TWI776022B - 水性丙烯酸酯組合物及其塗料與製備方法 - Google Patents

Abstract

本申請係關於一種水性丙烯酸酯組合物、其塗料及其製備方法。該水性丙烯酸酯組合物包含：(A)約0.1重量%至約2重量%之矽烷偶聯劑；(B)約20重量%至約40重量%之甲基丙烯酸甲酯；(C)約15重量%至約35重量%之低玻璃轉移溫度之可聚合化合物；及(D)約2重量%至約10重量%之可交聯化合物，其中各組成之含量係依該組合物之總重量計。本申請之水性丙烯酸酯組合物特別適用於製造具耐候性、耐水性、耐腐蝕、耐彎曲開裂性及良好硬度之工業塗料。

Description

水性丙烯酸酯組合物及其塗料與製備方法

本申請係關於一種水性丙烯酸酯組合物，尤係關於一種可用於工業塗料之水性丙烯酸酯組合物、其塗料及其製備方法。

2016年前，工業塗料，例如用於貨櫃塗裝的塗料基本上都是含較多揮發性有機物(VOCs)的油性漆。然而，近年來因環保意識高漲，社會開始認知到使用油性漆會產生大量的溶劑廢氣，其不僅危害噴漆作業人員的健康，且很難避免溶劑廢氣排入到大氣中所造成之環境污染。此外，存放油性漆和溶劑還易發生火災。因此，各國政府開始規制VOCs的排放濃度，並將其濃度定為環境污染的控制指標，此政策的施行使整個工業塗料產業開始嘗試由溶劑型塗料轉變為水性塗料，以減少VOCs的排放。

目前用於工業塗料較為成功的水性塗料包括水性環氧塗料、水性無機富鋅塗料、水性丙烯酸塗料及水性聚氨酯塗料等。其中因水性丙烯酸塗料具有許多優點如良好的耐光性等，最常被應用，但其耐腐蝕性及耐水性等仍有進步的空間。因此，急需對水性丙烯酸組合物進行改質，以製備出具有更佳耐腐蝕性及耐水性之水性丙烯酸組合物，使其能更佳地應用於工業塗料上，促進溶劑型塗料至水性塗料之轉換，以滿足環保的要求。

鑒於上述，本申請係提供一種水性丙烯酸酯組合物，係特別適用於製造具耐候性、耐水性、耐腐蝕、耐彎曲開裂性及良好硬度之工業塗料。

本申請之主要目的即在提供一種適用於工業塗料之水性丙烯酸酯組合物，其包含：(A)約0.1重量%至約2重量%之矽烷偶聯劑；(B)約20重量%至約40重量%之甲基丙烯酸甲酯；(C)約15重量%至約35重量%之低玻璃轉移溫度之可聚合化合物；及(D)約2重量%至約10重量%之可交聯化合物，其中各組成之含量係依該組合物之總重量計。

本申請所述之「高玻璃轉移溫度(Tg)」，係指不小於約0°C之玻璃轉移溫度。本申請所述之「低玻璃轉移溫度」，係指不大於約0°C之玻璃轉移溫度。

本申請所述之「可聚合化合物」係指可聚合之單體及其衍生物、寡聚物及其衍生物或上述任何之組合。本申請所述之「寡聚物」具有本發明所屬技術領域中所知之一般意義，例如指由單體所組成之化合物。舉例而言，指單體之二聚物、三聚物、四聚物或五聚物等。本申請所述之「單體之衍生物」具有本發明所屬技術領域中所知之一般意義，例如指經取代之單體。本申請所述之「寡聚物之衍生物」具有本發明所屬技術領域中所知之一般意義，例如指經取代之寡聚物。

