TWI631196B - 防蚊蟲水性塗料與製作方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種防蚊蟲水性塗料與製程方法。該防蚊蟲水性塗料包含一精油與一複合樹脂膠所形成，其中該精油在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於1%至10%；以及該複合樹脂膠在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於99%至90%之間。係由該精油與該複合樹脂膠溶於一溶劑形成該防蚊蟲水性塗料。本發明所提出之防蚊蟲水性塗料，塗佈在物品表面，使物品產生持久氣味，以達到較佳的防蚊蟲效果。
Description
本發明係有一種水性塗料，其特別有關於一種具有精油氣味的防蚊蟲水性塗料。
台灣地處亞熱帶，一年四季都會有蚊蟲。特別是在炎熱夏日，幾乎是蚊蟲肆虐的季節。目前市場上的驅蚊噴劑型產品使用防蚊精油加水稀釋做成噴劑，使用的時效都不夠長。
如果可以直接在居家的牆壁或家具上塗上長效的塗料，將可以克服上述問題。塗料所涵蓋的範圍較廣，包含傳統的油性塗料(即油漆)、以及合成樹脂為主要原料生產的溶劑型塗料和水性塗料等等。傳統所使用的塗料是以油脂和天然樹脂為主要原料，目前並逐漸利用成本較低的合成樹脂作為塗料的主要原料。塗料可以用不同的施工方式塗覆在物件表面，於乾燥後形成黏附牢固且具有強度的連續性固態薄膜。早期塗料大多以植物油為主要原料，因此被稱為油漆。油漆是油性塗料的俗稱，以有機溶劑為介質或高固體、無溶劑的油性漆，通常由液態展色劑和固體顏料組成。然而，傳統的塗料多含有大量有機物，具有令人不舒服的強烈氣味，且由於分子過大與化學性質，與精油幾乎無法互溶。
有鑑於此，有必要提出一種具有防蚊蟲水性塗料與其製程方法。
本發明主要在提供一種防蚊蟲水性塗料，採用環保無毒的製程，且使用安全方便，可以在物品上長效地發出淡淡清香的氣味，提昇住家防蚊蟲的效果。
為達本發明之主要目的，本發明提出一種防蚊蟲水性塗料，包含一精油與一複合樹脂膠所形成，並溶於一溶劑中形成該防蚊蟲水性塗料；其中該精油在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於1%至10%之間；以及該複合樹脂膠在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於99%至90%之間，該複合樹脂膠係由一有機材料與一無機奈米陶瓷材料經由化學接枝所形成，該複合樹脂膠之該無機奈米陶瓷材料之粉體尺寸係介於10奈米至100奈米之間。
較佳地，該無機奈米陶瓷材料係選自奈米氧化鋁、奈米氧化矽與奈米氧化鈦所組成之族群。
為達本發明之次要目的，本發明提出一種防蚊蟲水性塗料的製作方法，包含下列步驟：製備一無機奈米陶瓷材料，該無機奈米陶瓷材料之粉體尺寸係介於10奈米至100奈米之間；混合一有機材料與該無機奈米陶瓷材料形成一複合樹脂膠；混合一精油與該複合樹脂膠並溶於一溶劑中形成一水性塗料；其中該精油在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於1%至10%之間，且該複合樹脂膠在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於99%至90%之間。
較佳地，該無機奈米陶瓷材料係選自奈米氧化鋁、奈米氧化矽與奈米氧化鈦所組成之族群。
藉由本發明之防蚊蟲水性塗料與其製程方法，人工的化學性精油與天然的植物性精油經可以輕易地融入到複合樹脂內。該防蚊蟲水性塗料採用環保低污染的製程方法，所有的材料都不具毒性，且製作方式簡單迅速，使用該防蚊蟲水性塗料於物品、家具或建築物牆壁上，可以持續發出淡淡的精油，特別是植物的氣味，防止各種蚊蟲的靠近，進而提高生活的品質。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖1顯示本發明之防蚊蟲水性塗料的製程流程圖。
雖然本發明可表現為不同形式之實施例，但附圖所示者及於本文中說明者係為本發明可之較佳實施例。熟習此項技術者將瞭解，本文所特定描述且在附圖中繪示之裝置及方法係考量為本發明之一範例，非限制性例示性實施例，且本發明之範疇僅由申請專利範圍加以界定。結合一例示性實施例繪示或描述之特徵可與其他實施例之諸特徵進行結合。此等修飾及變動將包括於本發明之範疇內。
