CN113122131A - 水性涂料与其形成的方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供之水性涂料的形成方法，包括：(a)将四烷氧硅烷、金属盐的酸性水溶液与三烷氧基烷基硅烷反应形成寡聚物，其中金属盐包括钒盐、钛盐、或锆盐；(b)取该寡聚物与二氧化硅胶体粒子反应形成改性寡聚物；以及(c)取该改性寡聚物与三烷氧基环氧基硅烷反应形成水性涂料。
Description
【技术领域】
本公开涉及水性涂料，更特别地涉及水性涂料的形成方法。
【背景技术】
全球金属前处理/防蚀涂料市场需求约170万吨、40亿美金，亚洲地区约占37％，而广泛应用的材料有磷酸盐与铬酸盐(86％)、无铬涂料(1％)及其他(13％)。目前就金属皮膜处理防蚀性以六价铬是最佳的，但随着环保意识上升与国际规范愈趋严格，无铬涂装为环保新技术发展主轴。另外，传统水性涂料中添加大量表面活性剂，达到稳定分散粒子，然而其干燥成膜后，表面活性剂的亲水基会吸水而导致涂膜防蚀性下降。
综上所述，目前亟需新的无铬水性防蚀涂料。
【发明内容】
本公开的一个实施例提供水性涂料的形成方法，包括：(a)将四烷氧硅烷、金属盐的酸性水溶液与三烷氧基烷基硅烷反应形成寡聚物(oligomer)，其中金属盐包括钒盐、钛盐、或锆盐；(b)取该寡聚物与二氧化硅胶体粒子(colloidal silica)反应形成改性寡聚物；以及(c)取该改性寡聚物与三烷氧基环氧基硅烷反应形成水性涂料。
本公开的一个实施例提供水性涂料，包括：由改性寡聚物与三烷氧基环氧基硅烷反应而成的产物；其中该改性寡聚物由寡聚物与二氧化硅胶体粒子(colloidal silica)反应而成；其中该寡聚物由四烷氧硅烷、金属盐的酸性水溶液与三烷氧基烷基硅烷反应而成。
【具体实施方式】
本公开的一个实施例提供水性涂料的形成方法：(a)将四烷氧硅烷、金属盐的酸性水溶液与三烷氧基烷基硅烷反应形成寡聚物，其中金属盐包括钒盐、钛盐、或锆盐；(b)取寡聚物与二氧化硅胶体粒子反应形成改性寡聚物；以及(c)取改性寡聚物与三烷氧基环氧基硅烷反应形成水性涂料。在一些实施例中，四烷氧硅烷与金属盐的重量比可介于约1∶0.01至1∶0.3之间，例如约1∶0.01-0.05、约1∶0.05-0.10、约1∶0.10-0.15、约1∶0.15-0.20、约1∶0.20-0.25、约1∶0.25-0.3等，但不限于此。若金属盐的比例过低，则形成的皮膜电化学交流阻抗值较低，表示皮膜腐蚀抑制能力较不足，防蚀性较差；若金属盐的比例过高，则形成的涂料pH可能过低，影响皮膜致密性。四烷氧硅烷与三烷氧基烷基硅烷的重量比介于1∶0.1至1∶3.0之间，例如1∶0.1-0.5、1∶0.5-1.0、1∶1.0-1.5、1∶1.5-2.0、1∶2.0-2.5、或1∶2.5-3.0等，但不限于此。若三烷氧基烷基硅烷的比例过低，则寡聚物稳定性可能不足易胶化，皮膜疏水性不足使亲水腐蚀因子容易渗透至基材。若三烷氧基烷基硅烷的比例过高，则寡聚物可能较疏水，涂料相分离产生悬浮物。在一些实施例中，四烷氧硅烷与二氧化硅胶体粒子的重量比介于1∶0.2至1∶1.5之间，例如约1∶0.2-0.4、1∶0.4-0.5、1∶0.5-0.7、1∶0.7-0.9、1∶0.9-1.2、1∶1.2-1.3、1∶1.3-1.4或1∶1.4-1.5等，但不限于此。若二氧化硅胶体粒子的比例过低则皮膜致密性可能不足。若二氧化硅胶体粒子的比例过高，则皮膜亲水性可能过高。在一些实施例中，四烷氧硅烷与三烷氧基环氧基硅烷的重量比介于1∶1.0至1∶10.0之间，例如约1∶1.0-2.0、1∶2.0-2.5、1∶2.5-3.0、1∶3.0-4.0、1∶4.0-5.0、1∶5.0-6.0、1∶6.0-7.0、1∶7.0-8.0、1∶8.0-9.0、或1∶9.0-10.0等，但不限于此。若三烷氧基环氧基硅烷的比例过低则涂料稳定性不足、皮膜与基材附着性不足；若三烷氧基环氧基硅烷的比例过高，则涂料相分离产生悬浮物。
在一些实施例中，四烷氧硅烷包括四甲氧基硅烷(Tetramethoxysilane，TMOS)、四乙氧基硅烷(Tetraethoxysilane，TEOS)、四丙氧基硅烷(Tetrapropoxysilane，TPOS)或上述的组合。在一些实施例中，三烷氧基烷基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷(Methyltrimethoxysilane)、甲基三乙氧基硅烷(Methyltriethoxysilane)、聚乙二醇改性的三烷氧基硅烷(Polyethyleneglycol-modified trialkoxysilane)或上述的组合。在一些实施例中，三烷氧基环氧基硅烷包括3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷(3-glycidyloxypropyl)-trimethoxysilane)、3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷((3-glycidyloxypropyl)-triethoxysilane)或上述的组合。本公开藉由导入双官能基、三官能基等硅氧烷前驱体进行共聚合，可以合成半线性梯状(ladder)结构的溶胶-凝胶氧化硅材料，拥有较佳成膜性。
