TWI726238B - 一種水性環保塗料及其製備方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種水性環保塗料，其包含有：一基料，其中該基料的重量百分比為40-50%；一丙烯酸樹脂，其中該丙烯酸樹脂的重量百分比為40-50%；以及一去離子水，其中該去離子水的重量百分比為5-15%。本發明是經過長時間的環境試驗，開發出與市面上不同的水性環保塗料，其包含有隔熱、防水、防鏽、防塩霧、防塵、防霉、防凍等七效合一的功能，能滿足不同客戶的需求。

Description

一種水性環保塗料及其製備方法

本發明涉及一種水性環保塗料及其製備方法，尤其是一種丙烯酸聚合物類之水性塗料。

塗料在日常生活中運用極廣，譬如建築牆面、家具地板、木屋、汽車、3C產品表面噴漆等等，目前以溶劑型塗料(一般稱為油漆，需加入有機溶劑為稀釋劑)使用最多。由於油漆在使用過程中會產生大量的甲苯、二甲苯、甲醛等揮發性有機化合物(VOCs)，造成空氣汙染，威脅人類健康，因此各國法規越來越嚴格限制使用，改用加水稀釋的環保水性塗料將會是未來全球的綠色趨勢。

水性塗料是以水作為稀釋劑，其組成中不含有毒溶劑和重金屬化合物，是一種安全無汙染的環保型塗料。然而目前市售的水性塗料大致上僅分為水性隔熱防水塗料、水性防火塗料等基本的二效合一產品，對於使用者有其他功能性的需求，例如：防鏽、防塩霧、防凍以及防塵功能等產品的選擇性相對的低，此外一般市售水性塗料的隔熱溫度大多落在10度C左右，對於夏季天氣越來越炎熱的趨勢，其隔熱效果也明顯不足。

有鑑於此，便有需要提供一種水性環保塗料及其製備方法，其能解決上述之問題。

本發明所欲解決的問題，係提供一種水性環保塗料，其能解決油性塗料對人體有害且不環保，以及一般市售的水性塗料缺少防鏽、防塩霧、防凍、防塵以及隔熱功效不夠明顯之問題。

為達成上述的目的，本發明公開了一種水性環保塗料，其包含有：一基料，其中該基料的重量百分比為40-50%；一丙烯酸樹脂，其中該丙烯酸樹脂的重量百分比為40-50%；以及一去離子水，其中該去離子水的重量百分比為5-15%。

本發明的另一目的在於提供一種水性環保塗料的製備方法，其包含下列步驟：將一微珠進行粉碎與研磨步驟，以取得一第二填料；於常溫下，將水性丙烯酸樹脂與去離子水先行混合，並以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15-20分鐘以成為一水性丙烯酸乳液；於該水性丙烯酸乳液加入一助劑，並以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15-20分鐘，以成為一第一混合物；接著再於該第一混合物中加入一第一填料，並以攪拌速度為80rpm的條件下，攪拌30-40分鐘，以成為一第二混合物，其中該第一填料為上述之基料；以及將該第二填料與該第二混合物混合，混合均勻後即得一水性環保塗料。

本發明的功效主要體現在於：1.對人體無害、安全且環保；2.具有隔熱、防塩霧、防鏽、防塵、防水、防凍以及防霉等七種功效；3.製程時間短且成本低。

S100~S500‧‧‧步驟

圖1 為本發明水性環保塗料之製備方法流程圖； 圖2 為本發明實施例1的抗凍分析圖；圖3 為本發明實施例1的防水、防鏽、防塩霧分析圖；以及圖4 為本發明實施例1的自然環境測試分析圖。

本發明提供的一種水性環保塗料，其特徵在於：包含有一基料，其中該基料的重量百分比為40-50%；一丙烯酸樹脂，其中該丙烯酸樹脂的重量百分比為40-50%；以及一去離子水，其中該去離子水的重量百分比為5-15%。而所述之基料的組成包括有一鈦白粉、一雲母粉、一滑石粉、一高嶺土粉、一矽藻土、一氧化鋅、一石英粉、一碳酸鈣、一磷酸鋅、一立德粉、一澎潤土粉、一光觸媒粉、一硫酸鋇、一反光粉、一沸石粉以及一微珠等其中一種以上之成分。

關於鈦白粉：鈦白粉又稱為二氧化鈦(Titanium Dioxide)，是一種白色無毒的無機顏料，具有不透明性及最佳白度與光亮度。其成分結構可分成金紅石型和銳鈦型，進一步地，本案使用的鈦白粉也可為GR複合鈦白顏料，其具有與金紅石鈦白粉相同的性能，對紫外光均有很強的吸收屏障之效能，且GR複合鈦白顏料有較大幅度的降低材料使用成本，因此較佳建議使用GR複合鈦白顏料。

