不降低透明基材光穿透率的透明水基納米溶膠凝膠塗料的製作方法

2023-08-08 04:56:16 2

專利名稱：：不降低透明基材光穿透率的透明水基納米溶膠凝膠塗料的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種不降低透明基材光穿透率的水基納米溶膠凝膠塗料及其塗布方法，以該種透明'水基納米溶膠凝膠塗料在透明基材表面形成多孔性塗層，使透明基材具有不降低可見光和日光穿透率的特性，且有照光自淨易潔的效能。
背景技術：
：諸如太陽能光電產品受光面的外層防護板和許多照明燈罩都是採用透明基材材質，所以光穿透率便成為影響這些產品效益的重要因素。而它們一般常用的玻璃，其表面可見光和日光的反射率約為8%，若能降低玻璃表面的反射率，便可提高光穿透率；另外，玻璃表面的髒汙會明顯降低光穿透率，若能使玻璃表面具有自淨易潔的效能，便可改善此問題。市場上，能增加光穿透率的抗反射玻璃及能保持玻璃表面自淨易潔的光觸媒玻璃都分別已開始大量生產應用，但一般光觸媒玻璃表面塗層是高折射率二氧化鈦的結構，其可見光和日光的反射率約為12%，會使光的穿透率降低。此外，目前應用在玻璃上的功能塗層，一般都是採用昂貴的低壓真空生產設備，如以真空濺鍍、蒸鍍或化學氣相沈積法等加工方式，由於設備本身的價格極昂貴，加工成本極高，功能性玻璃雖有好的優點，但並無法形成完全的普及，開發低成本的加工技術，才是功能性玻璃能普及的重要因素。美國專利No.5216542公開一種多層結構，該多層結構表層為Si02，該塗層在波長為550nm時，其折射率為1.46，具抗反射效果但無自淨易潔效果。美國專利No.5105310公開一種多層抗反射塗布層，該多層結構表層為Si02，該塗層在波長為550nm時，其折射率為1.46，具抗反射效果但無自淨易潔效果。美國專利No.5147125公開一種多層抗反射塗布層，該多層結構表層為MgF2，該塗層在波長為550nm時，其折射率為1.38，具抗反射效果但無自淨易潔效果。中國發明專利公開號CN1447133A為一種具有透明導電錶面層的抗反射塗層，其為一種只具有抗反射增加光穿透的塗層，該多層結構表層為ITO導電層，具抗反射效果但無自淨易潔效果。中國發明專利公告號CN1101353C為一種自清潔玻璃及其製備方法，以普通玻璃為基板.，其上由磁控濺射法鍍有二氧化鈦膜層，其鍍膜折射率介於2.52.7，此種結構製備的成本高，雖有自潔效果，但高折射率的鍍膜會造成光線穿透率大幅下降。中國發明專利公開號CN1579981A為一種光觸媒玻璃的製造方法，藉由真空濺射之方法於玻璃表面鍍上二氧化鈦膜層，其鍍膜折射率介於2.52.7，此種製備的成本高，雖有自淨易潔效果，但高折射率的鍍膜會造成光線穿透率大幅下降。中國發明專利公開號CN1660955A為一種納米光觸媒玻璃親水防霧自潔噴劑及其製備方法，藉由納米粉體二氧化鈦光觸媒及其它的納米粉體材料，在分散劑及成膜劑的存在下製備成母液，此等光觸媒母液明顯呈現非透明，將此等光觸媒液塗於玻璃上將大幅影響光線的透光率。中國臺灣發明專利公告號00313630為一種將基材表面作成光觸媒方式的超親水性之方法、具有超親水性之光觸媒性表面之基材及其製造方法，該專利雖描述其能在各種不同的基材表面製作具有光觸媒性的產品，但並無任何提及其塗層對基材光學特性的影響，致使該技術在應用上有不明朗之處，且該專利部分加工程序使用到900。C的高溫，對一般生產應用有不便之處。目前，市場尚未有既可不降低光線的穿透率又能達到表面自淨易潔性的透明基材產品出現，因此，開發出全方位低加工成本之不降低透明基材可見光和日光穿透率的製備方法是本發明的主要目的。
發明內容本發明的目的在於提供一種不降低透明基材上可見光和日光穿透率的透明水基納米溶膠凝膠塗料,將此透明水基納米溶膠凝膠塗料塗於透明基材表面可形成透明塗層，此透明塗層同時具有自淨易潔及不降低可見光和日光穿透率的效能。本發明克服現有技術的高加工成本，並具備生產製程簡易、可低溫加工、節省能源、成本低、投資省及安全環保等優點。本發明一種不降低透明基材上可見光和日光穿透率的透明水基納米溶膠凝膠塗料其應用步驟包括1.透明水基納米溶膠凝膠塗料調配程序透明水基納米溶膠凝膠塗料系包含有粒徑100nm以下透明水基沸石溶膠凝膠、聚矽氧烷衍生物、界面活性劑、粒徑100nm以下透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠凝膠及純水等成份所組成，經充分攪拌混合併過濾後即為透明水基納米溶膠凝膠塗料；2.透明基材表面塗層製備將經上述的透明水基納米溶膠凝膠塗料以塗布方式均勻於透明基材表面形成一層透明塗層，並以設定的程序進行塗層固化，固化的目的為使透明塗層能更堅牢地附著於基材表面，所形成塗層幹膜厚度介於40~350nm。本發明所述的透明水基納米溶膠凝膠塗料由以下組分組成其中透明水基沸石溶膠凝膠固含量佔0.1-15wt%，較佳為0.110wt。/。，最佳為0.1-5wt°/。；其中的聚矽氧垸衍生物包括甲基三甲氧基矽垸、甲基三乙氧基矽烷、乙基三丁氧基矽烷、三甲基二乙基矽烷、苯基甲基二甲氧基矽垸、正丙基三乙氧基矽垸、正丙基三丙氧基矽烷、甲基三丁氧基矽垸，其固含量佔0.000110wt。/。，較佳為0.001~7wt%，最佳為0.013wt。