在一些实施例中，钒盐的酸性水溶液的pH值约为2至4之间，例如pH约为3，但不限于此。钛盐或锆盐的酸性水溶液的pH值约为4至5之间，但不限于此。若pH过低，则金属盐的水溶液不稳定易析出固体或影响皮膜致密性；若pH过高，则涂料稳定性不足。在一些实施例中，金属盐的酸性水溶液的酸包括磷酸、醋酸或上述的组合。本公开利用溶胶-凝胶氧化硅材料的pH等电点(isoelectric point)特性来控制反应pH值，当pH低时氧化硅无机粒子材料表面呈现亲水性，有利于无机粒子分散于水相溶液，而干燥过程中待其中酸挥发后，pH值上升促进溶胶-凝胶涂膜交联，涂膜表面恢复电中性不吸水，因此能达到良好防水防蚀性。
在一些实施例中，二氧化硅胶体粒子的粒径介于约15至30nm之间，例如约15nm、20nm、25nm、30nm等，但不限于此。若二氧化硅胶体粒子的粒径过小，则胶体粒子易聚集沉淀；若二氧化硅胶体粒子的粒径过大，则分散性不足使涂料混浊。
在一些实施例中，还包括将助剂、水性树脂或上述的组合添加至水性涂料内。助剂可为消泡剂、成膜助剂或上述的组合，但不限于此。水性树脂可为聚醋酸乙烯酯(Polyvinylacetate,PVAc)、丙烯酸类(Acrylic)或上述的组合，但不限于此。水性树脂添加量约50～75wt％，若水性树脂添加量过少，则形成皮膜的耐弯曲性不足，不利加工。若水性树脂添加量过多，则形成皮膜的防蚀性下降。
本公开的另一实施例提供一种水性涂料，包括：由改性寡聚物与三烷氧基环氧基硅烷反应而成的产物，其中改性寡聚物由寡聚物与二氧化硅胶体粒子反应而成，其中寡聚物由四烷氧硅烷、金属盐的酸性水溶液与三烷氧基烷基硅烷反应而成。水性涂料与前述类似，在此不重述。
本公开开发的将不同种类硅氧烷前驱体以溶胶-凝胶方法包覆含金属與氧的化合物制备混成(hybrid)的树脂涂料，可以直接替代钝化皮膜，材料设计上需具良好成膜性、与金属附着性/烤漆附着性，以及从材料化学交联设计，满足传统钝化制程的设备，使金属加工厂不须大幅变动设备，可加速导入新技术，兼顾水性化、自分散交联设计，满足金属钝化防蚀需求。
为让本公开之上述内容和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，作详细说明。
[实施例]
实施例1
将偏钒酸钠(NaVO3)水溶液以85wt％的磷酸(H3PO4)调整至pH2～4，配制钒盐的酸性水溶液，并将其与四乙氧基硅烷(Tetraethoxysilane，TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(Methyltriethoxysilane，A162)混合于水中，在常温下搅拌3小时。接着加入二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidal silica dispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)，于常温下持续搅拌30分钟；再加入3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷((3-glycidyloxypropyl)-trimethoxysilane，A187)，于常温下持续反应至隔夜，得到水性涂料。上述水性涂料中的成分用量如表1所示。水性涂料的物化性质如下：涂料固体含量17.85％，pH值3.09，粘度2.27cps，平均粒径69.74nm，Zeta电位为-2.67mV。
实施例2
将偏钒酸钠(NaVO3)水溶液以85wt％的磷酸(H3PO4)调整至pH2～4，配制钒盐的酸性水溶液，并将其与四乙氧基硅烷(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(A162)混合于水中，在常温下搅拌3小时；接着加入二氧化硅胶体粒子溶液(Colloidal silica dispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)，于常温下持续搅拌30分钟；再加入3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)，于常温下持续反应至隔夜，得到水性涂料。上述水性涂料中的成分用量如表1所示。水性涂料的物化性质如下：涂料固体含量17.85％，pH值2.99，粘度2.27cps，平均粒径69.74nm，Zeta电位为-2.67mV。
实施例3
将偏钒酸钠(NaVO3)水溶液以85wt％的磷酸(H3PO4)调整至pH2～4，配制钒盐的酸性水溶液，并将其与四乙氧基硅烷(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(A162)混合于水中，在常温下搅拌3小时；接着加入二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidal silica dispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)，于常温下持续搅拌30分钟；再加入3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)，于常温下持续反应至隔夜，得到水性涂料。上述水性涂料中的成分用量如表1所示。水性涂料的物化性质如下：涂料固体含量17.85％，pH值3.07，粘度3.36cps，平均粒径69.74nm，Zeta电位为-2.67mV。
