TWI648358B - 隔熱塗料與隔熱多孔膜及其形成方法 - Google Patents

隔熱塗料與隔熱多孔膜及其形成方法 Download PDF

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Abstract

隔熱多孔膜的形成方法包括：混合100重量份之含聚矽倍半氧烷結構的聚合物、20至75重量份之界面活性劑；以及20至2000重量份之溶劑，以形成隔熱塗料，其中塗料中的含聚矽倍半氧烷結構的聚合物為管狀或平板狀；將隔熱塗料塗佈於基板上；以及乾燥及燒結隔熱塗料，以得隔熱多孔膜。

Description

隔熱塗料與隔熱多孔膜及其形成方法
本發明關於具有Z軸低熱傳導性的隔熱多孔膜及其形成方法，更特別關於其採用的隔熱塗料。
在全球暖化與環保意識高漲下，節約能源更受到重視，尤其是建築物節能。根據IEA統計，全球耗能總量約8428 Mtoe，其中建築物約占33%(占全球最高耗能比例)。如何降低夏天室內溫度，提升冬天室內溫度，以節省冷暖空調使用，避免能源浪費為重要課題。尤其金屬建材熱傳導係數高(k=30~237W/m．K)。如果能降低金屬建材之熱傳導能力，可避免夏天戶外熱量往室內傳遞，冬天室內暖空氣往室外傳遞，其節能效果更明顯。
傳統隔熱塗料熱傳導係數過高(k=0.15~0.3W/m．K)，節能效果有限。高效隔熱材料(如氣膠)的熱傳導係數可低至0.01W/m．K，但無法連續塗佈於金屬建材上，其製程困難、價格高、且耐彎曲性不佳，無法應用於金屬建材上。中孔洞隔熱材料的熱傳導能力稍差(0.017~0.2W/m．K)，雖可以利用金屬加工塗佈製程，但其支撐材料為四乙氧基矽烷的氧化物， 在燒結後耐彎曲性能不佳，且無法連續塗佈。綜上所述，目前亟需可連續塗佈、可彎曲、且成本低之低熱傳導的隔熱建材。
本發明一實施例提供之隔熱塗料，包含：100重量份之管狀或平板狀的含聚矽倍半氧烷結構的聚合物；20至75重量份之界面活性劑；以及20至2000重量份之溶劑。
本發明一實施例提供之隔熱多孔膜，包括：多個管狀或平板狀的含聚矽倍半氧烷結構的聚合物規則地排列於XY平面上，且管狀的含聚矽倍半氧烷結構的聚合物之軸向或該些平板狀的含聚矽倍半氧烷結構的聚合物之平板表面實質上平行於XY平面。
本發明一實施例提供之隔熱多孔膜的形成方法，包括：混合100重量份之含聚矽倍半氧烷結構的聚合物、20至75重量份之界面活性劑；以及20至2000重量份之溶劑，以形成隔熱塗料，其中隔熱塗料中的含聚矽倍半氧烷結構的聚合物為管狀或平板狀；將隔熱塗料塗佈於基板上；以及乾燥及燒結隔熱塗料，以得到隔熱多孔膜。
第1圖係本發明實施例中，塗層之XRD圖譜。
在本發明一實施例中，混合100重量份之含聚矽倍半氧烷結構的聚合物、20至75重量份之界面活性劑；以及20至2000重量份之溶劑，以形成隔熱塗料，上述隔熱塗料中的含聚 矽倍半氧烷結構的聚合物為管狀或平板狀。在一實施例中，上述含聚矽倍半氧烷結構的聚合物可由(a)聚矽倍半氧烷與(b)矽烷反應而成。在一實施例中，(a)聚矽倍半氧烷可由Si(R1)3(R2)聚合而成，其中每一R1獨立地係羥基或C1-8烷氧基，而R2係C1-12烷基或C6-12芳基。在一些實施例中，Si(R1)3(R2)可為甲基三甲氧基矽烷(methyltrimethoxysilane)、甲基三乙氧基矽烷(methyltriethoxysilane)、乙基三乙氧基矽烷(ethyltriethoxysilane)、苯基三乙氧基矽烷(phenyltriethoxysilane)、苯基三甲氧基矽烷(phenyltrimethoxysilane)、或上述之組合。在一實施例中，Si(R1)3(R2)可進一步與四烷氧基矽烷(例如四甲氧基矽烷(tetramethoxysilane)、四乙氧基矽烷(tetraethoxysilane)、其他四烷氧基矽烷、或上述之組合)聚合而成聚矽倍半氧烷。在一實施例中，上述(a)聚矽倍半氧烷之重均分子量介於1800至45000之間。若(a)聚矽倍半氧烷之重均分子量過低，則塗膜硬度不足。若(a)聚矽倍半氧烷之重均分子量過高，則安定性不足，常溫下溶液就會變為固化膠體。