關於雲母粉：本案使用的雲母粉，在油漆上的使用，其可以反射光和熱並減少紫外光和其他光、熱對漆膜的破壞，增加塗層的耐酸、鹼和電絕緣性能，使塗層光亮美觀，提高塗層的耐久性、抗凍性、抗腐蝕性、堅韌性和 密實性並降低塗層的透氣性，防止斑點和龜裂，提高抗油水侵蝕，還可以防止油漆沉澱，也是重要防腐蝕塗料的首選填料。其中重腐蝕塗料體系中，推薦使用絹雲母粉，其具體使用方法是：磷酸鋅(磷酸鋁)：氧化鋅：絹雲母粉=1：0.25：1.25，其防腐效果顯著。

其中所述之雲母粉係選自由白雲母粉、絹白雲母粉、鎂矽白雲母粉、金雲母粉所組成之群組。

關於滑石粉：本發明使用的滑石粉，在油漆塗料方面的使用，主要是提供有耐曝曬、抗高溫，在紫外光照射下不變色，能長期保持原有的光澤和色彩，有較好的耐酸鹼腐蝕的性能，且耐水性好、耐污染、耐老化性能較強、耐磨、耐蒸氣及較強阻燃性能。

關於高嶺土：本發明使用的高嶺土，在油漆塗料方面的使用，其在表面活性、吸附性能上更優於鈦白粉，並可提高油漆、塗料的黏度穩定性、塗層的抗石擊性、塗刷性、抗潮濕性、顏料的抗浮性和發花性，利於其吸附性可以用於船體的特種油漆，增強油漆的抗磨性、防火性或增強輪胎中的抗磨性能。其中所述之高嶺土也可進一步為鍛燒高嶺土。

關於矽藻土：本發明使用的矽藻土於塗料方面的使用，主要是可以幫助濕度調控、降溫以及隔音等功效。

關於氧化鋅：含有氧化鋅的油漆可被用於金屬的防腐蝕塗料，其對鍍鋅鐵 (白鐵皮)特別有效，使用有機塗料很難保護鐵質材料，乃由於鐵與有機塗層的反應使得塗層變脆，附著力不足，透過氧化鋅塗料則能保持韌性附著在鐵材表面較長時間。

關於石英粉(二氧化矽)：石英粉主要礦物成分為二氧化矽(SiO₂)，其於塗料中的使用優勢有：1.取代昂貴的鈦白粉，從而降低生產成本；2.填充增容；3.不含有機物汙染；4.減少研磨時間；5.附著力強且乾燥快，適合用於建築塗料。

關於碳酸鈣：超細質碳酸鈣應用於塗料中，具有空間位阻效應，可部分取代鈦白粉降低生產成本，在漆膜中，能使配方中密度較大的立德粉懸浮，起防沉降作用，製漆後，漆膜白度增加，光澤高，而遮蓋力卻不降低，這一性能使其塗料工業被大量推廣作用。應用於乳膠漆生產，具有防沉降作用，可減少分散劑等的添加量，經螯合型塗料分散偶聯劑活性處理的超細重鈣用於塗料中，還可明顯增加塗料的著色強度及反射能力，從而提升漆膜光澤，增加覆蓋力，改善耐磨擦性和黏附力，提升漆膜的抗沖擊強度及增加柔韌性，在水性塗料行業的應用，用途更為廣泛，能使塗料不沉降、易分散、光澤好等特性，在水性塗料用量為20~60%。其中所述之碳酸鈣也可為超微粒碳酸鈣，其粒徑在1μm以下。

關於立德粉：其可作為油漆塗料的填料替代沉澱硫酸鉬、鈦白粉、活性二氧化矽等價格較高的原料，適合控制油漆的黏稠度，使產品色澤光亮，穩定性好。其中所述之立德粉可進一步為加鈦立德粉(titanated lithopone)， 其含有最少13%的TiO2，不超過87%立德粉，30%ZnS，它們比重是4.18~4.30，吸油度9~25磅油/100磅顏料，少於0.2%不通過325號篩子。

關於光觸媒粉：光觸媒粉是微奈米級的二氧化鈦，其具有延長塗料表面的乾凈與光澤的功效，主要用途於自潔的方面。

關於硫酸鋇：硫酸鋇為白色粉末，不溶於水、酸、鹼，也不容於乙醇、***等有機溶劑，溶於沸騰的鹽酸，與碳共熱還原為硫化鋇。其化學性質穩定，在空氣中和常溫下不發生任何化學反應，於空氣中遇硫化氫或有毒氣體不變色。耐熱、耐酸、耐鹼，且遮蓋率強，可用於接觸的製品。硬度適中，分散性好，能吸收有毒射線(X射線和η射線)等特點，且具有阻燃性和電絕緣性，有玻璃光澤、無磁性和毒性等特點。用作油鑽井中泥漿的加重劑，亦用於顏料、陶瓷、蓄電池、搪瓷等，還可做表面塗布劑、上漿劑，製作鋅鋇白，也可做紙張、油漆、塗料、橡膠等產品的填料，還可用於提取金屬鋇、可用於做電視和其他真空管的吸氣劑、粘結劑。鋇能與其他金屬(鋁、鎂、鉛、鈣)製成合金於軸承製造等。可取代部分鈦白粉，用於耐酸橡膠製品和一般製品。合成硫酸鋇性能要優於天然產品，其白度高、質地細膩、抗起霜、抗鐵鏽污染，是建築塗料常用的填料之一。