实施例4
将偏钒酸钠(NaVO3)水溶液以85wt％的磷酸(H3PO4)调整至pH2～4，配制钒盐的酸性水溶液，并将其与四乙氧基硅烷(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(A162)混合于水中，在常温下搅拌3小时；接着加入二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidal silica dispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)，于常温下持续搅拌30分钟；再加入3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)，于常温下持续反应至隔夜，得到水性涂料。上述水性涂料中的成分用量如表1所示。水性涂料的物化性质如下：涂料固体含量17.85％，pH值2.99，粘度3.34cps，平均粒径69.74nm，Zeta电位为-2.67mV。
实施例5
将偏钒酸钠(NaVO3)水溶液以85wt％的磷酸(H3PO4)调整至pH2～4，配制钒盐的酸性水溶液，并将其与四乙氧基硅烷(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(A162)混合于水中，在常温下搅拌3小时；接着加入二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidal silica dispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)，于常温下持续搅拌30分钟；再加入3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)，于常温下持续反应至隔夜，得到水性涂料。上述水性涂料中的成分用量如表1所示。水性涂料的物化性质如下：涂料固体含量17.85％，pH值2.87，粘度3.71cps，平均粒径69.74nm，Zeta电位为-2.67mV。
实施例6
将偏钒酸钠(NaVO3)水溶液以85wt％的磷酸(H3PO4)调整至pH2～4，配制钒盐的酸性水溶液，并将其与四乙氧基硅烷(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(A162)混合于水中，在常温下搅拌3小时；接着加入二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidal silica dispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)，于常温下持续搅拌30分钟；再加入3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)，于常温下持续反应至隔夜，得到水性涂料。上述水性涂料中的成分用量如表1所示。水性涂料的物化性质如下：涂料固体含量17.85％，pH值3.02，粘度3.12cps，平均粒径69.74nm，Zeta电位为-2.67mV。
实施例7
将偏钒酸钠(NaVO3)水溶液以85wt％的磷酸(H3PO4)调整至pH2～4，配制钒盐的酸性水溶液，并将其与四乙氧基硅烷(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(A162)混合于水中，在常温下搅拌3小时；接着加入二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidal silica dispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)，于常温下持续搅拌30分钟；再加入3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)，于常温下持续反应至隔夜，得到水性涂料。上述水性涂料中的成分用量如表1所示。水性涂料的物化性质如下：涂料固体含量17.85％，pH值2.96，粘度3.14cps，平均粒径69.74nm，Zeta电位为-2.67mV。
表1
比较例1
将偏钒酸钠(NaVO3)水溶液以85％的磷酸(H3PO4)调整至pH2～4，配制钒盐的酸性水溶液，并将其与甲基三乙氧基硅烷(A162)混合于水中(未添加TEOS)，在常温下搅拌3小时；接着加入二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidal silica dispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)，于常温下持续搅拌30分钟；再加入3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)，于常温下持续反应至隔夜，结果溶液有悬浮物。上述的成分用量如表2所示。