在一實施例中，(b)矽烷的結構可為Si(R3)2(R4)(R5)，其中每一R3獨立地係羥基或C1-8烷氧基，R4係羥基、C1-8烷基、或C1-8烷氧基，而R5係C3-12環氧基、C3-12丙烯酸酯基、C3-12烷基丙烯酸基、C3-12氨烷基、C3-12異氰酸酯烷基、C3-12烷羧酸基、C3-12鹵烷基、C3-12硫醇烷基、或C3-12烯基。在一實施例中，(b)矽烷可為2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷(2-(3,4-Epoxycyclohexyl)-Ethyl trimethoxysilane)、3-甘油基丙基三甲氧基矽烷(3-Glycidoxy propyltrimethoxysilane)、3-甘油基丙基甲基二乙氧基矽烷(3-Glycidoxypropyl methyldiethoxysilane)、3-甘油基丙基三乙氧基矽烷(3-Glycidoxypropyl triethoxysilane)、3-甲基丙烯酸基丙基甲基二甲氧基矽烷(3-Methacryloxypropyl methyl dimethoxysilane)、3-甲基丙烯酸基丙基三甲氧基矽烷(3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane)、3-甲基丙烯酸基丙基甲基二乙氧基矽烷(3-Methacryloxypropyl methyldiethoxysilane)、3-甲基丙烯酸基丙基三乙氧基矽烷(3-Methacryloxypropyl triethoxysilane)、N-2-(胺乙基)-3-胺丙基甲基二甲氧基矽烷(N-2-(Aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane)、N-2-(胺乙基)-3-胺丙基三甲氧基矽烷N-2-(Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane)、3-胺丙基三甲氧基矽烷(3-Aminopropyltrimethoxysilane)、3-胺丙基三乙氧基矽烷(3-Aminopropyltriethoxysilane)、N-苯基-3胺丙基三甲氧基矽烷(N-Phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane)、3-脲基丙基三乙氧基矽烷(3-Ureidopropyltriethoxysilane)、3-異氰酸丙基三乙氧基矽烷(3-Isocyanatepropyltriethoxysilane)、3-氯丙基三甲氧基矽烷(3-Chloropropyltrimethoxysilane)、1氫,1氫,2氫,2氫-全氟辛烷基三乙氧基矽烷(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyltriethoxysilane)、氟已烷基1.1.2.2-四氫葵基三乙氧基矽烷((Heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl)triethoxysilane)、3-硫丙基三甲氧基矽烷(3-mercaptopropyltrimethoxysilane)、3-硫丙基甲基二甲氧基矽烷(3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane)、雙 (三乙氧矽烷基丙基)四硫化物(bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfide)、或3-丙烯酸丙基三甲氧基矽烷(3-acryloxypropyl trimethoxysilane)。
在一實施例中，(a)聚矽倍半氧烷與(b)矽烷之重量比可介於1：10至10：1之間。若(b)之矽烷比例過低(甚至沒有(b)矽烷)，則成膜後容易龜裂或耐彎曲性不佳。若(b)之矽烷比例過高，則有機成分過高，造成硬度等機械物性下降。在一實施例中，上述含聚矽倍半氧烷結構的聚合物之重均分子量介於2000至50000之間。若聚合物之重均分子量過低，則塗膜硬度不足。若聚合物之重均分子量過高，則安定性不足，常溫下溶液就會變為固化膠體。
上述含聚矽倍半氧烷結構的聚合物可與界面活性劑及溶劑混合後形成隔熱塗料。而隔熱塗料可形成隔熱塗層，塗層中管狀或平板狀的含聚矽倍半氧烷結構的聚合物規則地排列於XY平面上，且這些管狀的聚合物之軸向或平板狀的聚合物之平板表面實質上平行於XY平面。在一實施例中，上述隔熱塗料中的聚合物因微胞現象而成管狀結構，其中管內為界面活性劑與溶劑，而管外為水。在另一實施例中，上述隔熱塗料中的聚合物因微胞現象而成管狀結構，其中管內為水與界面活性劑，管外為溶劑。上述管狀結構的聚合物其長徑比(長度與直徑之比值)可介於10至2×105之間(例如10至1000之間)，且直徑可介於1nm至100nm之間(例如2nm至50nm之間)。在一實施例中，上述隔熱塗料中的聚合物呈平板狀結構。上述平板狀結構的聚合物其長度(或寬度)與厚度之比值可介於10至2×105之 間(例如10至1000之間)。若上述管狀結構的長徑比或平板狀結構的長度(或寬度)與厚度之比值過低，則隔熱效果下降。若上述管狀結構的長徑比或平板狀結構的長度(或寬度)與厚度之比值過高，則結構不安定。若管狀結構的直徑或平板狀結構的厚度尺寸過小，則易形成不連續小孔的結構，無法達到隔熱效果。若管狀結構的直徑或平板狀結構的厚度尺寸過大，則隔熱效果下降。
如前所述，隔熱塗料中的含聚矽倍半氧烷結構的聚合物與界面活性劑之重量比可介於100：20至100：75之間，例如介於100：30至100：70之間。若界面活性劑之比例過低(甚至沒有界面活性劑)，則聚合物將不會形成管狀或平板狀結構，而塗料形成的塗層中聚合物亦不會排列於XY平面上，致使缺乏隔熱性(特別是Z軸的低熱傳導性)之特性。若界面活性劑之比例過高，則聚合物亦不會形成管狀或平板狀結構，而塗料形成的塗層中聚合物亦不會排列於XY平上，致使缺乏Z軸的低熱傳導之特性。在一實施例中，界面活性劑可為兩親性非離子型界面活性劑或兩親性離子型界面活性劑。舉例來說，兩親性非離子界面活性劑可為聚二甲基矽氧烷及聚乙二醇、聚乙二醇及聚丙二醇、或聚乙二醇及聚乙烯的嵌段共聚物或接枝共聚物。兩親性非離子界面活性劑也可為聚乙二醇烷基胺(例如：聚乙二醇十二烷基胺、聚乙二醇硬脂基胺、聚乙二醇油烯基胺)、乙氧基化醯胺、乙氧基化烷基烷醇醯胺、烷基縮合葡萄糖、乙氧基化酯或烷基縮合葡萄糖的二酯、或上述之組合。在一實施例中，兩親性離子型界面活性劑可為烷基甜菜鹼、烷基醚羥丙基 磺基甜菜鹼(alkyl ether hydroxyl propyl sultaines)、烷基二甲基甜菜鹼、烷基醯胺丙基甜菜鹼、烷基磺基甜菜鹼和烷基醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼，其中所述烷基表示具有6-22個碳原子的烷基。可用於本發明實施例的其它兩性離子界面活性劑包含但不限於：二羥基烷基甘氨酸鹽、二羧基咪唑啉衍生物，比如烷基醚羥丙基磺基甜菜鹼、椰油醯兩性乙酸鹽、椰油醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼、月桂基亞胺基二丙酸鈉、或上述之組合。