關於反光粉：反光粉是由一種玻璃微珠粉體材料生產而成，分為三種折射率，即：ND

1.90、ND

1.93、ND

2.2，其規格從100目到500目可分級提供，顏色有銀灰色及白色供選擇。其主要採用高折射率玻璃珠後半表面鍍鋁作 為後向反射器，具有極強的逆向回歸反射性能，能將85%的光線直接反射回光源處，回歸反射所造成的反光亮度，可使駕駛人員和帶光源的夜間作業人員在夜間或視野不佳的情況不清楚地看見行人和障礙目標，確保雙方安全。

關於微珠：本發明所使用之微珠係選自由發泡玻璃微珠、中空玻璃微珠、粉煤灰空心玻璃微珠及中空陶瓷微珠所組成之群組。其中中空玻璃微珠是一種尺寸微小的空心球體，屬無機非金屬材料，其粒徑範圍為10-180微米(μm)，堆積密度0.1-0.25克位方厘米，具有質輕、低導熱、隔音、高分散、電絕緣性和熱穩定性等優點。

而所述之粉煤灰空心玻璃微珠為粉煤灰中一般含50-80%的空心玻璃微珠，其細度為0.3-200μm，其中小於5μm占粉煤灰總量的20%，從粉煤灰中經分選出來的空心微珠按其相對密度可分為沉珠和漂珠。沉珠與漂珠相比具有壁厚、容重大、強度高、耐磨性較好等特點。

空心陶瓷微珠是一種輕質非金屬多功能材料，主要成分是SiO2和Al2O3，分散性好、遮蓋力高、白度高可達92%以上、懸浮性好、化學穩定性好、可塑性好、耐熱溫度高、密度小、燒失量低、光散射性好、絕緣好，可提高塗料的吸附性、耐候性、耐久性、耐擦洗、耐腐蝕及耐高溫性，改良漆膜的機械性能、增加透明度、提高防火性能，可用於防腐、防火、耐高溫、粉末的油漆塗料中。

關於丙烯酸樹脂：本發明使用的丙烯酸樹脂為一種水性丙烯酸樹脂(水性壓克 力樹脂，poly(1-carboxyethylene)、poly(acrylicacid))的熱塑性樹脂。其係由丙烯酸脂和甲基丙烯酸酯單體共聚合成的，該丙烯酸樹脂對光的主吸收峰處於太陽光譜範圍之外，所以製得的丙烯酸樹脂漆具有優異的耐光性及戶外老化性能。

國內外許多關於水性丙烯酸乳液聚合的文獻，大都提到核殼等多種乳液顆粒的結構問題。比如，像核殼、半月、多核、中空及草莓等多種結構都要報導，雖然這些結構的描述對理解水性丙烯酸乳液顆粒結構的複雜性很有幫助，但實際上水性丙烯酸乳液的結構要複雜得多。比如，只要單一相結構顆粒的乳液是不存在的，實用水性丙烯酸乳液中的顆粒是各種結構的分佈，可能核殼多一些，可能草莓多一些等等。本發明所提供的水性丙烯酸乳液是通過單體的選擇，添加順序，表面活化劑的使用等等工藝條件來控制水性丙烯酸乳液的相結構。

另外，本發明提供的水性環保塗料可進一步包含有一乙烯-醋酸乙烯共聚合物乳膠。

乙烯-醋酸乙烯共聚合物乳膠(VAE、水性醋酸乙烯脂，Vihyl-Acetate Ethylene Copolymer)是以醋酸乙烯和乙烯單體為基本原料，加入乳化劑和引發劑通過高壓乳液聚合方法共聚而成的高分子乳液。

VAE乳液能夠抗紫外線老化，由於VAE乳液是採用乙烯作為共聚物的內增塑劑，使VAE聚合物具有內增塑性，增塑性不會發生過移，從而避免了聚合物性老化，因此，不僅是VAE乳液對紫外線有很好的穩定性，就是VAE乳液成膜後同樣也能保持其穩定性。

VAE乳液具有良好的成膜性，乳液性黏合劑只能某一溫度形 成透明的薄膜，這個溫度叫最低成膜溫度，VAE最低成膜溫度一般低於5℃，因此能夠很好成膜，皮膜對水滴有較好的阻隔性。

VAE乳液可以用作塗料的基底，以醋酸乙烯乳液、丙烯酸乳液、VAE乳液、丁苯乳液、丙苯乳液、醋苯乳液等為基料製造的塗料統稱為乳膠漆。VAE乳膠漆可用做內外牆塗料、屋面防水塗料、防火塗料、防銹塗料。VAE乳膠漆塗膜耐起泡性好、耐老化不易龜裂與多種基材有較好附著力，安全無毒、使用方便，VAE乳膠漆不僅能夠塗覆於木材、磚石和混凝土，也能塗覆金屬、玻璃、紙、織物表面，它與油漆的親和力也很好，可以相互在其表面上塗刷。VAE乳液具有較好的耐酸鹼性，VAE乳液在弱酸和弱鹼存在調見下均能保持穩定性能，因此它不會與弱酸或弱鹼混合，不會產生破乳現象，產品應用範圍較廣。