比较例2
将偏钒酸钠(NaVO3)水溶液以85wt％的磷酸(H3PO4)调整至pH2～4，配制钒盐的酸性水溶液，并将其与四乙氧基硅烷(TEOS)混合于水中(未添加A162)，在常温下搅拌3小时；接着加入二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidal silica dispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)，于常温下持续搅拌30分钟；再加入3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)，于常温下持续反应至隔夜，结果溶液有悬浮物。上述的成分用量如表2所示。
比较例3
将偏钒酸钠(NaVO3)水溶液以85wt％的磷酸(H3PO4)调整至pH2～4，配制钒盐的酸性水溶液，并将其与四乙氧基硅烷(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(A162)混合于水中，在常温下搅拌3小时；接着加入二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidal silica dispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)，于常温下持续反应至隔夜(未添加A187)，结果溶液有悬浮物。上述的成分用量如表2所示。
比较例4
将偏钒酸钠(NaVO3)水溶液以85wt％的磷酸(H3PO4)调整至pH2～4，配制钒盐的酸性水溶液，并将其与四乙氧基硅烷(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(A162)混合于水中，在常温下搅拌3小时；接着加入3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)，于常温下持续反应至隔夜(未添加CT20DH)，结果溶液有悬浮物。上述的成分用量如表2所示。
比较例5
将磷酸(换算后约0.36g)水溶液与四乙氧基硅烷(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(A162)混合于水中(未添加NaVO3)，在常温下搅拌3小时；接着加入二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidal silica dispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)，于常温下持续搅拌30分钟；再加入3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)，于常温下持续反应至隔夜。上述的成分用量如表2所示。
比较例6
将磷酸(换算后约0.18g)水溶液与四乙氧基硅烷(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(A162)混合于水中(未添加NaVO3)，在常温下搅拌3小时；接着加入二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidal silica dispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)，于常温下持续搅拌30分钟；再加入3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)，于常温下持续反应至隔夜。上述的成分用量如表2所示。
表2
由上表结果可知，添加钒盐的水性涂料中，需结合硅氧烷化合物及胶体粒子方能维持良好稳定性。
比较例7
将偏钒酸钠(NaVO3)水溶液以85wt％的磷酸(H3PO4)调整至pH2～4，配制钒盐的酸性水溶液，并将其与2.145g四乙氧基硅烷(TEOS)、5.355g甲基三乙氧基硅烷(A162)混合于水中，在常温下搅拌3小时；接着加入7.5g二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidal silicadispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT30DH，粒径10nm，固体含量约22wt％)，于常温下持续搅拌30分钟；再加入15g的3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)，于常温下持续反应至隔夜。结果溶液有聚集物产生，显示胶体粒子的粒径亦会影响水性涂料之稳定性。
比较例8
将偏钒酸钠(NaVO3)水溶液以85wt％的磷酸(H3PO4)调整至pH2～4，配制钒盐的酸性水溶液，并将其与2.145g四乙氧基硅烷(TEOS)、5.355g的甲基三乙氧基硅烷(A162)、7.5g的二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidal silica dispersion，购自AkzoNobel，LavasilCT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)及15g的3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)混合于水中，在常温下反应隔夜。结果溶液有悬浮物产生。