/。；上述界面活性劑為非離子界面活性劑，包括聚氧乙基對辛基酚醚、聚氧乙基對辛基月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇月桂酸酯、聚氧乙基油醯醚、聚氧乙基硬脂醯基醚、聚氧乙基山梨糖醇酐月桂酸酯、油酸二乙醇醯胺，其固含量佔0.0001-10wt%，較佳為0.001~5wt°/。，最佳為0.013wt%;上述透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠固含量佔0.12.0wt。/。，較佳為0.11.5wt%，最佳為0.1lwt。/o;餘量為純XK。本發明所述的透明基材表面塗層製備程序，.塗布方式包括滾塗法、擦塗法、刷塗法、浸塗法、噴塗法、旋塗法、淋塗法等其中任一種溼式塗布法，基材表面塗布可依需求做單面塗布或雙面塗布，塗布過程中保持塗層外觀的均勻性；上述「以設定的程序進行塗層固化」是以自然風乾24小時以上或450。C以下溫度加熱5分鐘以上的任一種條件進行固化。本發明所述的透明水基納米溶膠凝膠塗料，其中的透明水基納米沸石溶膠的製備是以按摩爾比例正矽酸乙酯四丙基氫氧化銨水=1:0.250.75:4080配製水解溶液，設定水浴溫度85'C,開始加熱攪拌，反應4872小時即可得透明水基納米沸石溶膠。上述製法只是其一，本發明所述的透明水基納米沸石溶膠並不只限定於此製法，任可能形成透明水基納米沸石溶膠的工藝皆能和本發明結合使用。本發明所述的透明水基納米溶膠凝膠塗料，其中的透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠的製備是依中國發明專利專利號ZL200410043228.5「可見光型二氧化鈦納米粉體溶膠的合成方法」所製備的材料。上述製法只是其一，本發明所述的透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠並不只限定於此製法，任可能形成透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠的工藝皆能和本發明結合使用。本發明所述的透明基材可為玻璃及塑料材質，包括透明玻璃、透明聚碳酸酯、透明聚甲基丙烯酸樹脂(俗稱壓克力)、透明聚苯乙烯樹脂、透明環氧樹脂等的任一種。本發明所述的納米塗料所形成的透明塗層在光線的照射下具有自淨易潔的效能，光線可為日光或人工光源的任一種。對於自淨易潔的功能測試參考臺灣光觸媒產業發展協會的方法光觸媒建材『抗汙自淨易潔(Self-Cleaning)』效能測試規範，本規範系用以測試光觸媒建材的『抗汙自淨易潔(Self-Cleaning)』效能。亦即光觸媒建材測試樣品依規範塗布油酸，使其與水的接觸角大於30。，再以1mW/cm2以上UVA紫外線光照射72小時照射後，其上的油酸會被分解，其與水的接觸角會小於15°。圖1為本發明透明基材及塗層的示意圖。圖2為實施例1中塗布加工前後之超白玻璃的穿透率變化圖。圖3為實施例2中塗布加工前後之超白玻璃的穿透率變化圖。圖4為實施例3中塗布加工前後之超白玻璃的穿透率變化圖。圖5為實施例4中塗布加工前後之超白玻璃的穿透率變化圖。圖6為實施例5中塗布加工前後之超白玻璃的穿透率變化圖。圖7為實施例6中塗布加工前後之超白玻璃的穿透率變化圖。圖8為實施例7中塗布加工前後之超白玻璃的穿透率變化圖。圖9為實施例8中塗布加工前後之超白玻璃的穿透率變化圖。圖10為實施例9中塗布加工前後之丙烯酸樹脂基材的穿透率變化圖。圖11為實施例10中塗布加工前後之聚苯乙烯樹脂基材的穿透率變化圖。圖12為實施例11中塗布加工前後之環氧樹脂基材的穿透率變化圖。圖中1透明基材主體；2透明水基納米溶膠凝膠塗層。具體實施例方式本發明範圍不限於以下所述實施例之說明，透明基材進行此等不降低光線穿透率及透明基材表面的自淨易潔效果技術應用即是本發明的重要精神，均屬本發明的申請專利範圍。實施例1步驟l:製備透明水基納米溶膠凝膠塗料，配方為透明水基沸石溶膠固含量佔0.1wt%、聚矽氧烷衍生物為甲基三甲氧基矽烷固含量佔0.0001wt%、非離子界面活性劑聚氧乙基對辛基酚醚固含量佔0.0001wt%、透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠固含量佔0.1wty。，其餘為純水，將上述材料充分混合攪拌並過濾後即為透明水基納米溶膠凝膠塗料。步驟2:將上述透明水基納米溶膠凝膠塗料，以浸塗法均勻塗布於5mm厚超白玻璃基材表面，其具體加工流程為如圖1所示，將超白玻璃表面清潔乾淨，以浸塗法均勻塗布於玻璃1表面，自然風乾24小時後在玻璃表面形成一層透明塗層2，測其厚度約為40-50nm。比較塗布加工後的超白玻璃與未塗布的空白超白玻璃的穿透率，其結果如圖2所示，可看出塗布加工後的玻璃其穿透率明顯大於未塗布的空白超白玻璃。步驟3:取上述塗布加工後的玻璃與相同材質空白超白玻璃各一片做透光率的比較，並參考臺灣光觸媒產業發展協會光觸媒建材『自淨易潔(Self-Cleaning"效能測試規範，測試塗布加工後的玻璃是否具有自淨易潔效能。