透射率為37.4％。
實(shí)施例4
取以異氰酸酯(aoi)改質(zhì)的聚硅氮烷樹脂5克加入單體甲基丙烯酸羥乙酯(hema)20克，再加入隔熱填充料粒徑為50納米的鈉鎢氧化物(na0.3wo3)3克(樹脂與填充料總重中，填充料的重量百分比為37.5％)攪拌均勻后，以刮涂方式涂布在3毫米透明聚碳酸酯板基材上，涂布干膜厚度為8微米，以1800mj/cm2能量uv光源硬化。
以油性奇異筆劃于涂布面，測試干棉布擦除效果，其擦除率大于99％；以cns10757涂料一般檢驗(yàn)法測試涂膜面鉛筆硬度為3h至4h；以cns15378-1水接觸角量測法量測涂膜面接觸角為97.1度；以cnsc12381平板玻璃透射率、反射率、放射率及日光輻射熱取得系數(shù)試驗(yàn)法，檢測涂膜面光學(xué)性能，可視光透射率為64.7％，日光透射率為48.5％。
實(shí)施例5
取聚硅氮烷5克加入溶劑3-甲氧基乙酸丁酯20克，再加入隔熱填充料粒徑為60納米的cs0.3wo31克(樹脂與填充料總重中，填充料的重量百分比為16.7％)攪拌均勻后，以浸涂方式涂布在3毫米透明玻璃基材上，涂布干膜厚度為5微米，以130℃加熱30分鐘硬化。
以油性奇異筆劃于涂布面，測試干棉布擦除效果，其擦除率大于99％；以cns10757涂料一般檢驗(yàn)法測試涂膜面鉛筆硬度為5h至6h；以cns15378-1水接觸角量測法量測涂膜面接觸角為98.6度；以cnsc12381平板玻璃透射率、反射率、放射率及日光輻射熱取得系數(shù)試驗(yàn)法，檢測涂膜面光學(xué)性能，可視光透射率為82.2％，日光透射率為55.2％。
實(shí)施例6
取聚硅氮烷5克加入溶劑二甲苯20克，再加入隔熱填充料粒徑為100納米的鉀鎢氧化物k0.5wo35克(樹脂與填充料總重中，填充料的重量百分比為50％)攪拌均勻后，以刷涂方式涂布在3毫米透明玻璃基材上，涂布干膜厚度為10微米，以130℃加熱30分鐘硬化。
以油性奇異筆劃于涂布面，測試干棉布擦除效果，其擦除率大于99％；以cns10757涂料一般檢驗(yàn)法測試涂膜面鉛筆硬度為5h至6h；以cns15378-1水接觸角量測法量測涂膜面接觸角為97.7度；以cnsc12381平板玻璃透射率、反射率、放射率及日光輻射熱取得系數(shù)試驗(yàn)法，檢測涂膜面光學(xué)性能，可視光透射率為50.1％，日光透射率為21.4％。
請參閱表1所示，實(shí)施例1與比較例1相比，皆以相同聚硅氮烷為涂層主體，添加cs0.3wo3后，可視光透射率由91.6％降至74.3％僅降了17.3％，但日光透射率卻由90.3％大幅降至41.4％，共減少了48.9％太陽能量。此外，更維持了聚硅氮烷涂層原本的奇異筆抗污、硬度4h至5h以及接觸角僅些微下降到99.1度，由此可證明此實(shí)施例1具有隔熱抗污雙重功效。
實(shí)施例2與比較例1相比，皆以相同聚硅氮烷為涂層主體，添加rb0.3wo3后，可視光透射率由比較例1的91.6％降至實(shí)施例2的62.9％僅降了28.7％，但日光透射率卻由比較例1的90.3％大幅降至實(shí)施例2的30.8％，共減少了59.5％太陽能量。此外，更維持了聚硅氮烷涂層原本的奇異筆抗污效果，硬度4h至5h與接觸角僅些微下降到97.3度，由此可證明此實(shí)施例2具有隔熱抗污雙重功效。