比较例9
将偏钒酸钠(NaVO3)水溶液以85％的磷酸(H3PO4)调整至pH2～4，配制钒盐的酸性水溶液，并将其与2.145g四乙氧基硅烷(TEOS)、5.355g的甲基三乙氧基硅烷(A162)混合于水中，在常温下搅拌3小时后，接着加入15g的3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)，常温继续反应隔夜；之后再加入7.5g的二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidal silicadispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)，于常温下持续搅拌30分钟。结果溶液有沉淀物产生。
比较例10
将偏钒酸钠(NaVO3)水溶液以85％的磷酸(H3PO4)调整至pH2～4，配制钒盐的酸性水溶液，并将其与2.145g四乙氧基硅烷(TEOS)、5.355g的甲基三乙氧基硅烷(A162)混合于水中，在常温下搅拌3小时后，接着加入7.5g的二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidalsilica dispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)及15g的3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)，常温继续反应隔夜。结果溶液有悬浮物产生。由上述可知，反应物的添加顺序有助于水性涂料的稳定性。
实施例8
分别取实施例1至实施例7的水性涂料、比较例5与6的水性涂料、与钒盐水溶液(依比较例1的配制方式)，以淋涂方式涂布于酸洗处理后的铝板基材上，于60℃下烘干10分钟后，再于200℃下烘干10分钟，以形成涂层。取以六价铬处理(大同提供)的酸洗铝板，于60℃下烘干10分钟后，再于200℃下烘干10分钟。接着以电化学阻抗频谱(ElectrochemicalImpedance Spectroscopy,EIS)方法测量皮膜阻抗(Ohm·cm2)、以ASTM D3359方法测量皮膜附着性，测试结果如表3所示。
表3
由上述可知，直接以钒酸、磷酸(比较例5、6)或铬酸处理的防蚀阻抗都在104～105Ohm·cm2，而本公开中水性涂料的皮膜EIS阻抗可达到106Ohm·cm2。
实施例9
取实施例1的水性涂料以淋涂方式涂布于酸洗处理后铝板基材上，并取六价铬处理(大同提供)、BASF
以及Henkel
处理的酸洗铝板皆于60℃下烘干10分钟后，再于200℃下烘干10分钟，接着以ASTM B117方法进行盐雾测试。
表4
由上述可知，盐雾试验比较结果显示相较于六价铬处理、BASF
及Henkel
皮膜，本公开的水性涂料表现明显较佳。
实施例10
配制1N六氟钛酸(H2TiF6)水溶液(Dihydrogen hexafluorotitanate，购自AlfaAesar，浓度60wt％)与四乙氧基硅烷(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(A162)混合于水中，在常温下搅拌3小时；接着加入二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidal silica dispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)，于常温下持续搅拌30分钟；再加入3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)，于常温下持续反应至隔夜，随即以10wt％的氢氧化钠溶液(NaOH)调整至pH 4～5。上述的成分用量如表4-5所示。水性涂料的物化性质如下：涂料固体含量16.5％，pH值5.1，粘度1.3cps。
实施例11
配制1N六氟锆酸(H2ZrF6)水溶液(Dihydrogen hexafluorotitanate，购自Aldrich，浓度50wt％)与四乙氧基硅烷(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(A162)混合于水中，在常温下搅拌3小时；接着加入二氧化硅胶体粒子分散液(Colloidal silica dispersion，购自AkzoNobel，Lavasil CT20DH，粒径20nm，固体含量约34-35wt％)，于常温下持续搅拌30分钟；再加入3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)，于常温下持续反应至隔夜，随即以10wt％的氢氧化钠溶液(NaOH)调整至pH 4～5。上述的成分用量如表4-5所示。水性涂料的物化性质如下：涂料固体含量16.0％，pH值4.5，粘度1.7cps。
表5
实施例12