此外，為了使本發明有更良好的使用性，進一步地，本發明提供的水性環保塗料更包含有：一助劑，其中該助劑係選自由塗料分散劑、塗料成膜助劑、水性流平劑、消泡劑、流變助劑(增稠劑)、十六烷基三甲基氯化銨(Trimethylhexadecylammonium chloride，CTAC、CETAC)、矽烷偶聯劑(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane，KH560)、保護劑(Solid Film Protect Reagent，DJB-823)及防腐劑所組成之群組。

本發明所提供的水性環保塗料也可進一步包含有一奈米粉體，其中該奈米粉體係選自由奈米陶瓷粉體碳化矽(奈米碳化矽，Nano-Silicon Carbide，Sic)、奈米氧化鋅(Nano-Zinc Oxide)、氧化石墨烯(Graphene Oxide，GO)、奈米石墨粉、奈米氧化鈷(Nano-Cobalt Oxide)、奈米四氧化三鐵(Nano-Iron(II)Iron(III)Oxide)、奈米氧化鋅(Nano-Zinc Oxide)、奈米氧化鋯(Nano-Zirconium Dioxide；Nano-Zirconium(IV)Oxide)、奈米碳化鉬(Nano-Molybdenum Carbide)、奈米碳化鎢(Nano-Tungsten Carbide)、以及奈米氧化鋅(Nano-Zinc Oxide)所組成之群組。

關於奈米粉體：

1.奈米陶瓷粉體碳化矽(奈米碳化矽，Nano-Silicon Carbide，Sic)，其呈灰綠色，純度為>99.6%，平均粒徑50nm，比表面積60m2/g，吸波性好，質量輕，化學性能穩定，導熱係數高，熱膨脹係數小，高溫時抗氧化，耐高溫範圍廣，從室溫至1000%之範圍。

2.奈米氧化鋅(Nano-Zinc Oxide)，其重量輕，比表面積80*60m2/g以上，顏色淺吸波能力強，不但能有效吸收雷達波，還有很強的吸收紅外線的能力，具有普通氧化鋅不具備的極其優良的綜合性能，是一種多功能的無機吸波材料。

3.氧化石墨烯(Graphene Oxide，GO)，其是一種新型的力學強度最高的吸波材料，是世界上已發現的最薄、最堅硬，也是最柔軟的二維奈米材料，其二維片狀結構更有利於電磁波的吸收，本發明選用的氧化石墨烯較佳建議為氧化石墨烯JCGO-2，氧化石墨烯JCGO-2的純度為>99%，直徑1.5μm，厚度0.8~1.2nm，比表面積能高達2500m2/g以上。

4.奈米石墨粉，其純度高、細微性小均勻、表面活性高，可以充分地應用塗料、樹脂中，經過表面處理的奈米石墨，能解決分散性問題，克服奈米材料粉體團聚現象。

5.奈米氧化鈷(Nano-Cobalt Oxide)：超細鈷粉通過特殊工藝，顆粒度分佈區間窄，大小可控，溶於酸，有磁性，在潮濕空氣中易氧 化，易於分散及工業化應用。

6.奈米四氧化三鐵(Nano-Iron(II)Iron(III)Oxide)：奈米磁性四氧化三鐵(Fe3O4)，粒徑小，易分散，用途廣泛，具有鐵的磁性，可做顏料，抗紫外線材料，微波吸收材料，鋰電池材料，磷酸鐵鋰原材料，用途十分廣泛，其粒徑可控，形貌球形，粒徑分佈範圍窄，流動性好。

7.奈米氧化鋅(Nano-Zinc Oxide)，其表面活性高，具有遮罩紅外線、紫外線和殺菌保健，降溫或保暖等功能。應用於高檔油漆，油墨，塗料，各種橡膠中，能明顯提高產品遮蓋力和著色力，大幅提高抗菌性，在陶瓷工業中可做乳蝕釉料的助溶劑。

8.奈米氧化鋯(Nano-Zirconium Dioxide；Nano-Zirconium(IV)Oxide)，其粒徑微小，穩定性強，具有耐酸，耐鹼，耐腐蝕，耐高溫的性能，可用於功能陶瓷和結構陶瓷，以及寶石材料，期性能比微米級氧化鋯大大改善。

9.奈米碳化鉬(Nano-Molybdenum Carbide)，其屬密排六方晶格，亦有面心立方晶格，無氧酸與碳化鉬不起反應，但溶於硝酸與王水，並析出碳，密度為9.189g/cm³，溶點2690±50℃，具有較高溶點和高硬度，良好的熱穩定性和機械穩定性，極好抗腐蝕特性。其可以做為塗層材料，也可以做為添加材料使用，廣泛應用各種耐高溫、耐磨擦和耐化學腐蝕等領域。