本申請所述之「可交聯化合物」指可交聯之單體及其衍生物、寡聚物及其衍生物或上述任何之組合。「寡聚物」、「單體之衍生物」及「寡聚物之衍生物」之意義如同先前所述。

本申請之水性丙烯酸酯組合物所使用之(A)矽烷偶聯劑，係用於改性丙烯酸酯樹脂，提供所形成之組合物用於塗料時，能提高耐鹽霧性、耐候性及耐水性。適用於本申請之矽烷偶聯劑可利用式Y(CH₂ )_n SiX₃ 表示，其中n=0至3；X為甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基或乙醯氧基；及Y為乙烯基、氨基、環氧基、甲基丙烯醯氧基、巰基或脲基。該矽烷偶聯劑因具有Si-O-C基團，可在聚合過程中發生一定程度的縮合產生交聯，可形成更為穩定的結構，因此可增加其耐候性及耐水性。根據本申請之實施例，矽烷偶聯劑可選自以下化合物中的一種或數種：甲基丙烯醯氧甲基三乙氧基矽烷、甲基丙烯醯氧甲基三甲氧基矽烷及γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷。根據本申請之實施例，較佳地，本申請之矽烷偶聯劑為γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷。根據本申請之實施例，本申請之矽烷偶聯劑之用量，以組合物總重量計，係約0.1重量%至約2重量%，係約0.1重量%至約1.6重量%，係約0.1重量%至約1.2重量%，係約0.1重量%至約0.8重量%，較佳為約0.1重量%至約0.4重量%。

本申請之水性丙烯酸酯組合物所使用之(B)甲基丙烯酸甲酯，主要作用係使塗膜容易收縮又能兼顧流平達到良好的外觀，當塗膜固化後可增加塗層的硬度與耐溶劑性。根據本申請之實施例，甲基丙烯酸甲酯之用量以組合物總重量計係約20重量%至約40重量%，較佳為約20重量%至約30重量%。

視情況，本申請之水性丙烯酸酯組合物可進一步包含(B)包含高玻璃轉移溫度之可聚合化合物，該高玻璃轉移溫度之可聚合化合物包括但不限於下列單體及其衍生物、寡聚物及其衍生物或其組合：叔碳酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸十八烷酯、丙烯醯嗎啉、苄基丙烯酸酯及苯乙烯。根據本申請之實施例，該高玻璃轉移溫度之可聚合化合物為丙烯酸甲酯。根據本申請之實施例，本申請之水性丙烯酸酯組合物視情況所使用之(B)，以組合物總重量計，係約20重量%至約40重量%，約20重量%至約35重量%，較佳為約20重量%至約30重量%。

本申請之水性丙烯酸酯組合物所使用之(C)低玻璃轉移溫度之可聚合化合物包括但不限於下列單體及其衍生物、寡聚物及其衍生物或其組合：丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸十二烷酯、2-丙烯酸-2-甲氧基乙酯及乙醯乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯。根據本申請之實施例，低玻璃轉移溫度之可聚合化合物可選自以下化合物中的一種或數種：丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸異辛酯及具有乙醯乙酸基團之可聚合化合物。根據本申請之實施例，具有乙醯乙酸基團之可聚合化合物包含乙醯乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯。根據本申請之實施例，所述(C)低玻璃轉移溫度之可聚合化合物包含乙醯乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯及甲基丙烯酸異辛酯。根據本申請之實施例，低玻璃轉移溫度之可聚合化合物之用量，以組合物總重量計，係約15重量%至約35重量%，約15重量%至約30重量%，較佳為約15重量%至約25重量%。本申請發明人發現使用具有乙醯乙酸基團的低玻璃轉移溫度之可聚合化合物時，可藉由酮羰基與金屬離子的螯合作用，在成膜過程中使乙醯乙酸基團與底材金屬中的金屬離子及顏/填料中的金屬離子發生反應，形成緻密的塗層，從而增進塗膜的附著性、柔韌性及耐腐蝕性。上述乙醯乙酸基團的可聚合化合物之用量，以組合物總重量計，係約0.7重量%至約3重量%，約0.7重量%至約2重量%，較佳為約0.7重量%至約1.4重量%。若乙醯乙酸基團的可聚合化合物用量低於約0.7重量%，與金屬反應程度不足，於樹脂性能改善不明顯；反之，若乙醯乙酸基團的可聚合化合物用量高於約3重量%，導致單體相容性變差影響共聚性，聚合後樹脂的基本物性與應用特性不符合期望。