將上述二片玻璃表面洗淨，測得其與水滴的接觸角約為35°，把油酸均勻塗抹在該二片玻璃表面，並量得其與水滴的接觸角為67°，表示玻璃表面確已受到油酸汙染，再以1mW/cm2的UVA紫外線同時照射該二片塗抹油酸的玻璃，並於照射UVA紫外線:後24小時、48小時、72小時三個時段，分別測量該二片玻璃表面光穿透率與水滴的接觸角，其結果如下表一所示，當親水角度愈小時表示自淨易潔效能愈好，而空白玻璃塗布油酸是不會造成油酸的任何分解。綜合步驟2及步驟3的結果，證明本發明的塗料在玻璃表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表一油酸光催化分解與水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage10步驟4:以和本實施例相同的透明水基納米溶膠凝膠塗料配方，以浸塗法塗布在5mm厚超白玻璃基材表面，製作不同厚度的塗層，並以不同的固化條件固化，再依步驟2及步驟3的方法評估塗布加工後的玻璃的自淨易潔效能及光穿透率，其結果如下表二所示，證明本發明的塗料在玻璃表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表二不同的塗層加工條件對光線穿透率及水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage10tableseeoriginaldocumentpage11實施例2步驟1:製備透明水基納米溶膠凝膠塗料，配方為透明水基沸石溶膠固含量佔15.0w恢、聚矽氧垸衍生物為甲基三乙氧基矽垸固含量佔固含量IOwt%、非離子界面活性劑聚氧乙基對辛基月桂酸酯固含量佔10wt呢、透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠固含量佔2wt免，其餘為純水，將上述材料充分混合攪拌並過濾後即為透明水基納米溶膠凝膠塗料。步驟2:將上述透明水基納米溶膠凝膠塗料，以旋塗法均勻塗布於5mm厚超白玻璃基材表面，其具體加工流程為如圖1所示，將超白玻璃表面清潔乾淨，以旋塗法均勻塗布於玻璃1表面，自然風乾24小時後在玻璃表面形成一層透明塗層2，測其厚度約為120-132nm。比較塗布加工後的超白玻璃與未塗布的空白超白玻璃的穿透率，其結果如圖3所示，可看出塗布加工後的玻璃其穿透率明顯大於未塗布的空白超白玻璃。步驟3:取上述塗布加工後的玻璃與相同材質空白超白玻璃各一片做透光率的比較，並參考臺灣光觸媒產業發展協會光觸媒建材『自淨易潔(Self-Cleaning)』效能測試規範，測試塗布加工後的玻璃是否具有自淨易潔效能。將上述二片玻璃表面洗淨，測得其與水滴的接觸角約為35°，把油酸均勻塗抹在該二片玻璃表面，並量得其與水滴的接觸角為65°,表示玻璃表面確已受到油酸汙染，再以1mW/cm2的UVA紫外線同時照射該二片塗抹油酸的玻璃，並於照射UVA紫外線後24小時、48小時、72小時三個時段，分別測量該二片玻璃表面光穿透率與水滴的接觸角，其結果如下表三所示，當親水角度愈小時表示自淨易潔效能愈好，而空白玻璃塗布油酸是不會造成油酸的任何分解。綜合步驟2及步驟3的結果，證明本發明的塗料在玻璃表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表三油酸光催化分解與水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage12實施例3步驟1:製備透明水基納米溶膠凝膠塗料，配方為透明水基沸石溶膠固含量佔2w恢、聚矽氧烷衍生物為乙基三丁氧基矽烷固含量佔固含量佔3w恢、非離子界面活性劑聚氧乙烯山梨醇月桂酸酯固含量佔2wt%、透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠固含量佔0.7wt免，其餘為純水，將上述材料充分混合攪拌並過濾後即為納米溶膠凝膠塗料。步驟2:將上述透明水基納米溶膠凝膠塗料，以擦塗法均勻塗布於5mm厚超白玻璃基材表面，其具體加工流程為如圖1所示，將超白玻璃表面清潔乾淨，以擦塗法均勻塗布於玻璃1表面，自然風乾24小時後在玻璃表面形成一層透明塗層2，測其厚度約為95-105nm。比較塗布加工後的超白玻璃與未塗布的空白超白玻璃的穿透率，其結果如圖4所示，可看出加工後的玻璃其穿透率明顯大於空白超白玻璃。步驟3:取上述塗布加工後的玻璃與相同材質空白超白玻璃各一片做透光率的比較，並參考臺灣光觸媒產業發展協會光觸媒建材『自淨易潔(Self-Cleaning)』效能測試規範，測試塗布加工後的玻璃是否具有自淨易潔效能。將上述二片玻璃表面洗淨，測得其與水滴的接觸角約為35°，把油酸均勻塗抹在該二片玻璃表面，並量得其與水滴的接觸角為68°，表示玻璃表面確已受到油酸汙染，再以lmW/cm2的UVA紫外線同時照射該二片塗抹油酸的玻璃，並於照射UVA紫外線後24小時、48小時、72小時三個時段，分別測量該二片玻璃表面光穿透率與水滴的接觸角，其結果如下表五所示，當親水角度愈小時表示自淨易潔效能愈好，而空白玻璃塗布油酸是不會造成油酸的任何分解。