如前所述，隔熱塗料中的含聚矽倍半氧烷結構的聚合物與溶劑之重量比介於100：20至100：2000之間。若溶劑之比例過低，則塗料不安定。若溶劑之比例過高，則規則排列不會形成。在一實施例中，溶劑可為醇類(例如異丙醇、乙醇、或甲醇)、酯類(例如乙酸乙酯、或甲酸乙酯)、水、或上述之組合。上述溶劑需與界面活性劑相容，以避免分相而無法使聚合物形成管狀或平板狀結構。
接著將隔熱塗料塗佈於基板上，並乾燥與燒結隔熱塗料，以得Z方向低熱傳導的隔熱塗層(如隔熱多孔膜)。在一實施例中，基板可為板材、箔、卷、線材、或管材，且其材料可為金屬或合金如不鏽鋼板、金屬箔。在一實施例中，塗佈隔熱塗料的方法可為網印、旋轉塗佈法(spin coating)、棒狀塗佈法(bar coating)、刮刀塗佈法(blade coating)、滾筒塗佈法(roller coating)、浸漬塗佈法(dip coating)、噴塗(spray coating)、刷塗(brush coating)、或上述之組合。在一實施例中，乾燥隔熱塗料的方法可為加熱、風乾、抽真空、或上述之組合，端視應用而定。在一實施例中，燒結隔熱塗料的溫度介於250 ℃至350℃之間。若燒結的溫度過低，則無法移除界面活性劑，可能會增加塗層於Z軸的熱傳導性。若燒結的溫度過高，則形成之塗層脆裂而喪失可撓性。另一方面，可在燒結前先將塗層進行處理，例如照射紫外線或浸泡溶劑，藉此破壞界面活性劑，使界面活性劑去除量更高。經乾燥與燒結製程後，可移除原本管狀結構或平板狀結構之聚合物之內或之外的溶劑，並保留管狀或平板狀結構的聚合物於塗層中，即形成隔熱多孔膜。
由於上述含聚矽倍半氧烷結構的聚合物為具有Si-O鍵結為主體之高分子，因此隔熱塗料所形成的隔熱塗層具有高耐候度及機械強度。聚合物具有高碳數的特定官能基(C3-12環氧基(epoxy group)、C3-12丙烯酸酯基(acrylate group)、C3-12烷基丙烯酸基(alkylacryloxy group)、C3-12氨烷基(aminoalkyl group)、C3-12異氰酸酯烷基(isocyanate-alkyl group)、C3-12烷羧酸基(alkylcarboxylic acid group)、C3-12鹵烷基(alkyl halide group)、C3-12硫醇烷基(mercaptoalkyl group)、或C3-12烯基(alkenyl group)等)，使得隔熱塗料具有較高的成膜性，且所形成之塗層具有可撓曲能力。此外，由於界面活性劑可讓隔熱塗料中的聚合物形成管狀或平板狀結構，且塗層中管狀或平板狀結構的聚合物將會規則排列於XY平面上(管狀軸向或平板表面實質上平行於XY平面)，因此可降低Z軸的熱傳導性。在一實施例中，上述塗層如多孔膜的孔隙率介於30%至80%之間，例如50%至80%之間。若塗層的孔隙率過低，則熱傳導係數過高。若塗層的孔隙率過高，則塗膜物性如硬度、耐彎曲性下降。在一實施例中，上述塗層如多孔膜的厚度介於1微米 至10毫米之間。若塗層的厚度過薄，則無法發揮隔熱效果。若塗層的厚度過厚，則塗膜容易龜裂。在一實施例中，上述多孔膜其XY平面的熱傳導係數介於0.4至100W/m．K之間，且其Z軸的熱傳導係數介於0.01至0.1W/m．K之間。