本申請之水性丙烯酸酯組合物之玻璃轉移溫度可藉由加入前述組份(B)，及調整其與組份(C)之含量調整。組份(B)及組份(C)之用量比通常取決於所欲之水性丙烯酸酯組合物的性質需求。若所產生之水性丙烯酸組合物的玻璃轉移溫度過高，易造成其流平性與操作性不佳，且使塗膜過脆並使塗膜對基材密著下降；而若水性丙烯酸組合物的玻璃轉移溫度過低，易使其硬度不足，造成耐候性不佳。根據本申請之實施例，該用量比可介於約1:0.8至約1:5之間，介於約1:0.8至約1:4之間，介於約1:0.8至約1:2之間，較佳介於約1:1至約1:1.5之間。本申請之水性丙烯酸組合物具有約3°C至約50°C之玻璃轉移溫度，較佳者為具有約5°C至約40°C之玻璃轉移溫度。

本申請之水性丙烯酸酯組合物所使用之(D)可交聯化合物，包括但不限於下列單體及其衍生物、寡聚物及其衍生物或其組合：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、己二酸二醯肼、丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺及雙丙酮丙烯醯胺。根據本申請之實施例，可交聯化合物可選自以下化合物中的一種或數種：甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、己二酸二醯肼及雙丙酮丙烯醯胺。根據本申請之實施例，可交聯化合物之用量，以組合物總重量計，係約2重量%至約10重量%，約2重量%至約8重量%，較佳為約2重量%至約5重量%。

根據本申請之實施例，本申請之水性丙烯酸酯組合物可進一步包括反應型乳化劑，用於提供所形成之組合物用於塗料時其所欲之耐開裂性、耐候性、耐腐蝕性且可防流掛。根據本申請之實施例，本申請之反應型乳化劑可包括以下化合物中的一種或數種：硫酸鹽、磺酸鹽及磷酸酯。根據本申請之實施例，本申請引入之反應型乳化劑為脂肪磷酸酯反應型乳化劑，其可為單酯及其鹽類、二酯及其鹽類、三酯及其鹽類或其混合物。使用脂肪磷酸酯反應型乳化劑可改善傳統小分子乳化劑在成膜後滲出，導致塗層耐水性及穩定性下降的現象。而具極性的磷酸酯基團能與基材產生較強的鍵結，增加樹脂與基材的密著性與緻密性，有效的阻隔水氣、氯離子與鈉離子，提高塗層耐水性、耐鹽霧性及抗閃銹性。根據本申請之實施例，乳化劑之用量，以組合物總重量計，係約0.1重量%至約3重量%，係約0.1重量%至約2.5重量%，係約0.1重量%至約2重量%，較佳為約0.1重量%至約1.5重量%。根據本申請之實施例，使用脂肪磷酸酯反應型乳化劑時，其用量，以組合物總重量計，係約0.1重量%至約1重量%，較佳為約0.15重量%至約0.35重量%。不受理論所拘束，若脂肪磷酸酯反應型乳化劑用量過低時，單體液滴上吸附的表面活性劑的量不足，乳液穩定性不足；而若脂肪磷酸酯反應型乳化劑用量過高，乳液液滴尺寸變化不大，對聚合過程與樹脂性能無助益，徒增成本與原料的浪費。

根據本申請之實施例，本申請之水性丙烯酸組合物可進一步包括引發劑。根據本申請之實施例，本申請之引發劑可包括以下化合物中的一種或數種：過氧化物、偶氮化物及過硫酸鹽。本申請所述之過氧化物可包括以下化合物中的一種或數種：過氧化2-乙基己酸特丁酯(tert-butyl peroxy-2-ethyl hexanoate)、過氧化2-乙基己酸特戊酯(tert-amyl peroxy-2-ethyl hexanoate)、特丁基過氧化氫(tert-butyl hydroperoxide)、異丙苯過氧化氫(cumene hydroperoxide)、過氧化二特丁基(di-tert-butyl peroxide)、過氧化二異丙苯(dicumyl peroxide)、過氧化苯甲酸特丁酯(tert-butyl peroxybenzoate)及過氧化二苯甲醯(dibenzoyl peroxide)。本申請所述之偶氮化物可包括以下化合物中的一種或數種：2,2'-偶氮二異丁腈(2,2'-azodi(isobutronitrile)及2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)(2,2'-azodi(2-methylbutronitrile)。本申請所述之過硫酸鹽可包括以下化合物中的一種或數種：過硫酸鈉、過硫酸銨及過硫酸鉀。根據本申請之實施例，本申請之引發劑較佳為過硫酸鈉及過硫酸銨。根據本申請之實施例，引發劑之用量，以組合物總重量計，係約0.05重量%至約0.1重量%，約0.05重量%至約0.09重量%，較佳約0.05重量%至約0.08重量%。