10.奈米碳化鎢(Nano-Tungsten Carbide)，其純度高，細微性均勻，分散性好，是生產硬質合金的重要原材料，奈米碳化鎢粉可使硬質合金具有許多更加優良的特性，其熔點2860±50℃，沸點6000℃，不溶於 冰水，耐酸性強，硬度高，彈性膜量大，碳化鎢號稱硬王，除了硬度高以外，尚有耐磨損，耐腐蝕，耐高溫等特性。其主要應用於複合材料，提高其性能，奈米碳化鎢-鈷(WC-Co)複合粉末是製備高性能硬質合金和耐磨塗層的主要原料。奈米WC-Co複合粉末用作耐磨塗層材料顯示出很好的效果，採用快速溶化，快速冷凝的熱噴塗技術製備的塗層，使粉末的奈米結構特性得以保持，從而顯著提高了硬質合金耐磨塗層的性能。

11.奈米氧化鋅(Nano-Zinc Oxide)：本發明為一奈米氧化鋅水性漿狀分散體，無毒無味，均勻分散，不變質，有很強吸收紫外線能力(抗UV)，有防曬、抗菌及部分除臭功能。奈米氧化鋅用於塗料領域，可使塗料表面有良好手感(滑爽)，提升乾燥速度(交聯速度)、耐磨及平滑性，使用在橡膠領域可減少橡膠用量，並可提高橡膠製品的耐磨性，具有防老化及延長壽命等特點。

再者，本發明水性環保塗料為塗料底漆型時，更包含有水泥成分。

請參閱圖1，圖1為本發明水性環保塗料之製備方法流程圖。本發明提供一種水性環保塗料的製備方法，其包含下列步驟：將一微珠進行粉碎與研磨步驟，以取得一第二填料(S100)；於常溫下，將水性丙烯酸樹脂與去離子水先行混合，並以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15-20分鐘以成為一水性丙烯酸乳液(S200)；於該水性丙烯酸乳液加入一助劑，並以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15-20分鐘，以成為一第一混合物(S300)；接著再於該第一混合物中加入一第一填料，並以攪拌速度為80rpm的條件下，攪拌30-40分鐘，以成為一第二混合物(S400)；以及將該第二填 料與該第二混合物混合，混合均勻後即得一水性環保塗料(S500)。其中該第一填料為上述本發明水性環保塗料之基料。

進一步地，本發明水性環保塗料之製備方法中，所述之第二填料可進一步進行過篩步驟，以作為分成各種不同粒徑大小之微珠。

實施例1

一種最佳化水性環保塗料，其成分按重量百分比計算：鈦白粉15%、白雲母粉2%、矽藻土3%、滑石粉5%、高嶺土3%、氧化鋅1%、石英粉(二氧化矽)3%、光觸媒粉3%、空心玻璃微珠10%、水性丙烯酸樹脂45%以及去離子水10%，其中所述之空心玻璃微珠包含有粒徑70μm、粒徑65μm、粒徑60μm以及粒徑45μm的四種不同粒徑大小的空心玻璃微珠，其分別占空心玻璃微珠總體的2：3：3：2之比例。

一種最佳化水性環保塗料的製備方法，其包含下列步驟：a.首先將空心玻璃微珠進行粉碎與研磨步驟，研磨後再將空心玻璃微珠進行過篩步驟以獲得粒徑70μm、粒徑65μm、粒徑60μm以及粒徑45μm的四種不同粒徑大小的空心玻璃微珠，備用；b.製備一水性丙烯酸乳液：於常溫下，將水性丙烯酸樹脂與去離子水加入攪拌機中，以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15分鐘進行混合；c.於上述步驟b製得的水性丙烯酸乳液中加入塗料成膜助劑、塗料分散劑、消泡劑、防腐劑，以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15分鐘，以成為阻隔型隔熱塗料的第一混合物；d.於步驟c所得的第一混合物中加入鈦白粉、白雲母粉、矽藻土、滑石粉、高嶺土、氧化鋅、石英粉(二氧化矽)以及光觸媒粉，以攪拌速度為80rpm的條件下，攪拌30分鐘，以成為阻隔型隔熱塗料的第二混合物；e.最後將步驟a所得的四種不同 粒徑大小的空心玻璃微珠，分別為粒徑70μm、粒徑65μm、粒徑60μm以及粒徑45μm，依2：3：3：2之比例與第二混合物混合，混合均勻後即得一最佳化水性環保塗料。

將上述製得最佳化水性環保塗料進行隔熱測試，請參閱表1-1，結果顯示塗膜前與塗膜後的溫度差異可高達20℃以上，說明本發明的最佳化水性環保塗料能有效降低熱傳導速度。其中該室內封閉式測試，是於封閉式屋內使用燈泡模擬室外太陽光照射的條件下進行，且模擬屋四面是由鐵片組合，以模擬更嚴苛的環境。由於塗料厚度會影響隔熱效果，因此建議噴塗厚度為0.5mm。