為了讓本揭露之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數實施例配合所附圖示，作詳細說明如下：
實施例
實施例1(隔熱塗層，多孔膜)
將5g之鹽酸(濃度1N)、38.2g之去離子水、53g之異丙醇、及51.6g之甲基三甲氧基矽烷(methyl trimethoxysilane，MTMS)均勻混合後，在55℃下反應3小時，以得到聚矽倍半氧烷之溶液。接著將51.6g之3-甲基丙烯酸基丙基三甲氧基矽烷(3-methacryloxy propyl trimethoxysilane，MPMS，結構為)加入聚矽倍半氧烷之溶液後混合，並在55℃進行化學反應(反應3小時)形成含聚矽倍半氧烷結構的聚合物(1)。上述含聚合物(1)的溶液固含量為約20%。
接著將2.5g之聚乙二醇-b-聚丙二醇-b-聚乙二醇的嵌段共聚物(Poly(ethylene glycol)-block-poly(propylene glycol)-block-poly(ethylene glycol)，MW=5800，購自Aldrich之型號435465)作為兩親性非離子型界面活性劑，添加至10g之 乙醇後再與22.8g之上述聚合物(1)的溶液於室溫攪拌1小時，以形成隔熱塗料。將上述隔熱塗料塗佈於不鏽鋼板上，以室溫乾燥1天後，再加熱至120℃並維持1小時。接著在臭氧下照射紫外線10分鐘，再以350℃乾燥10分鐘，即得隔熱塗層(1)。
上述塗層(1)經XRD分析，結果如第1圖，可發現有明顯訊號，可知塗層(1)中的管狀聚合物規則排列於XY平面上。一般而言，XRD的訊號越強，則其微觀結構的排列越規則。由SEM觀察此塗層(1)，可觀察到明顯的XY平面排列構形。上述塗層(1)中的管狀聚合物直徑約為10nm。上述塗層(1)之Z軸熱傳導係數為0.038W/m．K，而X-Y平面熱傳導係數為1.37W/m．K(量測標準為ISO 22007-2)。上述塗層(1)能通過CNS 15200-5-1 2mm彎曲試驗。上述塗層(1)乾燥後即使厚度超過20μm，都仍具有良好的塗層外觀(無龜裂)及可撓性。
實施例2(隔熱塗層，多孔膜)
將3.1g之聚乙二醇-b-聚丙二醇-b-聚乙二醇的嵌段共聚物作為兩親性非離子型界面活性劑，添加至12.4g之乙醇後再與22.8g之上述聚合物(1)的溶液於室溫攪拌1小時，以形成隔熱塗料。將上述隔熱塗料塗佈於不鏽鋼板上，以室溫乾燥1天後，再加熱至120℃並維持1小時。接著在臭氧下照射紫外線10分鐘，再以350℃乾燥10分鐘，即得隔熱塗層(2)。上述塗層(2)中之管狀聚合物直徑約為40nm。上述塗層(2)之Z軸熱傳導係數為0.025W/m．K，而X-Y平面熱傳導係數為1.95W/m．K(量測標準為ISO 22007-2)。上述塗層能通過CNS 15200-5-1 2mm彎曲試驗。上述塗層乾燥後即使厚度超過20μm，都仍具有良好的塗層 外觀(無龜裂)及可撓性。
實施例3(隔熱塗層，多孔膜)
將3.1g之聚乙二醇-b-聚丙二醇-b-聚乙二醇的嵌段共聚物作為兩親性非離子型界面活性劑，添加至12.4g之乙醇後再與22.8g之上述聚合物(1)的溶液於室溫攪拌1小時，以形成隔熱塗料。將上述隔熱塗料塗佈於不鏽鋼板上，以室溫乾燥1天後，再加熱至120℃並維持1小時，即得隔熱塗層(3)。上述塗層(3)中的管狀聚合物直徑約為40nm。上述塗層(3)之Z軸熱傳導係數為0.091W/m．K，而X-Y平面熱傳導係數為0.54W/m．K(量測標準為ISO 22007-2)。上述塗層(3)能通過CNS 15200-5-1 2mm彎曲試驗。上述塗層(3)乾燥後即使厚度超過20μm，都仍具有良好的塗層外觀(無龜裂)及可撓性。