本申請之水性丙烯酸酯組合物以水性介質作為溶劑，因此是一種環境友善的材料，上述水性介質例如是去離子水、超純水、離子交換水、逆滲透水(Reverse Osmosis Water)或蒸餾水，較佳為去離子水。水性介質之用量並無特殊限制，通常取決於所欲製得的產品的需求，較佳水性介質之用量，以組合物總重量計，係約40重量%至約60重量%，約40重量%至約58重量%，較佳約40重量%至約56重量%。

本申請之水性丙烯酸酯組合物可進一步包含一或數種助劑，例如包括中和劑、密著促進劑、防沈劑、分散劑、消光劑、消泡劑、抗氧化劑、搖變助劑、安定劑、流平劑、潤濕劑、防浮色劑、殺菌劑及其組合。當助劑存在時，根據本申請之實施例，助劑之用量，以組合物總重量計，係約0.1重量%至約1重量%，係約0.1重量%至約0.9重量%，係約0.1重量%至約0.8重量%，係約0.1重量%至約0.7重量%，較佳為約0.1重量%至約0.6重量%。

上述水性丙烯酸酯組合物可塗佈至基材的表面上，形成塗膜，之後烘乾，形成厚度約30微米至約55微米(較佳為約40微米至約45微米)之塗層。上述塗佈方式，可採用噴霧式塗佈(spray coating)、刷塗(brush coating)、輥塗(roller coating)、線杆塗佈(bar coating)、狹縫式模壓塗佈(slot die coating)、凸版印刷塗佈(gravure coating)、斜板式塗佈(slide coating)或淋幕式塗佈(curtain coating)。適用的基材，例如可為瓷磚、木材、皮革、石材、玻璃、金屬、合金、紙張、塑膠、纖維、棉織品等，較佳為金屬、合金或塑膠。所述塑膠基材，尤指3C電子產品、家電及化妝品用之塑膠基材，例如為丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或其混合。

本申請之另一目的為提供一種塗料，其包含前述之水性丙烯酸酯組合物。該塗料具有耐開裂性、耐水性、耐腐蝕性及耐候性等優良性質。根據本申請之實施例，水性丙烯酸酯組合物之用量以塗料組合物總重量計，係約30重量%至約60重量%，較佳為約35重量%至約55重量%。

本申請之塗料可進一步添加金屬粉。本申請之塗料可進一步添加色料，該色料可為透明、半透明或不透明之材料，係可給予本申請之塗料所形成之塗層實質顏色或修飾素材表面缺陷之顏料、染料或填料，所述顏料、染料和填料可單獨使用或者兩種以上組合使用。根據本申請之實施例，較佳之色料為顏料。根據本申請之實施例，本申請之顏料可包括有機顏料及無機顏料。本申請所述之有機顏料可包括以下的一種或數種：偶氮螫合物型式顏料、不溶的偶氮型式顏料、經稠和的偶氮型式顏料、二酮吡咯並吡咯型式顏料、苯並咪唑酮型式顏料、酞花菁型式顏料、靛藍型式顏料、苝酮(perynone)型式顏料、二苯並蔥型式顏料、二型式顏料、酮型式顏料、異吲哚瑞酮(isoindorinone)型式顏料及金屬螫合物型式顏料。本申請所述之無機顏料可包括以下的一種或數種：鉻黃、黃色氧化鐵、鐵丹、鐵藍、碳黑及氧化鈦。本申請所使用的色料除了顏料以外還可以搭配填料。根據本申請之實施例，本申請之填料可使用具有增加塗層膜厚、提高塗層硬度、填充基材孔洞、降低成本等功效者。根據本申請之實施例，本申請之填料可包括以下的一種或數種：碳酸鈣、硫酸鋇、黏土及滑石。本申請之塗料可施加於任何合適之基材表面，所述之基材的種類係如本文先前所定義者。