進一步地，將最佳化水性環保塗料進行抗凍測試，請參閱圖2，圖2為本發明實施例1的抗凍分析圖，結果顯示將噴塗上最佳化水性環保塗料的塗層放置於零下23℃、七天後，其塗層表面沒有任何起泡、裂痕的現象，說明本發明的最佳化水性環保塗料具有抗凍功能。

接著，再將最佳化水性環保塗料進行防水、防鏽、防塩霧測試，請參閱圖3，圖3為本發明實施例1的防水、防鏽、防塩霧分析圖，結果顯示將噴塗上最佳化水性環保塗料的塗層放置於高濃度鹽水(大約多少濃度的NaCl)、二個月後，其塗層表面無生繡起泡、裂痕的現象，說明本發明的最佳化水性環保塗料具有防水、防鏽、防塩霧功能。

再者，將最佳化水性環保塗料進行自然環境測試，請參閱圖4，圖4為本發明實施例1的自然環境測試分析圖，結果顯示於鐵皮屋表面噴上0.5mm的最佳化水性環保塗料的測試塗層，經過一年以上的日光照射、風吹雨打的自然環境測試，其表面無生繡起泡、裂紋等問題產生，說明本發明的最佳化水性環保塗料具有隔熱、防塩霧、防鏽、防塵、防水、防凍以及防霉等七效合一之功能。

實施例2

一種阻隔型隔熱塗料，其成分按重量百分比計算：矽藻土10%、鈦白粉10%、氧化鋅1%、石英粉5%、高嶺土5%、空心玻璃微珠10%、空心陶瓷微珠4%、水性丙烯酸樹脂45%以及去離子水10%，其中所述之空心玻璃微珠包含有粒徑70μm、粒徑65μm、粒徑60μm以及粒徑45μm的四種不同粒徑大小的空心玻璃微珠，其分別占空心玻璃微珠總體的2：3：3：2之比例。

其中該水性丙烯酸樹脂包含有助劑，以作為塗料攪拌過程中改變塗料性能而添加，該助劑分別為塗料成膜助劑3%、塗料分散劑2%、消泡劑0.3%、防腐劑0.1~0.2%。

一種阻隔型隔熱塗料的製備方法，其包含下列步驟：a.首先 將空心玻璃微珠與空心陶瓷微珠進行粉碎與研磨步驟，研磨後再將空心玻璃微珠進行過篩步驟以獲得粒徑70μm、粒徑65μm、粒徑60μm以及粒徑45μm的四種不同粒徑大小的空心玻璃微珠，備用；b.製備一水性丙烯酸乳液：於常溫下，將水性丙烯酸樹脂與去離子水加入攪拌機中，以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15分鐘進行混合；c.於上述步驟b製得的水性丙烯酸乳液中加入塗料成膜助劑、塗料分散劑、消泡劑、防腐劑，以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15分鐘，以成為阻隔型隔熱塗料的第一混合物；d.於步驟c所得的第一混合物中加入矽藻土、鈦白粉、氧化鋅、石英粉以及高嶺土，以攪拌速度為80rpm的條件下，攪拌30分鐘，以成為阻隔型隔熱塗料的第二混合物；e.最後將步驟a所得的空心陶瓷微珠與四種不同粒徑大小的空心玻璃微珠，分別為粒徑70μm、粒徑65μm、粒徑60μm以及粒徑45μm，依2：3：3：2之比例與第二混合物混合，混合均勻後即得一阻隔型隔熱塗料。

實施例3

一種反射型隔熱塗料，其成分按重量百分比計算：矽藻土3%、白雲母粉6%、鈦白粉15%、氧化鋅1%、石英粉5%、高嶺土5%、空心玻璃微珠10%、水性丙烯酸樹脂45%以及去離子水10%，其中所述之空心玻璃微珠包含有粒徑70μm、粒徑65μm、粒徑60μm以及粒徑45μm的四種不同粒徑大小的空心玻璃微珠，其分別占空心玻璃微珠總體的2：3：3：2之比例。

其中該水性丙烯酸樹脂包含有助劑，以作為塗料攪拌過程中改變塗料性能而添加，該助劑分別為塗料成膜助劑3%、塗料分散劑2%、消泡劑0.3%、防腐劑0.1~0.2%。

一種反射型隔熱塗料的製備方法，其包含下列步驟：a.首先將空心玻璃微珠進行粉碎與研磨步驟，研磨後再過篩步驟以獲得粒徑70μm、粒徑65μm、粒徑60μm以及粒徑45μm的四種不同粒徑大小的空心玻璃微珠，備用；b.製備一水性丙烯酸乳液：於常溫下，將水性丙烯酸樹脂與去離子水加入攪拌機中，以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15分鐘進行混合；c.於上述步驟b製得的水性丙烯酸乳液中加入塗料成膜助劑、塗料分散劑、消泡劑、防腐劑，以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15分鐘，以成為反射型隔熱塗料的第一混合物；d.於步驟c所得的第一混合物中加入矽藻土、白雲母粉、鈦白粉、氧化鋅、石英粉以及高嶺土，以攪拌速度為80rpm的條件下，攪拌30分鐘，以成為反射型隔熱塗料的第二混合物；e.最後將步驟a所得的四種不同粒徑大小的空心玻璃微珠，分別為粒徑70μm、粒徑65μm、粒徑60μm以及粒徑45μm，依2：3：3：2之比例與第二混合物混合，混合均勻後即得一反射型隔熱塗料。