本發明將揭示一種防蚊蟲水性塗料，包含一精油與一複合樹脂膠並溶於一溶劑中所形成。在此整體重量的比例定義
如下：設該精油重量是X克，與該複合樹脂膠的重量是Y克，則該精油與該複合樹脂膠的整體重量是(X+Y)克，該精油在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是X/(X+Y)，且該複合樹脂膠在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是Y/(X+Y)。該精油在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於1%至10%之間。該複合樹脂膠在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於99%至90%之間。較佳地，該精油在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於5%至10%之間。該複合樹脂膠在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於95%至90%之間。該溶劑係選自下列族群：水、甲醇、乙醇、丙醇及異丙醇之組合。
該複合樹脂膠係由一有機材料與一無機奈米陶瓷材料經由化學接枝所形成，該複合樹脂膠之該無機奈米陶瓷材料之粉體尺寸係介於10奈米至100奈米之間。該無機奈米陶瓷材料係選自奈米氧化鋁、奈米氧化矽與奈米氧化鈦所組成之族群。該有機材料選自環氧樹脂、壓克力樹脂、矽氧樹脂、氟碳樹脂、酸醇樹脂、氨基樹脂、酚醛樹脂與丙烯酸樹脂所組成之族群。該無機奈米陶瓷材料係使用溶膠凝膠法所製備。
該精油是天然的植物性精油，選自下列族群之一或多種：檸檬精油、薄荷精油、天竺葵精油、羅勒精油、香茅精油、丁香精油、杜松精油、肉桂精油、香柏木精油、尤加利精油、薰衣草精油、廣藿香精油等。
該無機奈米陶瓷材料的高反應性能夠讓該複合樹脂膠與該精油溶於該溶劑中而形成一溶劑，亦即是該防蚊蟲水性塗料是一種溶液狀態。需注意的是，該溶劑並未與該精油和該複合樹脂膠反應，而是作為單純作為溶劑，而讓該防蚊蟲水性塗料
作為一種水性溶液。
現請參考圖1，說明本發明之防蚊蟲水性塗料的製程方法，包含下列步驟：步驟S1：製備一無機奈米陶瓷材料，該無機奈米陶瓷材料之粉體尺寸係介於10奈米至100奈米之間；步驟S2：混合一有機材料與該無機奈米陶瓷材料形成一複合樹脂膠；步驟S3：混合一精油與該複合樹脂膠並溶於一溶劑中形成一水性塗料；該精油在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於1%至10%之間，且該複合樹脂膠在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於99%至90%之間。較佳地，該精油在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於5%至10%之間。該複合樹脂膠在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於95%至90%之間。該溶劑係選自下列族群：水、甲醇、乙醇、丙醇及異丙醇之組合。溶劑的量可以視所需要的稀釋流動程度而決定。
在步驟S1中，該無機奈米陶瓷材料係選自奈米氧化鋁、奈米氧化矽與奈米氧化鈦所組成之族群。且該無機奈米陶瓷材料係使用溶膠凝膠法所製備。
該無機奈米陶瓷材料是使用溶膠凝膠法所製備。因此在該無機奈米陶瓷材料之表面上具有良好的反應能力，能夠與有機材料化學接枝的接枝共聚物。該無機奈米陶瓷材料係選自奈米氧化鋁、奈米氧化矽、奈米氧化鋯與奈米氧化鈦所組成之族群，亦即是該無機奈米陶瓷材料係選自單一的奈米氧化鋁，或單一奈米氧化矽，或單一奈米氧化鈦組成，或者是該無機奈米陶瓷材料
可以由奈米氧化鋁、奈米氧化矽與奈米氧化鈦以不同比例搭配所組成。
該無機奈米陶瓷材料之粉體尺寸係介於10奈米至100奈米之間，較佳地，該無機奈米陶瓷材料之粉體尺寸係介於30奈米至50奈米之間。
該無機奈米陶瓷材料之結晶構造可為岩鹽型、纖鋅礦型、閃鋅礦型、鈣鈦礦型、複合鈣鈦礦型、層狀鈣鈦礦型、類鈣鈦礦型、鋼玉型、燒綠石型、鈦鐵礦型、金紅石型、尖晶石型、反尖晶石型、螢石型、反螢石型、氯化鈣型、鎢青銅型、鈮酸鋰型、鉭酸鍶型及矽酸鹽型之一。
該無機奈米陶瓷材料是使用溶膠凝膠法所製備時，利用一奈米陶瓷溶液配合一加熱製程所合成。其中，該奈米陶瓷溶液係由至少一種以上之有機金屬氧化物所組成，並具有一保護基使得該奈米陶瓷溶液得以穩定儲藏。