實施例4(隔熱塗層，多孔膜)
將0.92g之聚乙二醇-b-聚丙二醇-b-聚乙二醇的嵌段共聚物作為兩親性非離子型界面活性劑，添加至10g之乙醇後再與22.8g之上述聚合物(1)的溶液於室溫攪拌1小時，以形成隔熱塗料。將上述隔熱塗料塗佈於不鏽鋼板上，以室溫乾燥1天後，再加熱至120℃並維持1小時。接著在臭氧下照射紫外線10分鐘，再以350℃乾燥10分鐘，即得隔熱塗層(4)。上述塗層(4)中之管狀聚合物直徑約為12nm。上述塗層(4)之Z軸熱傳導係數為0.076W/m．K，而X-Y平面熱傳導係數為0.43W/m．K(量測標準為ISO 22007-2)。上述塗層(4)能通過CNS 15200-5-1 2mm彎曲試驗。上述塗層(4)乾燥後即使厚度超過20μm，都仍具有良好的塗層外觀(無龜裂)及可撓性。
實施例5(隔熱塗層，多孔膜)
將5g之鹽酸(濃度1N)、38.2g之去離子水、53g之異丙醇、及51.6g之甲基三甲氧基矽烷(methyl trimethoxysilane，MTMS)均勻混合後，在55℃下反應3小時，以得到聚矽倍半氧烷之溶液。接著將51.6g之3-甘油基丙基三甲氧基矽烷(3-glycidoxy propyl trimethoxysilane、GPMS，結構為)混合，加入聚矽倍半氧烷之溶液後混合，並在55℃進行化學反應(反應3小時)形成含聚矽倍半氧烷結構的聚合物(2)。上述含聚合物(2)的溶液固含量為約20%。
接著將2.5g之聚乙二醇-b-聚丙二醇-b-聚乙二醇的嵌段共聚物(Poly(ethylene glycol)-block-poly(propylene glycol)-block-poly(ethylene glycol，MW=5800，購自Aldrich之型號435465)作為兩親性非離子型界面活性劑，添加至10g之乙醇後再與22.8g之上述聚合物(2)的溶液於室溫攪拌1小時，以形成隔熱塗料。將上述隔熱塗料塗佈於不鏽鋼板上，以室溫乾燥1天後，再加熱至120℃並維持1小時。接著在臭氧下照射紫外線10分鐘，再以350℃乾燥10分鐘，即得隔熱塗層(5)。上述塗層(5)之Z軸熱傳導係數為0.073W/m．K，而X-Y平面熱傳導係數為0.775W/m．K(量測標準為ISO 22007-2)。上述塗層(5)能通過CNS 15200-5-1 2mm彎曲試驗。上述塗層(5)乾燥後即使厚度超過20μm，都仍具有良好的塗層外觀(無龜裂)及可撓性。
比較例1
將0.7g之聚乙二醇-b-聚丙二醇-b-聚乙二醇的嵌段共聚物作為兩親性非離子型界面活性劑，添加至5g之乙醇後再與2.65g之四乙氧基矽烷與1.35g及1.35g之1N鹽酸於室溫攪拌3小時，以形成塗料。將上述塗料以線棒塗佈於不鏽鋼板上，以室溫乾燥1天後，再加熱至120℃並維持1小時。即得5μm之塗層(6)。上述塗層(6)之表面龜裂，因此無法進行熱傳導係數及耐彎曲性等性質量測。以550℃進一步乾燥塗層(6)後得粉碎的粉體，經XRD分析如第1圖所示，其具有明顯訊號，應具有XY平面排列構形。
比較例2
將5g之鹽酸(濃度1N)、38.2g之去離子水、53g之四氫呋喃、及51.6g之甲基三甲氧基矽烷(methyl trimethoxysilane，MTMS)均勻混合後，在55℃下反應3小時，以得到聚矽倍半氧烷之溶液。接著將51.6g之3-甲基丙烯酸基丙基三甲氧基矽烷(MPMS，結構為)加入聚矽倍半氧烷之溶液後混合，並在55℃進行化學反應(反應3小時)形成聚合物(3)。上述含聚合物(3)的溶液固含量為約20%。