綜合步驟2及步驟3的結果，證明本發明的塗料在玻璃表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表五油酸光催化分解與水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage14步驟4:以和本實施例相同的透明水基納米溶膠凝膠塗料配方，以擦塗法塗布在5mm厚超白玻璃基材表面，得到不同厚度的塗層，.並以不同的固化條件固化，再依步驟2及步驟3的方法評估玻璃的自淨易潔效能及光穿透率，其結果如下表六所示，證明本發明的塗料在玻璃表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表六不同的塗層加工條件對光線穿透率及水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage14實施例4步驟1:製備透明水基納米溶膠凝膠塗料，配方為透明水基沸石溶膠固含量佔5wt呢、聚矽氧烷衍生物為三甲基二乙基矽烷固含量佔固含量佔6wt呢、非離子界面活性劑聚氧乙基油醯醚固含量佔8wt%、透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠固含量佔lwt呢，其餘為純水，將上述材料充分混合攪拌並過濾後即為透明水基納米溶膠凝膠塗料。步驟2:將上述透明水基納米溶膠凝膠塗料，以滾塗法均勻塗布於5mm厚超白玻璃基材表面，其具體加工流程為如圖1所示，將超白玻璃表面清潔乾淨，以滾塗法均勻塗布於玻璃1表面，自然風乾24小時後在玻璃表面形成一層透明塗層2，測其厚度約為125-146nm。比較塗布加工後的超白玻璃與未塗布的空白超白玻璃的穿透率，其結果如圖5所示，可看出加工後的玻璃其穿透率明顯大於空白超白玻璃。步驟3:取上述塗布加工後的玻璃與相同材質空白超白玻璃各一片做透光率的比較，並參考臺灣光觸媒產業發展協會光觸媒建材『自淨易潔(Self-Cleaning)』效能測試規範，測試塗布加工後的玻璃是否具有自淨易潔效能。將上述二片玻璃表面洗淨，測得其與水滴的接觸角約為35°，把油酸均勻塗抹在該二片玻璃表面，並量得其與水滴的接觸角為64°，表示玻璃表面確已受到油酸汙染，再以1mW/cm2的UVA紫外線同時照射該二片塗抹油酸的玻璃，並於照射UVA紫外線後24小時、48小時、72小時三個時段，分別測量該二片玻璃表面光穿透率與水滴的接觸角，其結果如下表七所示，當親水角度愈小時表示自淨易潔效能愈好，而空白玻璃塗布油酸是不會造成油酸的任何分解。綜合步驟2及歩驟3的結果，證明本發明的塗料在玻璃表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表七油酸光催化分解與水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage15tableseeoriginaldocumentpage16步驟4:以和本實施例相同的透明水基納米溶膠凝膠塗料配方，以滾塗法塗布在5mm厚超白玻璃基材表面，得到不同厚度的塗層，並以不同的固化條件固化，再依步驟2及步驟3的方法評估玻璃的自淨易潔效能及光穿透率，其結果如下表八所示，證明本發明的塗料在玻璃表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表八不同的塗層加工條件對光線穿透率及水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage16實施例5步驟h製備幾明水基納米溶膠凝膠塗料，配方為水基沸石溶膠固含量佔10wt%、聚矽氧烷衍生物為苯基甲基二甲氧基矽垸固含量佔固含量佔10wt%、非離子界面活性劑聚氧乙基硬脂醯基醚固含量佔2wt%、透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠固含量佔1.5wt免，其餘為純水，將上述材料充分混合攪拌並過濾後即為納米溶膠凝膠塗料。步驟2:將上述透明水基納米溶膠凝膠塗料，以噴塗法均勻塗布於5mm厚超白玻璃基材表面，其具體加工流程為如圖1所示，將超白玻璃表面清潔乾淨，以噴塗法均勻塗布於玻璃1表面，自然風乾24小時後在玻璃表面形成一層透明塗層2，測其厚度約為140-170nm。比較塗布加工後的超白玻璃與未塗布的空白超白玻璃的穿透率，其結果如圖6所示，可看出加工後的玻璃其穿透率明顯大於空白超白玻璃。步驟3:取上述塗布加工後的玻璃與相同材質空白超白玻璃各一片做透光率的比較，並參考臺灣光觸媒產業發展協會光觸媒建材『自淨易潔(Self-Cleaning"效能測試規範，測試塗布加工後的玻璃是否具有自淨易潔效能。將上述二片玻璃表面洗淨，測得其與水滴的接觸角約為35°，把油酸均勻塗抹在該二片玻璃表面，並量得其與水滴的接觸角為69°，表示玻璃表面確己受到油酸汙染，再以1mW/cm2的UVA紫外線同時照射該二片塗抹油酸的玻璃，並於照射UVA紫外線後24小時、48小時、72小時三個時段，分別測量該二片玻璃表面光穿透率與水滴的接觸角，其結果如下表九所示，當親水角度愈小時表示自淨易潔效能愈好，而空白玻璃塗布油酸是不會造成油酸的任何分解。