TWI836832B - 用於矽烷交聯塗料的光穩定劑組成物、包含其的矽烷交聯塗料組成物及其用途 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種用於矽烷交聯塗料的光穩定劑組成物，包括：紫外光吸收劑、光安定劑及抗氧化劑，紫外光吸收劑包括2-[4-[(2-羥基-3-十三烷氧基丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪和2-[4-[(2-羥基-3-十二烷氧基丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪；光安定劑包括癸二酸，雙(2,2,6,6-四甲基-1-(辛氧基)-4-哌啶基)酯與1,1-二甲基乙基氫過氧化物和辛烷反應的產物；抗氧化劑包括苯丙酸，3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基-C13-C15-支鏈烷基酯；紫外光吸收劑、光安定劑及抗氧化劑的重量比為3~5：3~5：1~4；且矽烷交聯塗料包括矽烷封端預聚物及矽氧烷樹脂。本發明更提供包含前述光穩定劑組成物的矽烷交聯塗料組成物及其用途。
Description
本發明關於一種用於矽烷交聯塗料的光穩定劑組成物、包含其的矽烷交聯塗料組成物及其用途，尤指一種具有增加對水接觸角且提升疏水性的用於矽烷交聯塗料的光穩定劑組成物、包含其的矽烷交聯塗料組成物及其用途。
矽烷封端基聚矽氧烷可交聯塗料具有良好的耐磨耗及耐溶劑性能，而可應用於黏合劑、密封劑及塗料，亦可做為塗覆於水泥基材的地坪塗料。然而，目前商業上可購得的矽烷封端基聚矽氧烷可交聯塗料，其耐UV效果不佳。
因此，國際大廠Wacker化學公司開發該類新型塗料，推薦客戶可自行添加Tinuvin® B-75補強。然而，雖然添加Tinuvin® B-75可提升耐UV效果，但仍無法有效提升塗料的對水接觸角及疏水性。
有鑑於此，目前亟需發展出一種新穎的矽烷交聯塗料組成物，以提升地坪塗料的附加價值。
本發明的主要目的在於提供一種用於矽烷交聯塗料的光穩定劑組成物，當添加於矽烷交聯塗料後，除了使塗料具有改善的耐UV性及耐熱老化性外，更具有提升的對水接觸角及疏水性。
本發明的用於矽烷交聯塗料的光穩定劑組成物，包括：一紫外光吸收劑、一光安定劑及一抗氧化劑，其中紫外光吸收劑包括2-[4-[(2-羥基-3-十三烷氧基丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪(2-[4-[(2-hydroxy-3-tridecyloxypropyl)oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine)和2-[4-[(2-羥基-3-十二烷氧基丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪(2-[4-[(2-hydroxy-3-dodecyloxypropyl)oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine)；光安定劑包括癸二酸，雙(2,2,6,6-四甲基-1-(辛氧基)-4-哌啶基)酯與1,1-二甲基乙基氫過氧化物和辛烷反應的產物(Decanedioic acid,bis(2,2,6,6-tetrarnethyl-1-(octyloxy)-4-piperidinyl)ester,reaction products with 1,1-dimethylethylhydroperoxide and octane)；而抗氧化劑包括苯丙酸，3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基-C13-C15-支鏈烷基酯(benzenepropanoic acid,3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxy-C13-C15-branched alkyl esters)；其中，紫外光吸收劑、光安定劑及抗氧化劑的重量比為3~5：3~5：1~4。
本發明的矽烷交聯塗料組成物，包括：100重量份的矽烷交聯塗料；以及0.1重量份至10重量份的前述光穩定劑組成物。
於本發明的光穩定劑組成物及矽烷交聯塗料組成物中，矽烷交聯塗料可包括：矽烷封端預聚物、及矽氧烷樹脂。