本申請之另一目的為提供一種製備上述水性丙烯酸酯組合物之方法，包括： (1)將3重量%至8重量%之可聚合化合物溶液及矽烷偶聯劑加入反應型乳化劑溶液，在約70°C至約90°C恆溫熟成約10分鐘至約30分鐘，其中該可聚合化合物溶液包含甲基丙烯酸甲酯及低玻璃轉移溫度之可聚合化合物；及 (2)將剩餘之92重量%至97重量%可聚合化合物溶液及可交聯化合物加入該反應型乳化劑溶液中，在約70°C至約90°C恆溫約0.5小時至約4小時其中步驟(2)中，剩餘之可聚合化合物溶液係於約1小時至約6小時內滴入該乳化劑溶液中。

本申請之水性丙烯酸酯組合物例如可藉由下述方法製備： A.   分別配製反應型乳化劑溶液、可聚合化合物溶液、第一引發劑溶液、第二引發劑溶液、可交聯化合物溶液及助劑溶液； B.   依該可聚合化合物溶液之總重量計，先將約3重量%至約8重量%(較佳為約3重量%至約6重量%)之可聚合化合物溶液、矽烷偶聯劑及第一引發劑溶液加入反應型乳化劑溶液，進行聚合反應熟成一段時間後； C.   然後，將剩餘(約92重量%至約97重量%)之可聚合化合物溶液以及可交聯化合物溶液和第二引發劑溶液加入步驟(B)的溶液中，持續進行聚合反應；及 D.   視需要，將助劑溶液加入。

上述步驟(A)中，該可聚合化合物溶液包含甲基丙烯酸甲酯及低玻璃轉移溫度之可聚合化合物，該可聚合化合物溶液可進一步包含高玻璃轉移溫度之可聚合化合物，該可聚合化合物溶液可進一步包含水性介質，該可聚合化合物溶液可進一步包含至少一種反應型乳化劑；該反應型乳化劑溶液可包含至少一種反應型乳化劑及水性介質；該第一引發劑溶液可包含至少一種第一引發劑及水性介質。上述步驟(A)中所使用的各組成種類係如前述。

上述步驟(B)中，約3重量%至約8重量%之可聚合化合物溶液、矽烷偶聯劑及第一引發劑溶液加入反應型乳化劑溶液中，並在約70°C至約90°C(約70°C至約88°C，約70°C至約85°C，約70°C至約83°C，較佳約75°C至約80°C)恆溫熟成約10分鐘至約30分鐘(約10分鐘至約25分鐘，較佳約10分鐘至約20分鐘)。步驟(B)中所使用的各組成種類如前述。上述步驟(C)中，剩餘之可聚合化合物溶液及第二引發劑溶液於約1小時至約6小時(約1小時至約5小時，約1小時至約4小時，較佳約1.5小時至約3.5小時)的時間內滴入乳化劑溶液中，並在約70°C至約90°C(約75°C至約88°C，約75°C至約86°C，較佳約75°C至約84°C)恆溫約0.5小時至約4小時(約0.5小時至約3小時，約0.5小時至約2小時，較佳約0.5小時至約1.5小時)。該第二引發劑溶液可包含至少一種第二引發劑及水性介質；該可交聯化合物溶液可包含至少一種可交聯化合物及水性介質；該第一引發劑與該第二引發劑可相同或不同。

上述步驟(D)中，可進一步包含加入助劑溶液之步驟。根據本申請之實施例，氨水、消泡劑、殺菌劑及水可加入於乳化劑溶液中，在約30°C至約50°C(約30°C至約48°C，約30°C至約46°C，約30°C至約44°C，較佳約30°C至約42°C)攪拌約0.5小時至約4小時(約0.5小時至約3小時，約0.5小時至約2小時，較佳約0.5小時至約1.5小時)。該助劑溶液可包含至少一種中和劑、密著促進劑、防沈劑、分散劑、消光劑、消泡劑、抗氧化劑、搖變助劑、安定劑、流平劑、潤濕劑、防浮色劑及殺菌劑。

相較於現有技術，本申請主要的有益效果至少包含： 1.     提供了一種水性丙烯酸酯組合物，其具有良好的耐腐蝕性、耐候性、耐水性、耐彎曲開裂性及硬度。 2.     使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料，相較於使用其它水性丙烯酸組合物之塗料，其塗膜較平整光滑，且無針孔現象，且其塗膜較不易變色，且具有較佳之耐水性及耐鹽霧性。 3.     比較使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料與使用其它水性丙烯酸組合物之塗料的色差(ΔE)對時間的變化率可知，使用本申請之水性丙烯酸組合物的塗料相較於使用其它水性丙烯酸組合物之塗料，能夠長時間維持較小之色差。