綜合步驟2及步驟3的結果，證明本發明的塗料在玻璃表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表九油酸光催化分解與水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage17步驟4:以和本實施例相同的透明水基納米溶膠凝膠塗料配方，以噴塗法塗布在5mra厚超白玻璃基材表面，得到不同厚度的塗層，並以不同的固化條件固化，再依步驟2及步驟3的方法評估玻璃的自淨易潔效能及光穿透率，其結果如下表十所示，證明本發明的塗料在玻璃表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表十不同的塗層加工條件對光線穿透率及水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage18實施例6.步驟1:製備透明水基納米溶膠凝膠塗料，配方為透明水基沸石溶膠固含量佔7w傷、聚矽氧垸衍生物為甲基三丁氧基矽垸固含量佔固含量佔lwt呢、非離子界面活性劑油酸二乙醇醯胺固含量佔5wt%、透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠固含量佔0.8wW。，其餘為純水，將上述材料充分混合攪拌並過濾後即為納米溶膠凝膠塗料。步驟2:將上述透明水基納米溶膠凝膠塗料，以刷塗法均勻塗布於5mm厚超白玻璃基材表面，其具體加工流程為如圖1所示，將超白玻璃表面清潔乾淨，以刷塗法均勻塗布於玻璃1表面，自然風乾24小時後在玻璃表面形成一層透明塗層2，測其厚度約為136-164nm。比較塗布加工後的超白玻璃與未塗布的空白超白玻璃的穿透率，其結果如圖7所示，可看出加工後的玻璃其穿透率明顯大於空白超白玻璃。步驟3:取上述塗布加工後的玻璃與相同材質空白超白玻璃各一片做透光率的比較，並參考臺灣光觸媒產業發展協會光觸媒建材『自淨易潔(Self-Cleaning)』效能測試規範，測試塗布加工後的玻璃是否具有自淨易潔效能。將上述二片玻璃表面洗淨，測得其與水滴的接觸角約為35°，把油酸均勻塗抹在該二片玻璃表面，並量得其與水滴的接觸角為66°,表示玻璃表面確已受到油酸汙染，再以1mW/cm2的UVA紫外線同時照射該二片塗抹油酸的玻璃，並於照射UVA紫外線後24小時、48小時、72小時三個時段，分別測量該二片玻璃表面光穿透率與水滴的接觸角，其結果如下表十一所示，當親水角度愈小時表示自淨易潔效能愈好，而空白玻璃塗布油酸是不會造成油酸的任何分解。綜合步驟2及步驟3的結果，證明本發明的塗料在玻璃表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表十一油酸光催化分解與水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage19步驟4:以和本,施例相同的透明水基納米溶膠凝膠塗料配方，以刷塗法塗布在5mm厚超白玻璃基材表面，得到不同厚度的塗層，並以不同的固化條件固化，再依步驟2及步驟3的方法評估玻璃的自淨易潔效能及光穿透率，其結果如下表十二所示，證明本發明的塗料在玻璃表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表十二不同的凃層加工條件對光線穿透率及水滴接觸角變化的關係項次塗層厚度固化條件光線穿透率比較加工後的玻璃塗布油酸照光後的親水角結果為塗布加工後的O小時66°143-58nm200。C、120min超白玻璃穿透率大於24小時8C未塗布的空白超白玻48小時8C璃72小時6C結果為塗布加工後的O小時66°2256-283nm300°C、60min超白玻璃穿透率大於24小時8C未塗布的空白超白玻48小時7C璃72小時6C結果為塗布加工後的O小時66°3312-350nm450。C、10min超白玻璃穿透率大於24小時9。未塗布的空白超白玻48小時6C璃72小時6C實施例7步驟1:製備透明水基納米溶膠凝膠塗料，配方為水基沸石溶膠固含量佔3wt%、聚矽氧烷衍生物為正丙基三丙氧基矽垸固含量佔固含量佔3wt^、非離子界面活性劑聚氧乙基山梨糖醇酐月桂酸酯固含量佔2wt%、透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠固含量佔0.6wt呢，其餘為純水，將上述材料充分混合攪拌並過濾後即為納米溶膠凝膠塗料。步驟2:將上述透明水基納米溶膠凝膠塗料，以淋塗法均勻塗布於5mm厚超白玻璃基材表面，其具體加工流程為如圖1所示，將超白玻璃表面清潔乾淨，以淋塗法均勻塗布於玻璃1表面，自然風乾24小時後在玻璃表面形成一層透明塗層2,測其厚度約為65-80nm。比較塗布加工後的超白玻璃與未塗布的空白超白玻璃的穿透率，其結果如圖8所示，可看出加工後的玻璃其穿透率明顯大於空白超白玻璃。步驟3:取上述塗布加工後的玻璃與相同材質空白超白玻璃各一片做透光率的比較，並參考臺灣光觸媒產業發展協會光觸媒建材『自淨易潔(Self-Cleaning)』效能測試規範，測試塗布加工後的玻璃是否具有自淨易潔效能。將上述二片玻璃表面洗淨，測得其與水滴的接觸角約為35°，把油酸均勻塗抹在該二片玻璃表面，並量得其與水滴的接觸角為64°,表示玻璃表面確已受到油酸汙染，再以1mW/cm2的UVA紫外線同時照射該二片塗抹油酸的玻璃，並於照射UVA紫外線後24小時、48小時、72小時三個時段，分別測量該二片玻璃表面光穿透率與水滴的接觸角，其結果如下表十三所示，當親水角度愈小時表示自淨易潔效能愈好，而空白玻璃塗布油酸是不會造成油酸的任何分解。