分别取实施例10及11的水性涂料，以淋涂方式涂布于酸洗处理后的铝板基材上，于60℃下烘干10分钟后，再于200℃下烘干10分钟，以形成涂层。接着以电化学阻抗频谱(EIS)方法测量皮膜阻抗(Ohm·cm2)、以ASTM D3359方法测量皮膜附着性，测试结果如表6所示。
表6
由上述可知，皮膜EIS阻抗比较结果显示相较于直接以磷酸(比较例5)处理的防蚀阻抗，本公开的水性涂料(实施例10、11)表现较佳。
实施例13
取实施例10及11的水性涂料以淋涂方式涂布于酸洗处理后铝板基材上，于60℃下烘干10分钟后，再于200℃下烘干10分钟，接着以ASTM B117方法进行盐雾测试。
表6
由上述可知，盐雾试验比较结果显示相较于BASF
及Henkel
皮膜，本公开的水性涂料表现明显较佳。
虽然本公开已以数个较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本公开，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本公开的精神和范围内，当可作任意的改动与润饰，因此本公开的保护范围应当以后附的权利要求书中界定的范围为准。
Claims (26)
1.一种水性涂料的形成方法，包括：
(a)将四烷氧硅烷、金属盐的酸性水溶液与三烷氧基烷基硅烷反应形成寡聚物，其中该金属盐包括钒盐、钛盐、或锆盐；
(b)取该寡聚物与二氧化硅胶体粒子反应形成改性寡聚物；以及
(c)取该改性寡聚物与三烷氧基环氧基硅烷反应形成水性涂料。
2.如权利要求1所述的水性涂料的形成方法，其中四烷氧硅烷与金属盐的重量比介于1:0.01至1:0.3之间。
3.如权利要求1所述的水性涂料的形成方法，其中四烷氧硅烷与三烷氧基烷基硅烷的重量比介于1:0.1至1:3.0之间。
4.如权利要求1所述的水性涂料的形成方法，其中四烷氧硅烷与二氧化硅胶体粒子的重量比介于1:0.2至1:1.5之间。
5.如权利要求1所述的水性涂料的形成方法，其中四烷氧硅烷与三烷氧基环氧基硅烷的重量比介于1:1.0至1:10.0之间。
6.如权利要求1所述的水性涂料的形成方法，其中四烷氧硅烷包括四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷或上述的组合。
7.如权利要求1所述的水性涂料的形成方法，其中三烷氧基烷基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、聚乙二醇改性的三烷氧基硅烷或上述的组合。
8.如权利要求1所述的水性涂料的形成方法，其中三烷氧基环氧基硅烷包括3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷或上述的组合。
9.如权利要求1所述的水性涂料的形成方法，其中钒盐的酸性水溶液的pH值介于2至4之间。
10.如权利要求1所述的水性涂料的形成方法，其中钛盐或锆盐的酸性水溶液的pH值介于4至6之间。
11.如权利要求1所述的水性涂料的形成方法，其中金属盐的酸性水溶液的酸包括磷酸、醋酸或上述的组合。
12.如权利要求1所述的水性涂料的形成方法，其中二氧化硅胶体粒子的粒径介于15nm至30nm之间。
13.如权利要求1所述的水性涂料的形成方法，还包括将助剂、水性树脂或上述的组合添加至该水性涂料内。
14.一种水性涂料，包括：
由改性寡聚物与三烷氧基环氧基硅烷反应而成的产物；
其中该改性寡聚物由寡聚物与二氧化硅胶体粒子反应而成；
其中该寡聚物由四烷氧硅烷、金属盐的酸性水溶液与三烷氧基烷基硅烷反应而成，且该金属盐包括钒盐、钛盐、或锆盐。
15.如权利要求14所述的水性涂料，其中四烷氧硅烷与金属盐的重量比介于1:0.01至1:0.3之间。
16.如权利要求14所述的水性涂料，其中四烷氧硅烷与三烷氧基烷基硅烷的重量比介于1:0.1至1:3.0之间。
17.如权利要求14所述的水性涂料，其中四烷氧硅烷与二氧化硅胶体粒子的重量比介于1:0.2至1:1.5之间。
18.如权利要求14所述的水性涂料，其中四烷氧硅烷与三烷氧基环氧基硅烷的重量比介于1:1.0至1:10.0之间。
19.如权利要求14所述的水性涂料，其中四烷氧硅烷包括四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷或上述的组合。
20.如权利要求14所述的水性涂料，其中三烷氧基烷基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、聚乙二醇改性的三烷氧基硅烷或上述的组合。
21.如权利要求14所述的水性涂料，其中三烷氧基环氧基硅烷包括3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷或上述的组合。
22.如权利要求14所述的水性涂料，其中钒盐的酸性水溶液的pH值介于2至4之间。
23.如权利要求14所述的水性涂料，其中钛盐或锆盐的酸性水溶液的pH值介于4至6之间。
24.如权利要求14所述的水性涂料，其中金属盐的酸性水溶液的酸包括磷酸、醋酸或上述的组合。
25.如权利要求14所述的水性涂料，其中该二氧化硅胶体粒子的粒径介于15nm至30nm之间。
26.如权利要求14所述的水性涂料，还包括添加助剂、水性树脂或上述的组合。
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