如本文中所使用，術語「約」用以描述及說明小的變化。當與事件或情形結合使用時，所述術語可指代其中事件或情形精確發生的例子以及其中事件或情形極近似地發生的例子。舉例來說，當結合數值使用時，術語可指小於或等於所述數值的±10%的變化範圍，例如小於或等於±5%、小於或等於±4%、小於或等於±3%、小於或等於±2%、小於或等於±1%、小於或等於±0.5%、小於或等於±0.1%、或小於或等於±0.05%。另外，有時在本文中以範圍格式呈現量、比率和其它數值。應理解，此類範圍格式是用於便利及簡潔起見，且應靈活地理解，不僅包含明確地指定為範圍限制的數值，而且包含涵蓋於所述範圍內的所有個別數值或子範圍，如同明確地指定每一數值及子範圍一般。

為進一步揭露本發明，以使本發明所屬技術領域者具有通常知識者可據以實施，以下謹以至少一實施例進一步說明本發明。然應注意者，以下實施例僅用以對本發明做進一步說明，並非用以限制本發明實施範圍，且任何本發明所屬技術領域者具有通常知識者在不違背本發明精神下所得以達成修飾及變化，均屬於本發明的範圍。

實施例1 水性丙烯酸酯組合物之製備

(1)配製乳化劑溶液、可聚合化合物溶液、第一引發劑溶液、第二引發劑溶液及可交聯化合物溶液 取去離子水與第一乳化劑配製為乳化劑溶液。 取去離子水、乳化劑(包含第一乳化劑、第二乳化劑、第三乳化劑)、甲基丙烯酸甲酯單體及低玻璃轉移溫度之可聚合化合物(包含第二丙烯酸酯單體和/或第三丙烯酸酯單體)配製為可聚合化合物溶液。 取去離子水與第一引發劑配製為第一引發劑溶液。 取去離子水與第二引發劑配製為第二引發劑溶液。 取去離子水與可交聯化合物配製為可交聯化合物溶液。

(2)將可聚合化合物溶液、矽烷偶聯劑及第一引發劑溶液加入乳化劑溶液 取5重量%之可聚合化合物溶液、矽烷偶聯劑及第一引發劑溶液加入乳化劑溶液，並在約78°C恆溫熟成約15分鐘。

(3)將剩餘之可聚合化合物溶液、可交聯化合物溶液及第二引發劑溶液以約3小時滴入乳化劑溶液中，並在約83°C下恆溫約1小時，製得黏度為1230 cps，固含量為48.5%，玻璃轉移溫度為35°C之水性丙烯酸酯組合物。

前述實施例1之水性丙烯酸酯組合物之成份係整理如下表1。 表1

	實施例1
(a)矽烷偶聯劑	4.45克之γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷
(b)高Tg之可聚合化合物	491克之甲基丙烯酸甲酯
(c)低Tg之可聚合化合物	381.8克之甲基丙烯酸異辛酯 20克之乙醯乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯
(d)可交聯化合物	77.2克
(e)反應型乳化劑	12.05克之丙基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鹽 4.45克之苯乙烯磺酸鈉鹽 4.2克之脂肪磷酸酯反應型乳化劑(Solvay，Rhodafac® RS-710)
(f)引發劑及助劑	9.97克
(g)溶劑	1037.1克之去離子水

實施例2 依下表2之塗料配方，配製塗料。 表2：塗料測試配方

組成	含量(%)
實施例1之水性丙烯酸酯組合物	46
溶劑	14
助劑	6
顏/填料	34
TOTAL	100

比較例1

依實施例2表2之配方配製塗料，然其中水性丙烯酸酯組合物改為市售HG-54C，DOW CHEMICAL公司製，用量46重量%。

比較例2

依實施例2表2之配方，配製塗料，然其中水性丙烯酸酯組合物改為市售XK-82，DSM公司製，用量46重量%。將實施例2與比較例1及2配製完成之塗料噴塗於相同的中間塗層上，烘烤後在室溫下冷卻進行測試，其測試條件如下：將水性環氧中間塗層塗佈於基板上，在60°C下烘烤25分鐘，之後將上述所得之塗料塗佈於中間塗層上，在75°C下烘烤30分鐘，之後在室溫冷卻1小時後進行以下相關測試。