該有機金屬氧化物之化學式可為(OR)xM-O-M(OR)x、(R)y(OR)x-yM-O-M(OR)x-y(R)y、M(OR)x、M(OR)x-y(R)y及(OR)xM-O-M(OR)x，其中x為陽離子之價數，而y為陰離子之價數。一般而言陽離子之價數係介於1~5之間且陰離子之價數係介於1~6之間。M係可選自鋁(Al)、鐵(Fe)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、矽(Si)、銠(Rh)、銫(Cs)、鉑(Pt)、銦(In)、錫(Sn)、金(Au)、鍺(Ge)、銅(Cu)或鉭(Ta)等金屬元素之一。R可為烷(Alkyl)基、烯基(Alkenyl)、芳香基(Aryl)、鹵烷基(Alkylhalide)以及氫(Hydrogen)之一。
將調配完之該奈米陶瓷溶液加入有機酸中，藉由有機酸調整該奈米陶瓷溶液之PH值(酸鹼值)，使PH值介於3至11
之間，較佳地，係介於4至10之間。該有機酸之催化與水進行縮合反應後形成具有化學接枝之保護基之膠狀的複合樹脂膠，該化學接枝之保護基將使得該複合樹脂膠得以穩定儲藏。
較佳地，該有機酸通式可為R-(COOH)、(HO)-R-(COOH)、(HOOC)-R-(COOH)及(R1O),(R2O)-(POOH)。R可為烷基、烯基、芳香基、鹵烷基或氫或炔基之一。若R為烷基，該有機酸為烷酸；若R為烯基，該有機酸為烯酸；若R為芳香基，該有機酸為芳香酸；若R為鹵烷基，該有機酸為鹵烷酸；若R為氫，該有機酸為甲酸；若R為炔基，該有機酸為炔酸。而該無機酸可為鹽酸、硝酸或硫酸之一。
較佳地，該化學接枝之保護基化學式為A-(CO-B-CO)-C，可使得該奈米陶瓷溶液得以穩定儲藏。其中，A係可為烷基、烯基、芳香基、鹵烷基、氫以及炔基之一。B係可為烷基、烯基、芳香基、鹵烷基、氫以及炔基之一。C係可為烷基、烯基、芳香基、鹵烷基、氫以及炔基之一。
本發明中，主要的技術特徵是在於該複合樹脂膠之材料係由水，有機材料與無機奈米陶瓷材料經由化學接枝所形成膠狀接枝共聚物(Graft copolymers)之複合樹脂膠。該接枝共聚物在結構上屬於支化聚合物，具有主鏈，以及較長的支鏈，且主鏈和支鏈是由不同的結構單元組成。在本發明中，不同的結構單元係使用不同的有機材料與無機奈米陶瓷材料。
在步驟S2中，該有機材料選自環氧樹脂、壓克力樹脂、矽氧樹脂、氟碳樹脂、酸醇樹脂、氨基樹脂、酚醛樹脂與丙烯酸樹脂所組成之族群。
在步驟S3中，該精油是天然的植物性精油，選自
下列族群之一：檸檬精油、薄荷精油、天竺葵精油、羅勒精油、香茅精油、丁香精油、杜松精油、肉桂精油、香柏木精油、尤加利精油、薰衣草精油、廣藿香精油等。由於該複合樹脂膠使用奈米等級的無機奈米陶瓷材料，能夠對其他溶劑或溶劑產生很好的融合，因此該複合樹脂膠與該精油形成水性塗料。
由於該無機奈米陶瓷材料之粉體尺寸在奈米等級，能夠對材料的氫鍵具有良好的鍵結反應，因此該複合樹脂膠能夠與該精油形成很好鍵結。此外，該無機奈米陶瓷材料能夠讓該複合樹脂膠與該精油溶於該溶劑中而形成一溶液，亦即是防蚊蟲水性塗料是一種溶液狀態。該溶劑係選自下列族群：水、甲醇、乙醇、丙醇及異丙醇之組合。
藉由本發明之防蚊蟲水性塗料與其製程方法，人工的化學性精油與天然的植物性精油經可以輕易地融入到複合樹脂內。該防蚊蟲水性塗料採用環保低污染的製程方法，所有的材料都不具毒性。塗佈的方式不限於刷塗、噴塗、滾印等。
在使用該水性塗料時，只要將該水性塗料塗佈在物件的表面，例如塗佈在家具的表面，或居家牆壁的表面，使用自然風乾方式，該水性塗料即能與物件的表面形成一層保護膜，且自然風乾後的塗料厚度約1微米至100微米之間。該水性塗料製作方式簡單迅速，且使用該防蚊蟲水性塗料於物品、家具或建築物牆壁上，可以持續發出淡淡的精油，特別是植物的氣味，防止各種蚊蟲的靠近，進而提高生活的品質。
雖然本發明已以前述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。如上述的解釋，都可以作各型
式的修正與變化，而不會破壞此發明的精神。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (10)