於本發明中，藉由添加包含特定比例及特定成分的紫外光吸收劑、光安定劑及抗氧化劑的光穩定劑組成物於矽烷交聯塗料組成物中，可使所形成的矽烷交聯塗料組成物具有良好的耐熱性及/或耐候性。此外，相較於以往的矽烷交聯塗料組成物，本發明的矽烷交聯塗料組成物因添加有特定比例及特定成分的光穩定劑組成物，可提升塗料的對水接觸角及疏水性，進而提升作為地坪塗料的附加價值。
於本發明中，紫外光吸收劑包括2-[4-[(2-羥基-3-十三烷氧基丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪和2-[4-[(2-羥基-3-十二烷氧基丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪。更詳細而言，於本揭露中，紫外光吸收劑為2-[4-[(2-羥基-3-十三烷氧基丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪和2-[4-[(2-羥基-3-十二烷氧基丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪的混合物。
於本發明中，以100重量份的矽烷交聯塗料為基準，光穩定劑組成物的添加量可為0.1重量份至10重量份，例如可為0.5重量份至5重量份、或1重量份至4重量份。
於本發明中，矽烷交聯塗料可包括：矽烷封端預聚物、及矽氧烷樹脂。其中，矽烷交聯塗料中的矽烷封端預聚物與矽氧烷樹脂的重量比可為90~100：1~10。於一實施例中，矽烷封端預聚物與矽氧烷樹脂的重量比可約為95：5。
於本發明中，矽烷封端預聚物可包括：具官能基的聚矽氧烷及具矽烷封端基的聚醚。其中，具官能基的聚矽氧烷可為烷氧基封端的聚矽氧烷。其中，”烷氧基”包括直鏈及支鏈之C1-12烷氧基、C1-8烷氧基或C1-6烷氧基；且其
具體例子包括，但不限於：甲氧基、乙氧基、丙氧基、2-丙氧基、丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、及己氧基。
於本發明中，矽氧烷樹脂可包括：N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基矽烷(N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane)。
本發明更提供前述矽烷交聯塗料組成物的用途，用於在一水泥基材的表面上形成一塗層。再者，本發明更提供以前述矽烷交聯塗料組成物形成一塗層的方法，包括：將前述的矽烷交聯塗料組成物塗佈於一水泥基材的表面上以形成一塗層。其中，水泥基材的表面可例如為地面或牆面。
此外，若需要，本發明的矽烷交聯塗料組成物可與顏料、填料或消光劑並用。舉例來說，當矽烷交聯塗料組成物與顏料並用時，可形成具有一特定顏色的塗層。
以下係藉由具體實施例說明本揭露之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本揭露之其他優點與功效。本揭露亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可針對不同觀點與應用，在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。
除非文中另有說明，否則說明書及所附申請專利範圍中所使用之單數形式「一」及「該」包括一或複數個體。
非文中另有說明，否則說明書及所附申請專利範圍中所使用之術語「或」通常包括「及/或」之含義。
此外，在本文中，「約」之用語通常表示在一給定值或範圍的20%內，或10%內，或5%內，或3%之內，或2%之內，或1%之內，或0.5%之內。在此給定的數量為大約的數量，亦即在沒有特定說明「約」的情況下，仍可隱含「約」之含義。此外，用語「範圍為第一數值至第二數值」或「範圍介於第一數值至第二數值之間」表示所述範圍包含第一數值、第二數值以及它們之間的其它數值。
本揭露將藉由實施例更具體地說明，但該等實施例並非用於限制本揭露之範疇。除非特別指明，於下列製備例、實施例與比較例中，溫度為攝氏溫度，份數及百分比係以重量計。重量份數和體積份數之關係就如同公斤和公升之關係。
下述實施例及比較例所使用的矽烷封端預聚物為Wacker化學公司所提供的SILRES® BS6920，其包括具官能基的聚矽氧烷及具矽烷封端基的聚醚，其中具官能基的聚矽氧烷為甲氧基封端的聚矽氧烷。
下述實施例及比較例所使用的矽氧烷樹脂為N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基矽烷(CAS No.：1760-24-3)。
