具有防霧與隔熱功能的涂料組合物、其制法及薄膜制造技術(shù)

本公開(kāi)提供具有防霧與隔熱功能的涂料組合物，其包含中孔材料、如式(I)所示的共摻雜氧化鎢、以及有機(jī)聚硅氧烷，MxWO3-yAy式(I)，其中，M為堿金屬元素，W為鎢，O為氧，A為鹵素，且0＜x≦1，0＜y≦0.5。本公開(kāi)還提供具有防霧與隔熱功能的涂料組合物的制法及涂料組合物所形成的薄膜。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
具有防霧與隔熱功能的涂料組合物、其制法及薄膜
本公開(kāi)有關(guān)一種涂料組合物、薄膜及其制法，具體有關(guān)一種具有防霧與隔熱功能的涂料組合物、薄膜及其制法。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有多數(shù)的車用隔熱膜或隔熱玻璃不具備防霧功能，在寒冷的冬季或雨季，車內(nèi)熱空氣中的水蒸汽會(huì)在較冷的玻璃表面形成霧滴，影響駕駛員視野，甚而導(dǎo)致交通意外的發(fā)生。而電動(dòng)車沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)的熱風(fēng)可供除霧，如遇有玻璃起霧需開(kāi)啟空調(diào)除霧的情況，空調(diào)額外消耗的電能會(huì)減少續(xù)航里程。此外，農(nóng)用聚烯烴棚膜受到日夜溫差的影響，棚內(nèi)濕度飽和后水蒸汽在棚膜內(nèi)表面聚集成水滴形成結(jié)霧現(xiàn)象，影響日光的照射，且棚內(nèi)的高濕度容易誘發(fā)農(nóng)作物的病蟲(chóng)害。由于隔熱材料與防霧材料的化學(xué)性質(zhì)，如親疏水性等，兩者難以在涂料或造膜材料中均勻混合，使得多數(shù)的隔熱膜或隔熱玻璃不具備防霧功能。為了使隔熱膜增加防霧功能，現(xiàn)有技術(shù)以多步驟方式來(lái)制造具有防霧功能的隔熱膜，例如：于隔熱膜上涂布抗霧滴材料或貼附防霧膜。然而，硬化抗霧滴涂料所需的溫度及時(shí)間，或形成多層膜結(jié)構(gòu)的制程，不僅增加制造成本，更因透光性降低而限制了產(chǎn)品用途。因此，如何解決上述種種問(wèn)題，開(kāi)發(fā)兼具防霧、隔熱功能且可保有高透光性的復(fù)合涂料及造膜材料，即為發(fā)展本公開(kāi)的主要目的之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
一種具有防霧與隔熱功能的涂料組合物，包含：中孔材料；如式(I)所示的共摻雜氧化鎢，MxWO3-yAy式(I)，其中，M為堿金族元素，W為鎢，O為氧，A為鹵素，且0＜x≦1，0＜y≦0.5；以及有機(jī)聚硅氧烷。一種具有防霧與隔熱功能的薄膜，包含：基質(zhì)，由包括有機(jī)聚硅氧烷形成連續(xù)的層；復(fù)數(shù)個(gè)中孔硅粒子，分散于該基質(zhì)中；以及如式(I)所示的共摻雜氧化鎢，包埋于該基質(zhì)中，并位于任二中孔硅粒子之間。一種具有防霧與隔熱功能的涂料組合物的制法，包含：準(zhǔn)備中孔材料、如式(I)所示的共摻雜氧化鎢及聚硅氧烷；以及混合該中孔材料、如式(I)所示的共摻雜氧化鎢及有機(jī)聚硅氧烷。前述涂料組合物制成的薄膜具有防霧與隔熱的復(fù)合功能，并具有優(yōu)異的親水性、可見(jiàn)光穿透率以及紅外光阻擋率，適用于汽車、建筑或農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)，可達(dá)到節(jié)能、隔熱、防霧的功效。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)具有防霧與隔熱功能的薄膜的剖視圖。主要組件符號(hào)說(shuō)明1具有防霧與隔熱功能的薄膜11透明層12基材111中孔硅粒子112共摻雜氧化鎢113基質(zhì)w寬度。具體實(shí)施方式為讓本公開(kāi)的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出優(yōu)選實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。