將2.5g之聚乙二醇-b-聚丙二醇-b-聚乙二醇的嵌段共聚物作為兩親性非離子型界面活性劑，添加至10g之乙醇後再與22.8g之上述聚合物(3)的溶液於室溫攪拌1小時，溶液外觀明顯不相容而無法作為塗料。
比較例3
將3.5g之聚乙二醇-b-聚丙二醇-b-聚乙二醇的嵌段共聚物作為兩親性非離子型界面活性劑，添加至10g之乙醇後再與22.8g之上述聚合物(1)的溶液於室溫攪拌1小時，以形成塗料。將上述塗料塗佈於不鏽鋼板上，以室溫乾燥1天後，再加熱至120℃並維持1小時。接著在臭氧下照射紫外線10分鐘，再以350℃乾燥10分鐘，即得塗層(7)。上述塗層之XRD分析結果如第1圖，並無明顯訊號，即無XY平面排列的構形。上述塗層(7)之Z軸熱傳導係數為0.093W/m．K，而X-Y平面熱傳導係數為0.496W/m．K(量測標準為ISO 22007-2)。
比較例4
將2.5g之聚乙二醇-b-聚丙二醇-b-聚乙二醇的嵌段共聚物作為兩親性非離子型界面活性劑，添加至10g之乙醇後再與22.8g之上述聚合物(1)的溶液於室溫攪拌1小時，以形成塗料。將上述塗料塗佈於不鏽鋼板上，以室溫乾燥1天後，接著在臭氧下照射紫外線10分鐘，即得塗層(8)。上述塗層(8)之塗膜過軟、成膜性不良，因此無法進行熱傳導係數及耐彎曲性等性質量測。
比較例5
與22.8g之上述聚合物(1)的溶液直接作為塗料，塗佈於不鏽鋼板上，以室溫乾燥1天後，再加熱至120℃並維持1小時。接著在臭氧下照射紫外線10分鐘，再以350℃乾燥10分鐘，即得塗層(9)。上述塗層(9)之Z軸熱傳導係數為0.17W/m．K，而X-Y平面熱傳導係數為0.22W/m．K(量測標準為ISO 22007-2)。上述塗層能通過CNS 15200-5-1 2mm彎曲試驗。上述塗層乾燥後即 使厚度超過20μm，都仍具有良好的塗層外觀(無龜裂)及可撓性。上述塗層之XRD分析結果無明顯訊號，即無XY平面規則狀排列的構形，且其不具隔熱特性。
比較例6
將5g之鹽酸(濃度1N)、38.2g之去離子水、53g之異丙醇、及51.6g之甲基三甲氧基矽烷(methyl trimethoxysilane，MTMS)均勻混合後，在55℃下反應3小時，以得聚矽倍半氧烷之溶液。接著將51.6g之3-甲基丙烯酸基丙基三甲氧基矽烷(3-methacryloxy propyl trimethoxysilane，MPMS)加入聚矽倍半氧烷之溶液後混合，得到聚矽倍半氧烷與矽烷的混合液。
接著將2.5g之聚乙二醇-b-聚丙二醇-b-聚乙二醇的嵌段共聚物作為兩親性非離子型界面活性劑，添加至10g之乙醇後再與22.8g之上述聚矽倍半氧烷與矽烷的混合液，並於室溫攪拌1小時以形成塗料。將上述塗料塗佈於不鏽鋼板上，以室溫乾燥1天後，再加熱至120℃並維持1小時。即得塗層(10)。上述塗層(10)經塗膜龜裂，因此無法進行XRD、熱傳導、耐彎曲等特性分析。
雖然本揭露已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何本技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (15)

  1. 一種隔熱塗料，包含：100重量份之管狀或平板狀的含聚矽倍半氧烷結構的聚合物；20至75重量份之界面活性劑；以及20至2000重量份之溶劑，其中該含聚矽倍半氧烷結構的聚合物係由(a)聚矽倍半氧烷與(b)矽烷反應而成，且(a)聚矽倍半氧烷與(b)矽烷之重量比介於1：10至10：1之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之隔熱塗料，其中(a)聚矽倍半氧烷係由Si(R1)3(R2)聚合而成，其中每一R1獨立地係羥基或C1-8烷氧基，而R2係C1-12烷基或C6-12芳基。