下述實施例1至8及比較例3及4所使用的紫外光吸收劑為2-[4-[(2-羥基-3-十三烷氧基丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪和2-[4-[(2-羥基-3-十二烷氧基丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪的混合物(Eversorb® 40；CAS No.：153519-44-9)，結構如下所示。
下述比較例1所使用的紫外光吸收劑為α-[3-[3-(2-H-苯並三唑-2-基)-5-(1,1-二甲基乙基)-4-羥基苯基]-1-氧丙基]-ω-羥基聚(氧-1,2-乙二基)(α-[3-[3-(2H-Benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]-1-oxopropyl]-ω-hydroxypoly(oxo-1,2-ethanediyl))和α-[3-[3-(2H-苯並三唑-2-基)-5-(1,1-二甲基乙基)-4-羥基苯基]-1-氧丙基]-ω-[3-[3-(2H-苯並三唑-2-基)-5-(1,1-二甲基乙基)-4-羥基苯基]-1-氧代丙氧基]聚(氧基-1,2-乙二基)(α-[3-[3-(2H-Benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]-1-oxopropyl]-ω-[3-[3-(2H-benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]-1-oxopropoxy]poly(oxy-1,2-ethanediyl))的混合物(Eversorb® 80；CAS No.：104810-48-2+104810-47-1)，結構如下所示。
下述比較例2所使用的紫外光吸收劑為2-(2H-苯並三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚(2-(2H-benzotriazol-2-yl)-6-dodecyl-4-methylphenol)(TINUVIN® 571；CAS No.：125304-04-3)，結構如下所示。
下述實施例1至8及比較例3及4所使用的光安定劑為癸二酸，雙(2,2,6,6-四甲基-1-(辛氧基)-4-哌啶基)酯與1,1-二甲基乙基氫過氧化物和辛烷反應的產物(Eversorb® 95；CAS No.：129757-67-1)，結構如下所示。
下述比較例1及2所使用的光安定劑為癸二酸雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯(Decanedioic acid,bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)ester)與癸二酸(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)甲基酯(Decanedioic acid,(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)methyl ester)的混合物(Eversorb® 93；CAS No.：41556-26-7+82919-37-7)，結構如下所示。
下述實施例1至8及比較例4所使用的抗氧化劑為苯丙酸，3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基-C13-C15-支鏈烷基酯(Irganox® 1315；CAS No.：171090-93-0)，結構如下所示。
下述比較例2所使用的抗氧化劑為苯丙酸，3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基-C7-C9支鏈烷基酯(Benzenepropanoic acid,3,5-bis(1,1-dimethyl-ethyl)-4-hydroxy-C7-C9 branched alkyl esters)(Irganox® 1135；CAS No.：125643-61-0)，結構如下所示。
實施例1至8及比較例1至4-矽烷交聯塗料組成物
取9.5g的主劑，其為一矽烷封端預聚物(SILRES® BS6920)，加入0.3g的光穩定劑組成物於主劑中；其中光穩定劑組成物的組成及比例如下表1所示。而後，加入0.5g的固化劑(矽氧烷樹脂)倒入主劑中，將主劑、固化劑、與光穩定劑組成物充分均勻攪拌，則可得到實施例1至8及比較例1至4的矽烷交聯塗料組成物。