測試方法

光澤度：利用光澤計[VG2000，Nippon Denshoku公司]，以ASTM D523方法將光源以60°入射角投射至待測樣品表面，再於60°反射角位置量測其表面光澤度。

附著力：以百格刮刀刮於塗膜表面，後以膠帶黏緊後，90°撕起，判定剝落格數。

硬度：利用鉛筆硬度試驗機[Elcometer 3086，SCRATCH BOY]，以三菱Uni鉛筆(1H,2H)用JISK-5400方法測試塗膜表面之鉛筆硬度。

耐水性：將待測樣品以45°C浸泡一段時間，觀察其表面狀態。

耐鹽霧性(耐候性)：將待測樣品以25°C浸泡於5重量%之氯化鈉溶液中一段時間，觀察其表面狀態。

上述附著力判定標準如下：

根據GB/T 9286-1998《色漆和清漆-漆膜的劃格試驗》來評定塗層從底材脫離的抗性。

分級	說明	發生脫落的十字交叉切割區的表面外觀
0	切割邊緣完全平滑，無一格脫落	-
1	在切口交叉處有少許塗層脫落，但交叉切割面積受影響不能明顯大於5%
2	在切口交叉處和/或沿口邊原有塗層脫落，受影響的交叉切割面積明顯大於5%，但不能明顯大於15%
3	塗層沿切割邊緣部分或全部以大碎片脫落，和/或在格子不同部位上部分或全部剝落，受影響的交叉切割面積明顯大於15%，但不能明顯大於35%
4	塗層沿切割邊緣大碎片脫落，和/或一些方格部分或全部出現脫落。受影響的交叉切割面積明顯大於35%，但不能明顯大於65%
5	剝落的程度超過4級	-

測試結果

上述所得之測試結果記錄於圖2、圖3及表3。 表3

測試項目	實施例2	標準規格
耐彎曲開裂性(mm)	＜10	≦12
硬度	≧HB	≧HB
初期耐水性 (168小時)(級)	漆膜失光	0	≦2
漆膜變色	0	≦2
漆膜起泡	0(S0)	≦1(≦S1)
漆膜生鏽	0(S0)	0(S0)
漆膜脫落	0(S0)	0(S0)
耐鹽霧性	850小時無異常	168小時無異常

圖1(a)顯示使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料經100倍放大過後之表面照片及圖1(b)顯示使用HG-54C( DOW CHEMICAL)水性丙烯酸酯組合物之塗料經100倍放大過後之表面照片。由圖1(a)可知，使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料，表面平整光滑，無開裂、流掛及針孔現象。與圖1(b)相比，可發現使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料，相較於使用其它水性丙烯酸酯組合物之塗料，其塗膜較平整光滑，且無針孔現象。

由表3可知，使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料，其表面平整光滑，附著力佳，其失色及變色情形輕微，且無起泡、生鏽及脫落等情形，耐水性亦佳。此外，相較於使用其它水性丙烯酸酯組合物之塗料(比較例1及2)，其塗膜較不易變色，且具有較佳之耐水性及耐鹽霧性。

使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料，經100小時、200小時、335小時及460小時之耐候性測試後，其保光率仍可維持在88%以上，其耐候性佳。此外，相較於使用其它水性丙烯酸酯組合物之塗料(比較例1及2)，可發現使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料，在經耐候性測試後，顯現較佳的保光率。

由表3可知，使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料，顯現較佳之耐彎曲開裂性且較不易變色、失光及起泡。此外，使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料亦能同時維持其硬度，並顯現長時間之耐鹽霧性(耐候性)。

圖2顯示使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料(實施例2)與使用其它水性丙烯酸酯組合物之塗料(比較例1及2)之保光率對時間的變化率。由圖2可知，在經過長時間的測試期間，使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料相較於使用其它水性丙烯酸酯組合物之塗料(比較例1及2)，皆顯現出較佳之光澤度。