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之隔熱塗料，其中(a)聚矽倍半氧烷係由Si(R1)3(R2)與四烷氧基矽烷聚合而成，其中每一R1獨立地係羥基或C1-8烷氧基，而R2係C1-12烷基或C6-12芳基。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之隔熱塗料，其中(b)矽烷之結構係Si(R3)2(R4)(R5)，其中每一R3獨立地係羥基或C1-8烷氧基，R4係羥基、C1-8烷基、或C1-8烷氧基，而R5係C3-12環氧基、C3-12丙烯酸酯基、C3-12烷基丙烯酸基、C3-12氨烷基、C3-12異氰酸酯烷基、C3-12烷羧酸基、C3-12鹵烷基、C3-12硫醇烷基、或C3-12烯基。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之隔熱塗料，其中該含聚矽倍半氧烷結構的聚合物之重均分子量介於2000至50000之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之隔熱塗料，其中該界面活性劑係兩親性非離子型界面活性劑或兩親性離子型界面活性劑。
  7. 一種隔熱多孔膜，包括：多個管狀或平板狀的含聚矽倍半氧烷結構的聚合物規則地排列於XY平面上，且該些管狀的含聚矽倍半氧烷結構的聚合物之軸向或該些平板狀的含聚矽倍半氧烷結構的聚合物之平板表面實質上平行於XY平面。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之隔熱多孔膜，其中該含聚矽倍半氧烷結構的聚合物係由(a)聚矽倍半氧烷與(b)矽烷反應而成。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之隔熱多孔膜，其XY平面的熱傳導係數介於0.4至100W/m．K之間，且其Z軸的熱傳導係數介於0.01至0.1W/m．K之間。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之隔熱多孔膜，其孔隙率介於30%至80%之間。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之隔熱多孔膜，其厚度介於1微米至10毫米之間。
  12. 一種隔熱多孔膜的形成方法，包括：混合100重量份之含聚矽倍半氧烷結構的聚合物、20至75重量份之界面活性劑；以及20至2000重量份之溶劑，以形成一隔熱塗料，其中該隔熱塗料中該含聚矽倍半氧烷結構的的聚合物成管狀或平板狀；將該隔熱塗料塗佈於一基板上；以及乾燥及燒結該隔熱塗料，以得到一隔熱多孔膜。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之隔熱多孔膜的形成方法，其中該含聚矽倍半氧烷結構的聚合物係由(a)聚矽倍半氧烷與(b)矽烷反應而成。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之隔熱多孔膜的形成方法，其中該隔熱多孔膜其XY平面的熱傳導係數介於0.4至100W/m．K之間，且其Z軸的熱傳導係數介於0.01至0.1W/m．K之間。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之隔熱多孔膜的形成方法，其中該界面活性劑係兩親性非離子型界面活性劑或兩親性離子型界面活性劑。
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