綜合步驟2及步驟3的結果，證明本發明的塗料在玻璃表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表十三油酸光催化分解與水滴接觸角變化的關係空白超白玻璃塗布油酸加工後的玻璃塗布油酸o小時64°64°24小時64。10°48小時64°8C72小時64°7Q步驟4:以和本實施例相同的透明水基納米溶膠凝膠塗料配方，以淋塗法塗布在5mm厚超白玻璃基材表面，得到不同厚度的塗層，並以不同的固化條件固化，再依步驟2及步驟3的方法評估玻璃的自淨易潔效能及光穿透率，其結果如下表十四所示，證明本發明的塗料在玻璃表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能'達到自淨易潔的功效。表十四不同的塗層加工條件對光線穿透率及水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage22實施例8步驟l:製備透明水基納米溶膠凝膠塗料，配方為透明水基沸石溶膠固含量佔12wt%、聚矽氧烷衍生物為正丙基三乙氧基矽垸固含量佔固含量0.1wt%、非離子界面活性劑聚氧乙基對辛基月桂酸酯固含量佔0.1%、透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠固含量佔1.8wt%，其餘為純水，將上述材料充分混合攪拌並過濾後即為透明水基納米溶膠凝膠塗料。步驟2:將上述透明水基納米溶膠凝膠塗料，以刷塗法均勻塗布於5mm厚聚碳酸酯基材表面，其具體加工流程為如圖1所示，將聚碳酸酯基材表面清潔乾淨，以刷塗法均勻塗布於聚碳酸酯基材1表面，自然風乾24小時後在聚碳酸酯基材表面形成一層透明塗層2，測其厚度約為40-60nm。比較塗布加工後的聚碳酸酯基材與未塗布的空白聚碳酸酯基材的穿透率，其結果如圖9所示，可看出塗布加工後的聚碳酸酯基材其穿透率明顯大於未塗布的空白聚碳酸酯基材。步驟3:取上述塗布加工後的聚碳酸酯基材與相同材質空白聚碳酸酯基材各一片做透光率的比較，並參考臺灣光觸媒產業發展協會光觸媒建材『自淨易潔(Self-Cleaning)』效能測試規範，測試塗布加工後的聚碳酸酯是否具有自淨易潔效能。將上述二片聚碳酸酯基材表面洗淨，測得其與水滴的接觸角約為65°，把油酸均勻塗抹在該二片聚碳酸酯基材表面，並量得其與水滴的接觸角為75°，表示聚碳酸酯表面確已受到油酸汙染，再以lmW/cm2的UVA紫外線同時照射該二片塗抹油酸的聚碳酸酯基材，並於照射UVA紫外線後24小時、4S小時、72小時三個時段，分別測量該二片聚碳酸酯表面光穿透率與水滴的接觸角，其結果如下表十五所示，當親水角度愈小時表示自淨易潔效能愈好，而空白聚碳酸酯基材塗布油酸是不會造成油酸的任何分解。綜合步驟2及步驟3的結果，證明本發明的塗料在聚碳酸酯基材表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表十五油酸光催化分解與水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage23步驟4:以和本實施例相同的透明水基納米溶膠凝膠塗料配方，以刷塗法塗布在5mm厚聚碳酸酯基材表面，得到不同厚度的塗層，塑料材料不適合高溫加工故採小於100°C，再依步驟2及步驟3的方法評估塗布加工後聚碳酸酯基材的自淨易潔效能及光穿透率，其結果如下表十六所示，證明本發明的塗料在聚碳酸酯基材表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。.表十六不同的塗層加工條件對光線穿透率及水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage24由實施例1-8可知，透明基材塗布透明水基納米溶膠凝膠塗料後具有不降低光線穿透率的功能且能達到自淨易潔的功效，達到此效能是與透明水基納米溶膠凝膠塗料配方有關。實施例9步驟1:採用實施例2的透明基材塗布透明水基納米溶膠凝膠塗料的配方及塗布方法。步驟2:將上述透明水基納米溶膠凝膠塗料，均勻塗布於5mm厚透明聚甲基丙烯酸樹脂(俗稱壓克力)基材表面，其具體加工流程為如圖1所示，將透明壓克力基材表面清潔乾淨，均勻塗布透明水基納米溶膠凝膠塗料於透明壓克力基材1表面，自然風乾24小時後在透明壓克力基材表面形成一層透明塗層2，測其厚度約為80-105nm。比較塗布加工後的透明壓克力基材與未塗布的空白壓克力基材的穿透率，其結果如圖10所示，可看出塗布加工後的壓克力基材其穿透率明顯大於未塗布的空白壓克力基材。.步驟3:取上述塗布加工後的透明壓克力基材與相同材質空白壓克力基材各一片做透光率的比較，並參考臺灣光觸媒產業發展協會光觸媒建材『自淨易潔(Self-Cleaning)』效能測試規範，測試塗布加工後的壓克力是否具有自淨易潔效能。將上述二片壓克力基材表面洗淨，測得其與水滴的接觸角約為66°，把油酸均勻塗抹在該二片壓克力基材表面，並量得其與水滴的接觸角為73°，表示壓克力表面確已受到油酸汙染，再以lmW/cm2的UVA紫外線同時照射該二片塗抹油酸的壓克力基材，並於照射UVA紫外線後24小時、48小時、72小時三個時段，分別測量該二片壓克力表面光穿透率與水滴的接觸角，其結果如下表十七所示，當親水角度愈小時表示自淨易潔效能愈好，而空白壓克力基材塗布油酸是不會造成油酸的任何分解。