圖3顯示使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料與使用其它水性丙烯酸酯組合物之塗料(比較例1及2)之色差(ΔE)對時間的變化率。由圖3可知，使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料相較於使用其它水性丙烯酸酯組合物之塗料(比較例1及2)，能夠長時間維持較小之色差(超過460小時)。

綜上，本申請之水性丙烯酸酯組合物應用於塗料時除了具有良好之成膜性、耐水性、附著力、噴塗及刮塗流掛性外，其在耐鹽霧性(耐候性)方面更顯現出較使用其它水性丙烯酸酯組合物之塗料(比較例1至2)為佳之性質。

圖1(a)為使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料經100倍放大後之表面照片。 圖1(b)為使用其它水性丙烯酸酯組合物之塗料經100倍放大後之表面照片。 圖2顯示使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料與使用其它水性丙烯酸組合物之塗料(比較例1及2)的保光率對時間的變化率。 圖3顯示使用本申請之水性丙烯酸酯組合物的塗料與使用其它水性丙烯酸酯組合物之塗料(比較例1及2)的色差(ΔE)對時間的變化率。

Claims (8)

1. 一種水性丙烯酸酯組合物，其包含：(A)約0.1重量%至約0.8重量%之矽烷偶聯劑，其中該矽烷偶聯劑係選自由以下組成之群：甲基丙烯醯氧甲基三乙氧基矽烷、甲基丙烯醯氧甲基三甲氧基矽烷及γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷；(B)約20重量%至約40重量%之甲基丙烯酸甲酯；(C)約15重量%至約35重量%之低玻璃轉移溫度之可聚合化合物；(D)約2重量%至約10重量%之可交聯化合物，其中該可交聯化合物係選自由以下組成之群：丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯及甲基丙烯酸異辛酯；(E)約0.15重量%至約0.35重量%之脂肪磷酸酯反應型乳化劑；及(F)約40重量%至約56重量%之水性介質；其中各組成之含量係依該組合物之總重量計，低玻璃轉移溫度係指不大於約0℃之玻璃轉移溫度，及該水性丙烯酸酯組合物包含約0.7重量%至約3重量%具有乙醯乙酸基團的低玻璃轉移溫度之可聚合化合物。
2. 如請求項1之水性丙烯酸酯組合物，其進一步包含以水性丙烯酸組合物總重量計，約20重量%至約30重量%之高玻璃轉移溫度之可聚合化合物，其中高玻璃轉移溫度係指不小於約0℃之玻璃轉移溫度。
3. 如請求項1之水性丙烯酸酯組合物，其進一步包含高玻璃轉移溫度之可聚合化合物，該高玻璃轉移溫度之可聚合化合物係選自由以下組成之群：叔碳酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸 甲酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸十八烷酯、丙烯醯嗎啉、苄基丙烯酸酯及苯乙烯，其中高玻璃轉移溫度係指不小於約0℃之玻璃轉移溫度。
4. 如請求項1之水性丙烯酸酯組合物，其中該低玻璃轉移溫度之可聚合化合物係選自由以下組成之群：丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸十二烷酯、2-丙烯酸-2-甲氧基乙酯及乙醯乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯。
5. 如請求項1之水性丙烯酸酯組合物，其中該具有乙醯乙酸基團的低玻璃轉移溫度之可聚合化合物為乙醯乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯。
6. 一種塗料，其包含如請求項1至5中任一項之水性丙烯酸酯組合物。
7. 一種製備如請求項1所述之水性丙烯酸酯組合物之方法，包含：(1)先將約3重量%至約8重量%之可聚合化合物溶液及約0.1重量%至約0.8重量%之矽烷偶聯劑加入約0.15重量%至約0.35重量%之脂肪磷酸酯反應型乳化劑溶液，在約70℃至約90℃恆溫熟成約10分鐘至約30分鐘，其中該可聚合化合物溶液包含甲基丙烯酸甲酯及約0.7重量%至約3重量%具有乙醯乙酸基團的低玻璃轉移溫度之可聚合化合物；及(2)將剩餘之約92重量%至約97重量%可聚合化合物溶液及可交聯化合物加入該反應型乳化劑溶液中，在約70℃至約90℃恆溫約0.5小時至 約4小時。
8. 如請求項7之方法，其中步驟(2)中，剩餘之可聚合化合物溶液係於約1小時至約6小時內滴入該乳化劑溶液中。

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