該領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容了解本公開(kāi)的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本公開(kāi)也可通過(guò)其它不同的具體實(shí)施例加以施行或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不悖離本公開(kāi)的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。應(yīng)了解的是，以下所述特定的組件及排列方式僅為簡(jiǎn)單描述本公開(kāi)。當(dāng)然，這些僅用以舉例而非本公開(kāi)的限定。除非文中另有說(shuō)明，說(shuō)明書及權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式“一”及“該”包括復(fù)數(shù)個(gè)體；“約”、“大約”的用語(yǔ)通常表示在一給定值或范圍的20％之內(nèi)，優(yōu)選10％之內(nèi)，且更優(yōu)選5％之內(nèi)；在此給定的數(shù)量為大約的數(shù)量，表示在沒(méi)有特定說(shuō)明的情況下，其可隱含“約”、“大約”的用語(yǔ)；術(shù)語(yǔ)“中孔”(mesoporous)指孔徑尺寸介于2至50納米之間的孔。本公開(kāi)提供一種具有防霧與隔熱功能的涂料組合物，其包含：中孔材料；如式(I)所示的共摻雜氧化鎢，MxWO3-yAy式(I)，其中，M為堿金族元素，W為鎢，O為氧，A為鹵素，且0＜x≦1，0＜y≦0.5；以及有機(jī)聚硅氧烷。本公開(kāi)的涂料組合物的制造方法包含：準(zhǔn)備中孔材料、如式(I)所示的共摻雜氧化鎢及有機(jī)聚硅氧烷；以及混合該中孔材料、如式(I)所示的共摻雜氧化鎢及有機(jī)聚硅氧烷。具體而言，包括以溶膠-凝膠法(sol-gel)制備中孔材料；以陰陽(yáng)離子共摻雜氧化鎢；以水解反應(yīng)合成有機(jī)聚硅氧烷；以及混摻中孔材料、共摻雜氧化鎢與有機(jī)聚硅氧烷，以形成具有防霧及隔熱功能的涂料組合物。于本公開(kāi)中，中孔材料可進(jìn)一步包含：前體、表面活性劑以及中孔粒子。中孔材料的制備包含：合成前體；利用表面活性劑于溶劑中所形成的膠束與納米粒子進(jìn)行自組裝反應(yīng)(self-assemble)，使納米粒子形成具有中孔結(jié)構(gòu)的中孔粒子；混摻前體以及中孔粒子。具體而言，可選用硅烷或硅氧烷(例如：四乙氧基硅烷TEOS、四甲氧基硅烷TMOS)以及非離子性表面活性劑(例如：環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷三嵌段共聚的表面活性劑P123(HO(CH2CH2O)20(CH2CH(CH3)O)70(CH2CH2O)20H)、F127(HO(CH2CH2O)106(CH2CH(CH3)O)70(CH2CH2O)106H))合成前體，前體為無(wú)機(jī)多孔大分子，如無(wú)機(jī)聚硅氧烷、或聚硅烷。在一實(shí)施例中，制備前體包含下列步驟：將硅氧烷與溶劑(例如：乙醇、水及鹽酸)均勻混合制成硅氧烷溶液，將三嵌段共聚表面活性劑與溶劑(例如：乙醇)均勻混合制成表面活性劑溶液；將硅氧烷溶液與表面活性劑溶液充分混合后，于常溫下靜置，硅氧烷分子的Si-OR會(huì)逐步水解而產(chǎn)生Si-OH，硅氧烷分子間通過(guò)氫氧基的脫水或脫醇反應(yīng)聚合而形成該前體。于本實(shí)施例中，通過(guò)控制反應(yīng)的pH值、溫度以及時(shí)間，可使無(wú)機(jī)聚硅氧烷分子保有氫氧基的表面官能團(tuán)。可選用陽(yáng)離子表面活性劑做為制造中孔粒子的模板(template)。在一實(shí)施例中，制備中孔粒子包含下列步驟：將陽(yáng)離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(cetrimoniumbromide，CTABr)溶于聚氧乙烯-8-辛基苯基醚(Triton-X-100)與濃鹽酸中形成表面活性劑溶液，CTABr于溶液中可形成膠束；將納米粒子(例如：二氧化硅納米硅粒子)加入表面活性劑溶液，攪拌后靜置，使納米粒子于模板上進(jìn)行自組裝反應(yīng)；以去離子水/乙醇清洗數(shù)次，移除模板后即可獲得中孔粒子。