綜合步驟2及步驟3的結果，證明本發明的塗料在壓克力基材表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表十七油酸光催化分解與水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage25步驟4:以和本實施例相同的透明水基納米溶膠凝膠塗料配方及塗布法塗布在5mm壓克力基材表面，得到不同厚度的塗層，塑料材料不適合高溫加工故採小於100°C，再依步驟2及步驟3的方法評估塗布加工後壓克力基材的自淨易潔效能及光穿透率，其結果如下表十八所示，證明本發明的塗料在壓克力基材表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表十八不同的塗層加工條件對光線穿透率及水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage26實施例10步驟1:採用實施例4的透明基材塗布透明水基納米溶膠凝膠塗料的配方及塗布方法。步驟2:將上述透明水基納米溶膠凝膠塗料，均勻塗布於5mm厚透明聚苯乙烯樹脂基材表面，其具體加工流程為如圖1所示，將透明聚苯乙烯樹脂基材表面清潔乾淨，均勻塗布透明水基納米溶膠凝膠塗料於透明聚苯乙烯樹脂基材1表面，自然風乾24小時後在透明聚苯乙烯樹脂基材表面形成一層透明塗層2，測其厚度約為43-67.nm。比較塗布加工後的透明聚苯乙烯樹脂基材與未塗布的空白透明聚苯乙烯樹脂基材的穿透率，其結果如圖ll所示，可看出塗布加工後的透明聚苯乙烯樹脂基材其穿透率明顯大於未塗布的空白透明聚苯乙烯樹脂基材。步驟3:取上述塗布加工後的透明聚苯乙烯樹脂基材與相同材質空白透明聚苯乙烯樹脂基材各一片做透光率的比較，並參考臺灣光觸媒產業發展協會光觸媒建材『自淨易潔(Self-Cleaning)』效能測試規範，測試塗布加工後的聚苯乙烯樹脂是否具有自淨易潔效能。將上述二片聚苯乙烯樹脂基材表面洗淨，測得其與水滴的接觸角約為68°，把油酸均勻塗抹在該二片聚苯乙烯樹脂基材表面，並量得其與水滴的接觸角為77°，表示聚苯乙烯樹脂表面確已受到油酸汙染，再以lmW/cm2的，A紫外線同時照射該二片塗抹油酸的聚苯乙烯樹脂基材，並於照射UVA紫外線後24小時、48小時、72小時三個時段，分別測量該二片聚苯乙烯樹脂表面光穿透率與水滴的接觸角，其結果如下表十九所示，當親水角度愈小時表示自淨易潔效能愈好，而空白聚苯乙烯樹脂基材塗布油酸是不會造成油酸的任何分解。綜合步驟2及步驟3的結果，證明本發明的塗料在聚苯乙烯樹脂基材表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表十九油酸光催化分解與水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage27步驟4:以和本實施例相同的透明水基納米溶膠凝膠塗料配方及塗布法塗布在5mm聚苯乙烯樹脂基材表面，得到不同厚度的塗層，塑料材料不適合高溫加工故採小於100。C，再依步驟2及步驟3的方法評估塗布加工後聚苯乙烯樹脂基材的自淨易潔效能及光穿透率，其結果如下表二十所示，證明本發明的塗料在聚苯乙烯樹脂基材表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表二十不同的塗層加工條件對光線穿透率及水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage28實施例11步驟1:採用實施例6的透明基材塗布透明水基納米溶膠凝膠塗料的配方及塗布方法。步驟2:將上述透明水基納米溶膠凝膠塗料，均勻塗布於5mm厚透明環氧樹脂基材表面，其具體加工流程為如圖1所示，將透明環氧樹脂基材表面清潔乾淨，均勻塗布透明水基納米溶膠凝膠塗料於透明環氧樹脂基材1表面，自然風乾24小時後在透明環氧樹脂基材表面形成一層透明塗層2，測其厚度約為56-78nm。比較塗布加工後的透明環氧樹脂基材與未塗布的空白透明環氧樹脂基材的穿透率，其結果如圖12所示，可看出塗布加工後的透明環氧樹脂基材其穿透率明顯大於未塗布的空白透明環氧樹脂基材。步驟3:取上述塗布加工後的透明環氧樹脂基材與相同材質空白透明環氧樹脂基材各一片做透光率的比較，並參考臺灣光觸媒產業發展協會光觸媒建材『自淨易潔(Self-Cleaning)』效能測試規範，測試塗布加工後的環氧樹脂是否具有自淨易潔效能。將上述二片環氧樹脂基材表面洗淨，測得其與水滴的接觸角約為64°，把油酸均勻塗抹在該二片環氧樹脂基材表面，並量得其與水滴的接觸角為76°，表示環氧樹脂表面確已受到油酸汙染，再以lmW/cm2的UVA紫外線同時照射該二片塗抹油酸的環氧樹脂基材，並於照射UVA紫外線後24小時、48小時、72小時三個時段，分別測量該二片環氧樹脂表面光穿透率與水滴的接觸角，其結果如下表二十一所示，當親水角度愈小時表示自淨易潔效能愈好，而空白環氧樹脂基材塗布油酸是不會造成油酸的任何分解。