- 一種防蚊蟲水性塗料，主要包含一精油與一複合樹脂膠所形成，並溶於一溶劑中形成該防蚊蟲水性塗料；其中該精油在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於1%至10%之間；以及該複合樹脂膠在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於99%至90%之間，該複合樹脂膠係由一有機材料與一無機奈米陶瓷材料經由一有機酸之催化與水進行縮合反應後化學接枝所形成之一膠狀接枝共聚物，該複合樹脂膠之該無機奈米陶瓷材料係選自使用溶膠凝膠法所製備的奈米氧化鋁、奈米氧化矽與奈米氧化鈦所組成之族群，且該無機奈米陶瓷材料之粉體尺寸係介於10奈米至100奈米之間。
- 如請求項1所述之防蚊蟲水性塗料，其中該無機奈米陶瓷材料是利用一奈米陶瓷溶液配合一加熱製程所合成，該奈米陶瓷溶液係由至少一種以上之有機金屬氧化物所組成，並具有一保護基。
- 如請求項1所述之防蚊蟲水性塗料，其中該有機材料選自環氧樹脂、壓克力樹脂、矽氧樹脂、氟碳樹脂、酸醇樹脂、氨基樹脂、酚醛樹脂與丙烯酸樹脂所組成之族群。
- 如請求項2所述之防蚊蟲水性塗料，其中該有機金屬氧化物之化學式可為(OR)xM-O-M(OR)x、(R)y(OR)x-yM-O-M(OR)x-y(R)y、M(OR)x、M(OR)x-y(R)y及(OR)xM-O-M(OR)x，其中x為陽離子之價數，而y為陰離子之價數，陽離子之價數係介於1~5之間且陰離子之價數係介於1~6之間，M係可選自鋁(Al)、鐵(Fe)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、矽(Si)、銠(Rh)、銫(Cs)、鉑(Pt)、銦(In)、錫(Sn)、金(Au)、鍺(Ge)、銅(Cu)或鉭(Ta) 等金屬元素之一，R可為烷(Alkyl)基、烯基(Alkenyl)、芳香基(Aryl)、鹵烷基(Alkylhalide)以及氫(Hydrogen)之一。
- 如請求項1所述之防蚊蟲水性塗料，其中該精油是天然的植物性精油，選自下列族群之一：檸檬精油、薄荷精油、天竺葵精油、羅勒精油、香茅精油、丁香精油、杜松精油、肉桂精油、香柏木精油、尤加利精油、薰衣草精油與廣藿香精油。
- 一種防蚊蟲水性塗料的製作方法，包含下列步驟：製備一無機奈米陶瓷材料，該無機奈米陶瓷材料係選自使用溶膠凝膠法所製備的奈米氧化鋁、奈米氧化矽與奈米氧化鈦所組成之族群，且該無機奈米陶瓷材料之粉體尺寸係介於10奈米至100奈米之間；混合一有機材料與該無機奈米陶瓷材料經由一有機酸之催化與水進行縮合反應後化學接枝所形成具有一膠狀接枝共聚物之一複合樹脂膠；混合一精油與該複合樹脂膠，並溶於一溶劑中形成一水性塗料；其中該精油在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於1%至10%之間，且該複合樹脂膠在該精油與該複合樹脂膠的整體重量的比例是介於99%至90%之間。
- 如請求項6所述之防蚊蟲水性塗料的製作方法，其中該無機奈米陶瓷材料是利用一奈米陶瓷溶液配合一加熱製程所合成，該奈米陶瓷溶液係由至少一種以上之有機金屬氧化物所組成，並具有一保護基。
- 如請求項6所述之防蚊蟲水性塗料的製作方法，其中該有機材料選自環氧樹脂、壓克力樹脂、矽氧樹脂、氟碳樹脂、酸醇樹脂、氨基樹脂、酚醛樹脂與丙烯酸樹脂所組成之族群。
- 如請求項7所述之防蚊蟲水性塗料的製作方法，其中該有機金 屬氧化物之化學式可為(OR)xM-O-M(OR)x、(R)y(OR)x-yM-O-M(OR)x-y(R)y、M(OR)x、M(OR)x-y(R)y及(OR)xM-O-M(OR)x，其中x為陽離子之價數，而y為陰離子之價數，陽離子之價數係介於1~5之間且陰離子之價數係介於1~6之間，M係可選自鋁(Al)、鐵(Fe)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、矽(Si)、銠(Rh)、銫(Cs)、鉑(Pt)、銦(In)、錫(Sn)、金(Au)、鍺(Ge)、銅(Cu)或鉭(Ta)等金屬元素之一，R可為烷(Alkyl)基、烯基(Alkenyl)、芳香基(Aryl)、鹵烷基(Alkylhalide)以及氫(Hydrogen)之一。
- 如請求項6所述之防蚊蟲水性塗料的製作方法，其中該精油是天然的植物性精油，選自下列族群之一：檸檬精油、薄荷精油、天竺葵精油、羅勒精油、香茅精油、丁香精油、杜松精油、肉桂精油、香柏木精油、尤加利精油、薰衣草精油與廣藿香精油。
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