實施例4

一種隔熱底漆型隔熱塗料A，其成分按重量百分比計算：矽藻土5%、石英粉10%、高嶺土3%、發泡玻璃微珠10%、空心陶瓷微珠2%、空心玻璃微珠10%、水泥5%、水性丙烯酸樹脂45%以及去離子水10%，其中所述之空心玻璃微珠包含有粒徑70μm、粒徑65μm、粒徑60μm以及粒徑45μm的四種不同粒徑大小的空心玻璃微珠，其分別占空心玻璃微珠總體的2：3：3：2之比例。

其中該水性丙烯酸樹脂包含有助劑，以作為塗料攪拌過程中改變塗料性能而添加，該助劑分別為塗料成膜助劑3%、塗料分散劑2%、消 泡劑0.3%、防腐劑0.1~0.2%。

一種隔熱底漆型隔熱塗料A的製備方法，其包含下列步驟：a.首先將發泡玻璃微珠、空心陶瓷微珠及空心玻璃微珠進行粉碎與研磨步驟，研磨後再將空心玻璃微珠進行過篩步驟以獲得粒徑70μm、粒徑65μm、粒徑60μm以及粒徑45μm的四種不同粒徑大小的空心玻璃微珠，備用；b.製備一水性丙烯酸乳液：於常溫下，將水性丙烯酸樹脂與去離子水加入攪拌機中，以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15分鐘進行混合；c.於上述步驟b製得的水性丙烯酸乳液中加入塗料成膜助劑、塗料分散劑、消泡劑、防腐劑，以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15分鐘，以成為隔熱底漆型隔熱塗料A的第一混合物；d.於步驟c所得的第一混合物中加入矽藻土、石英粉以及高嶺土，以攪拌速度為80rpm的條件下，攪拌30分鐘，以成為隔熱底漆型隔熱塗料A的第二混合物；c.將步驟a所得的發泡玻璃微珠、空心陶瓷微珠及四種不同粒徑大小的空心玻璃微珠，分別為粒徑70μm、粒徑65μm、粒徑60μm以及粒徑45μm，依2：3：3：2之比例與第二混合物混合，最後再加入水泥20%，混合均勻後即得一隔熱底漆型隔熱塗料A。

實施例5

一種隔熱底漆型隔熱塗料B，其成分按重量百分比計算：氧化鋅1%、高嶺土10%、空心陶瓷微珠20%、沸石粉10%、石英粉4%、水性丙烯酸樹脂45%以及去離子水10%，其中所述之空心陶瓷微珠的粒徑大小為150μm。

其中該水性丙烯酸樹脂包含有助劑，以作為塗料攪拌過程中改變塗料性能而添加，該助劑分別為塗料成膜助劑3%、塗料分散劑2%、消 泡劑0.3%、防腐劑0.1~0.2%。

一種隔熱底漆型隔熱塗料B的製備方法，其包含下列步驟：a.首先將空心陶瓷微珠進行粉碎與研磨步驟，研磨後再將空心陶瓷微珠進行過篩步驟以獲得粒徑150μm大小的空心陶瓷微珠，備用；b.製備一水性丙烯酸乳液：於常溫下，將水性丙烯酸樹脂與去離子水加入攪拌機中，以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15分鐘進行混合；c.於上述步驟b製得的水性丙烯酸乳液中加入塗料成膜助劑、塗料分散劑、消泡劑、防腐劑，以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15分鐘，以成為隔熱底漆型隔熱塗料B的第一混合物；d.於步驟c所得的第一混合物中加入氧化鋅、沸石粉、石英粉以及高嶺土，以攪拌速度為80rpm的條件下，攪拌30分鐘，以成為隔熱底漆型隔熱塗料B的第二混合物；e.最後將步驟a所得的粒徑大小為150μm的空心陶瓷微珠與第二混合物混合，混合均勻後即得一隔熱底漆型隔熱塗料B。

實施例6

一種隔熱底漆型隔熱塗料C，其成分按重量百分比計算：氧化鋅1%、高嶺土10%、空心陶瓷微珠20%、沸石粉4%、石英粉10%、水性丙烯酸樹脂45%以及去離子水10%，其中所述之空心陶瓷微珠的粒徑大小分別有150μm及50nm，其各占空心陶瓷微珠總體比例的1：1。