綜合步驟2及步驟3的結果，證明本發明的塗料在環氧樹脂基材表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表二十一油酸光催化分解與水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage29步驟4:以和本實施例相同的透明水基納米溶膠凝膠塗料配方及塗布法塗布在5mm環氧樹脂基材表面，得到不同厚度的塗層，塑料材料不適合高溫加工故採小於100。C，再依步驟2及步驟3的方法評估塗布加工後環氧樹脂基材的自淨易潔效能及光穿透率，其結果如下表二十二所示，證明本發明的塗料在環氧樹脂基材表面形成的塗層具有不降低可見光和日光穿透率並且能達到自淨易潔的功效。表二十二不同的塗層加工條件對光線穿透率及水滴接觸角變化的關係tableseeoriginaldocumentpage30權利要求1.一種不降低透明基材光穿透率的透明水基納米溶膠凝膠塗料，由以下組分組成粒徑100nm以下透明水基沸石溶膠凝膠固含量為0.1～15.0wt％聚矽氧烷衍生物固含量為0.0001～10.0wt％非離子界面活性劑固含量為0.0001～10.0wt％粒徑100nm以下透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠凝膠固含量0.1～2.0wt％純水餘量所述的聚矽氧烷衍生物選自甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三丁氧基矽烷、三甲基二乙基矽烷、苯基甲基二甲氧基矽烷、正丙基三乙氧基矽烷、正丙基三丙氧基矽烷、或甲基三丁氧基矽烷；所述的非離子界面活性劑選自聚氧乙基對辛基酚醚、聚氧乙基對辛基月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇月桂酸酯、聚氧乙基油醯醚、聚氧乙基硬脂醯基醚、聚氧乙基山梨糖醇酐月桂酸酯、或油酸二乙醇醯胺。2.按照權利要求1所述的一種不降低透明基材光穿透率的透明水基納米溶膠凝膠塗料，其特徵在於其中透明水基沸石溶膠凝膠固含量0.110wty。；聚矽氧烷衍生物固含量為0.0017wt%;非離子界面活性劑固含量為0.0015wto/0;透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠固含量為0.11.5wt%。3.按照權利要求1或2所述的一種不降低透明基材光穿透率的透明水基納米瘠膠凝膠塗料，其特徵在於其中透明水基沸石溶膠凝膠固含量為0.15wt%;聚矽氧垸衍生物固含量為0.013wt%;非離子界面活性劑固含量為0.013wt%;透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠固含量為O.1lwt%。4.權利要求1所述的一種不降低透明基材光穿透率的透明水基納米溶膠凝膠塗料在透明基材上的應用，所述的透明基材為玻璃或塑料材質，選自透明玻璃、透明聚碳酸酯、透明聚甲基丙烯酸樹脂、透明聚苯乙烯樹脂、或透明環氧樹脂。5.權利要求1所述的一種不降低透明基材光穿透率的透明水基納米溶膠凝膠塗料在透明基材上的塗布方法，包含下列步驟-(i)透明水基納米溶膠凝膠塗料調配將本發明不降低透明基材光穿透率的透明水基納米溶膠凝膠塗料中各組分經充分攪拌混合均勻並過濾，獲得透明水基納米溶膠凝膠塗料；(ii)透明基材表面塗層製備將該透明水基納米溶膠凝膠塗料均勻塗布於透明基材表面形成一層透明塗層，保持塗層外觀之均勻性，進行塗層固化。6.按照權利要求5所述的一種不降低透明基材光穿透率的透明水基納米溶膠凝膠塗料在透明基材上的塗布方法，其特徵在於塗布方法選自滾塗法、擦塗法、刷塗法、浸塗法、噴塗法、旋塗法和淋塗法中之任一種溼式塗布法，將該透明水基納米溶膠凝膠塗料單面塗布或雙面塗布均勻塗布於透明基材表面。7.按照權利要求5所述的一種不降低透明基材光穿透率的透明水基納米溶膠凝膠塗料在透明基材上的塗布方法，其特徵在於以自然風乾24小時以上、或於450'C以下溫度加熱5分鐘以上的任一種條件進行塗層固化。8.按照權利要求5所述的一種不降低透明基材光穿透率的透明水基納米溶膠凝膠塗料在透明基材上的塗布方法，其特徵在於塗布後所形成透明水基塗層幹膜厚度介於40~350nm。全文摘要一種不降低透明基材光穿透率的透明水基納米溶膠凝膠塗料，由以下組分組成粒徑100nm以下透明水基沸石溶膠凝膠固含量為0.1～15.0wt％、聚矽氧烷衍生物固含量為0.0001～10.0wt％、非離子界面活性劑固含量為0.0001～10.0wt％、粒徑100nm以下透明水基二氧化鈦光觸媒溶膠凝膠固含量0.1～2.0wt％、純水餘量，經充分攪拌混合併過濾後即為透明水基納米溶膠凝膠塗料。將該塗料均勻塗布於透明基材表面形成一層透明塗層，並以設定的程序進行塗層固化使透明塗層能更堅牢地附著於基材表面，塗料在透明基材表面形成的多孔性塗層，使透明基材具有不降低可見光和日光穿透率的特性，且有照光自淨易潔的效能。文檔編號C09D183/04GK101440255SQ20071019452公開日2009年5月27日申請日期2007年11月20日優先權日2007年11月20日發明者劉文泉,蔣孝澈,黃建國申請人:泉耀科技股份有限公司