于本實(shí)施例中，通過(guò)選用表面活性劑(即模板的排列型式)、調(diào)整自組裝反應(yīng)的pH值、溫度以及時(shí)間等反應(yīng)條件，可控制本公開(kāi)所需的中孔粒子，例如納米硅粒子的粒徑尺寸，粒徑可為大于約50納米，例如大于約100納米，又例如200至1000納米，以及中孔粒子的比表面積，可大于約800cm2/g。其次，制備以陰陽(yáng)離子共摻雜氧化鎢，包含：于合成氧化鎢的過(guò)程中，加入適當(dāng)比例的堿金屬鹽類以及鹵素鹽類；于氫氣還原環(huán)境下以300℃至800℃加熱反應(yīng)，得到具有化學(xué)結(jié)構(gòu)MxWO3-yAy的共摻雜氧化鎢粉體，其中，M為堿金屬元素，W為鎢，O為氧，A為鹵素，0＜x≦1以及0＜y≦0.5。詳細(xì)而言，合成氧化鎢的前體可選用偏鎢酸銨(ammoniummetatungstate)、正鎢酸銨(ammoniumorthotungstate)、仲鎢酸銨(ammoniumparatungstate)、堿金屬鎢酸鹽、鎢酸、硅化鎢、硫化鎢、氯氧鎢、醇氧鎢、六氯化鎢、四氯化鎢、溴化鎢、氟化鎢、碳化鎢、碳氧化鎢或其它含鎢的鹽類。堿金屬鹽類可選用堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、堿金屬硝酸鹽、堿金屬亞硝酸鹽、堿金屬氫氧化物、堿金屬鹵化鹽、堿金屬硫酸鹽、堿金屬亞硫酸鹽或其它含堿金屬的鹽類的至少一種。鹵素鹽類可以選用鹵化銨、有機(jī)銨鹽、鹵化碳、鹵化氫、鹵化鎢、鹵化苯、鹵化芳香族、鹵化烷或其它含有鹵素的鹽類。關(guān)于上述陰陽(yáng)離子共摻雜氧化鎢的制備及特性，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種具有防霧與隔熱功能的涂料組合物，包含：中孔材料；如式(I)所示的共摻雜氧化鎢，MxWO3?yAy???式(I)，其中，M為堿金族元素，W為鎢，O為氧，A為鹵素，且0＜x≦1，0＜y≦0.5；以及有機(jī)聚硅氧烷。

【技術(shù)特征摘要】
2014.12.04 TW 1031421181.一種具有防霧與隔熱功能的涂料組合物，包含：中孔材料；如式(I)所示的共摻雜氧化鎢，MxWO3-yAy式(I)，其中，M為堿金屬元素，W為鎢，O為氧，A為鹵素，且0＜x≦1，0＜y≦0.5；以及有機(jī)聚硅氧烷，其中，該中孔材料、該共摻雜氧化鎢以及該有機(jī)聚硅氧烷的重量比為42.5:57:0.5至8.5:76.5:15。2.如權(quán)利要求1所述的涂料組合物，其特征在于，該中孔材料包含前體、表面活性劑以及中孔硅粒子。3.如權(quán)利要求2所述的涂料組合物，其特征在于，該中孔硅粒子的比表面積大于800cm2/g。4.如權(quán)利要求2所述的涂料組合物，其特征在于，該共摻雜氧化鎢為粉體，且該中孔硅粒子與該共摻雜氧化鎢的粒徑比為20：1至1：1。5.如權(quán)利要求1所述的涂料組合物，其特征在于，該有機(jī)聚硅氧烷具有選自乙烯基、丙烯酸基及環(huán)氧基所組成組的至少一種官能團(tuán)。6.一種具有防霧與隔熱功能的薄膜，包含：基質(zhì)，由包括有機(jī)聚硅氧烷形成連續(xù)的層；包含復(fù)數(shù)個(gè)中孔硅粒子的中孔材料，分散于該基質(zhì)中；以及如式(I)所示的共摻雜氧化鎢，包埋于該基質(zhì)中，并位于任二該中孔硅粒子之間，MxWO3-yAy式(I)，其中，M為堿金屬元素，W為鎢，O為氧，A為鹵素，且0＜x≦1，0＜y≦0.5，且該中孔材料、該共摻雜氧化鎢以及該有機(jī)聚硅氧烷的重量比為42.5:57:0.5...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蘇育央，鐘寶堂，溫俊祥，呂奇明，鐘松政，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：中國(guó)臺(tái)灣;71