實(shí)施例3與比較例3相比，皆加入相同填充料重量百分比為28.6％的cs0.3wo3，且相同uv光硬化至一樣干膜厚度，可視光透射率由比較例3的68.5％升至實(shí)施例3的71.3％，增加2.8％，且日光透射率由比較例3的35.3％增至實(shí)施例3的37.4％，共增加了2.1％太陽能量。由此可見將比較例3中的丙烯酸樹脂換成聚硅氮烷，幾乎不影響其隔熱的透明度與隔熱性，反而還略為增加0.7％的總性能(太陽光線輻射將光與熱一并輸送，一般來說透光度越低，日光輻射熱能也會跟著降低，要做到可視光透射率越高、日光透射率越低，為同業(yè)公認(rèn)最佳質(zhì)量隔熱涂料。可視光透射率中，目標(biāo)性能增益可由實(shí)施例3減去比較例3(71.3％－68.5％)所得為2.8％。日光透射率中，目標(biāo)性能減損可由實(shí)施例3減去比較例3(37.4％－35.3％)所得為2.1％；總性能可由目標(biāo)性能增益減去目標(biāo)性能減損(2.8％－2.1％)所得為0.7％；且添加隔熱填充料后聚硅氮烷涂層還具有原本的奇異筆抗污效果；比較例3中的丙烯酸樹脂則無法抗污；實(shí)施例3的硬度3h至4h大于比較例3的1h至2h，實(shí)施例3的接觸角96.2度也大于比較例3的86度，由此可證明此實(shí)施例3具有隔熱抗污雙重功效并優(yōu)于僅有隔熱效果的比較例3。
實(shí)施例4與比較例3比較，實(shí)施例4與實(shí)施例3的差別在于實(shí)施例4改以刮涂方式涂布較厚，且隔熱填充料添加量由實(shí)施例3重量百分比 為28.6％的cs0.3wo3加量至實(shí)施例4重量百分比為37.5％的na0.3wo3。因此實(shí)施例4同樣具有隔熱抗污雙重功效，且維持了聚硅氮烷涂層原本的奇異筆抗污效果，硬度3h至4h與接觸角維持97.1度。
實(shí)施例5與比較例2相比，皆加入相同重量百分比為16.7％的cs0.3wo3，且同為熱硬化至一樣干膜厚度，可視光透射率從比較例2的82.3％略減少至實(shí)施例5的82.2％僅差0.1％，日光透射率由比較例2的59.6％降至實(shí)施例5的55.2％，共減少了4.4％太陽能量。由此可見將比較例2中的丙烯酸樹脂換成聚硅氮烷，幾乎不影響其隔熱的透明度且還略為增加4.3％的總性能{可視光透射率中，目標(biāo)性能增益可由實(shí)施例5減去比較例2(82.2％－82.3％)所得為-0.1％。日光透射率中，目標(biāo)性能減損可由實(shí)施例5減去比較例2(55.2％－59.6％)所得為-4.4％；總性能可由目標(biāo)性能增益減去目標(biāo)性能減損[-0.1％－(-4.4％)]所得為4.3％}，且添加隔熱填充料后聚硅氮烷涂層還具有原本的奇異筆抗污，比較例2中的丙烯酸樹脂無法抗污，實(shí)施例5的硬度5h至6h大于比較例2的1h至2h，實(shí)施例5的接觸角98.5度也大于比較例2的80度，由此可證明此實(shí)施例5具有隔熱抗污雙重功效優(yōu)于僅有隔熱效果的比較例2。
實(shí)施例6也是與比較例2比較，實(shí)施例6與實(shí)施例5差別是改以刷涂方式涂布較厚，且隔熱填充料添加量由實(shí)施例5的重量百分比為16.7％的cs0.3wo3加量至實(shí)施例6的重量百分比為50％的k0.5wo3，因此實(shí)施例6同樣具有隔熱抗污雙重功效，且維持了聚硅氮烷涂層原本的奇異筆抗污效果，硬度5h至6h與接觸角維持97.7度。
雖然丙烯酸與金屬氧化鎢的結(jié)合，隔熱與的透明度皆有不錯的表現(xiàn)，然而對于抗污能力與硬度方面則不如聚硅氮烷與金屬氧化鎢的結(jié)合來得優(yōu)異。
根據(jù)本發(fā)明可作的不同修正及變化對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言均顯然不會偏離本發(fā)明的范圍與精神。雖然本發(fā)明已敘述特定的優(yōu)選具體事實(shí)，必須了解的是本發(fā)明不應(yīng)被不當(dāng)?shù)叵拗圃谶@些特定具體事實(shí)上。事實(shí)上，在實(shí)施本發(fā)明的已述模式方面，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的不同修正亦被涵蓋在下列專利保護(hù)范圍之內(nèi)。