其中該水性丙烯酸樹脂包含有助劑，以作為塗料攪拌過程中改變塗料性能而添加，該助劑分別為塗料成膜助劑3%、塗料分散劑2%、消泡劑0.3%、防腐劑0.1~0.2%。

一種隔熱底漆型隔熱塗料C的製備方法，其包含下列步驟：a.首先將空心陶瓷微珠進行粉碎與研磨步驟，研磨後再將空心陶瓷微珠進行 過篩步驟以分別獲得粒徑150μm與50nm大小的空心陶瓷微珠，備用；b.製備一水性丙烯酸乳液：於常溫下，將水性丙烯酸樹脂與去離子水加入攪拌機中，以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15分鐘進行混合；c.於上述步驟b製得的水性丙烯酸乳液中加入塗料成膜助劑、塗料分散劑、消泡劑、防腐劑，以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15分鐘，以成為隔熱底漆型隔熱塗料C的第一混合物；d.於步驟c所得的第一混合物中加入氧化鋅、沸石粉、石英粉以及高嶺土，以攪拌速度為80rpm的條件下，攪拌30分鐘，以成為隔熱底漆型隔熱塗料C的第二混合物；e.最後將步驟a所得粒徑大小為150μm與50nm的空心陶瓷微珠，以1：1之比例與第二混合物混合，混合均勻後即得一隔熱底漆型隔熱塗料C。

本發明為呈現解決問題所採用的技術手段較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍，即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所作的均等變化與修飾，皆為本發明專利所涵蓋。

S100~S500‧‧‧步驟

Claims (7)

1. 一種水性環保塗料，其包含有：一基料，其中該基料的重量百分比為40-50%，該基料包括有一磷酸鋅、一立德粉其中一種以上之成分，另包括雲母粉係絹白雲母粉；一丙烯酸樹脂，其中該丙烯酸樹脂的重量百分比為40-50%；以及一去離子水，其中該去離子水的重量百分比為5-15%。
2. 如申請專利範圍第1項所述之水性環保塗料，其中該基料另包括鈦白粉係選自由GR複合鈦白顏料、金紅石鈦白粉及銳鈦型鈦白粉所組成之群組。
3. 如申請專利範圍第1項所述之水性環保塗料，其中該基料另包括微珠係選自由發泡玻璃微珠、中空玻璃微珠、粉煤灰空心玻璃微珠及中空陶瓷微珠所組成之群組，其中所述之粉煤灰空心玻璃微珠係粒徑70μm、粒徑65μm、粒徑60μm以及粒徑45μm的四種不同粒徑大小的粉煤灰空心玻璃微珠，其分別占粉煤灰空心玻璃微珠總體的2：3：3：2之比例加入與該組成之群組做混合。
4. 如申請專利範圍第1項所述之水性環保塗料，其中該水性環保塗料更包含有一奈米粉體，其中該奈米粉體係選自由奈米陶瓷粉體碳化矽(奈米碳化矽，Nano-Silicon Carbide，Sic)、奈米氧化鋅(Nano-Zinc Oxide)、氧化石墨烯(Graphene Oxide，GO)、奈米石墨粉、奈米氧化鈷(Nano-Cobalt Oxide)、奈米四氧化三鐵(Nano-Iron(II)Iron(III)Oxide)、奈米氧化鋅(Nano-Zinc Oxide)、奈米氧化鋯(Nano-Zirconium Dioxide；Nano-Zirconium(IV)Oxide)、奈米碳化鉬(Nano-Molybdenum Carbide)、奈米碳化鎢 (Nano-Tungsten Carbide)、以及奈米氧化鋅(Nano-Zinc Oxide)所組成之群組。
5. 如申請專利範圍第1項所述之水性環保塗料，其中該水性環保塗料更包含有一助劑，其中該助劑係選自由塗料分散劑、塗料成膜助劑、水性流平劑、消泡劑、流變助劑(增稠劑)、十六烷基三甲基氯化銨(Trimethylhexadecylammonium chloride，CTAC、CETAC)、矽烷偶聯劑(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane，KH560)、保護劑(Solid Film Protect Reagent，DJB-823)及防腐劑所組成之群組。
6. 一種如申請專利範圍第1項所述之水性環保塗料的製備方法，其包含下列步驟：將一微珠進行粉碎與研磨步驟，以取得一第二填料；於常溫下，將水性丙烯酸樹脂與去離子水先行混合，並以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15-20分鐘以成為一水性丙烯酸乳液；於該水性丙烯酸乳液加入一助劑，並以攪拌速度為2000rpm的條件下，攪拌15-20分鐘，以成為一第一混合物；接著再於該第一混合物中加入一第一填料，並以攪拌速度為80rpm的條件下，攪拌30-40分鐘，以成為一第二混合物，其中該第一填料為如申請專利範圍第2項所述之基料；以及將該第二填料與該第二混合物混合，混合均勻後即得一水性環保塗料。
7. 如申請專利範圍第7項所述之水性環保塗料的製備方法，其中該第二填料可進一步進行一過篩步驟。

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