表1-光穩定劑組成物的成分及重量百分比
空白例-矽烷交聯塗料組成物
取9.5g的主劑，其為一矽烷封端預聚物(SILRES® BS6920)。而後，加入0.5g的固化劑(矽氧烷樹脂)倒入主劑中，將主劑及固化劑充分均勻攪拌，則可得到空白例的矽烷交聯塗料組成物。
試片製作
步驟1：將地坪強化砂漿產品桶內A、B劑取出，混合比例A：B為5.2：1，使用攪拌棒攪拌均勻約3分鐘，靜置2分鐘後再攪拌約1分鐘，取混合好的地坪沙漿7.2~7.5g均勻塗抹於馬口鐵片上，塗佈範圍約長60mm且寬47mm，於一般室溫下靜置7天。
步驟2：將前述所製備的實施例1至8、比較例1至4與空白例的新鮮矽烷交聯塗料，分別取0.52g(相當於180g/m2)均勻塗抹於步驟1的馬口鐵片上，於一般室溫下靜置24小時。
步驟3：將前述所製備的實施例1至8、比較例1至4與空白例的新鮮矽烷交聯塗料，分別取0.52g(相當於180g/m2)均勻塗抹於步驟2的馬口鐵片上，於一般室溫下靜置7天後完成。
耐候試驗
使用耐候試驗機(廠牌：Q LAB，型號：QUV/se)，耐候條件設置為ASTM G154-2。燈源波長為310nm，照度為0.71W/m2/nm。循環條件為：4小時UV光照射，黑板溫度為60±3℃；4小時冷卻，黑板溫度為50±3℃。將前述塗佈有實施例1-8、比較例1-4及空白例的矽烷交聯塗料的試片置於此耐候條件下，照射時間為168小時。
耐熱試驗
使用熱風烘箱(廠牌：DENG YNG，型號：DO45)，耐熱條件依據GB/T1735。設置熱風烘箱溫度為60±2℃。將前述塗佈有實施例1-8、比較例1-4及空白例的矽烷交聯塗料的試片置於此耐熱條件下，熱老化時間為1000小時。
對水接觸角試驗
使用接觸角暨表面張力計(廠牌：First Ten Angstroms，型號：FTA 125)，於室溫下分別將前述塗佈有實施例1-8、比較例1-4及空白例的矽烷交聯塗料的試片平放於儀器台面，以針筒將0.2ml純水滴於試片表面，以軟體測量對水接觸角並紀錄之，取同樣試片之不同區域重複測試共10組對水接觸角，計算10組對水接觸角之平均數值。
色差量測
使用色差儀(廠牌：KONICA MINOLTA，型號：CM-5)及AATCC灰色標進行量測。其中，級數與色差(△E)的關係如下表2所示。
表2
實施例1至8、比較例1-4及空白例的對水接觸角、耐候測試後及耐熱測試後的色差、及耐候測試後的對水接觸角結果如下表3所示。
表3
表3的結果顯示，實施例1至8的組成物之對水接觸角較空白例的組成物提升約10至15度，而比較例1及2的組成物之對於對水接觸角幾乎無提升。此外，從耐候色差變化值可發現，實施例1至8皆優於空白例與比較例1、2及4；從耐熱色差變化值可發現，實施例1至8皆優於空白例與比較例1至4。特別是，經UV光老化168小時後，實施例1至8的色差變化可以由空白例的2級提升至4-5級。再者，於耐候測試後，實施例1至8的組成物的對水接觸角，皆優於空白例與比較例1至4。
上述的結果顯示，當添加包含特定比例及特定成分的紫外光吸收劑、光安定劑及抗氧化劑的光穩定劑組成物於矽烷交聯塗料組成物中，可有效提升矽烷交聯塗料組成物的耐UV性及耐熱老化性，且更可提升矽烷交聯塗料組成物的對水接觸角，而提升其疏水性。特別是，即便本發明的矽烷交聯塗料組成物經過耐候測試後，仍具有提升的對水接觸角及疏水性，而能達到防水防汙的功效，將有利於地坪塗料的應用上。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本揭露所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
Claims (11)
- 一種用於矽烷交聯塗料的光穩定劑組成物，包括：一紫外光吸收劑、一光安定劑及一抗氧化劑，其中該紫外光吸收劑包括2-[4-[(2-羥基-3-十三烷氧基丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪(2-[4-[(2-hydroxy-3-tridecyloxypropyl)oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine)和2-[4-[(2-羥基-3-十二烷氧基丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪(2-[4-[(2-hydroxy-3-dodecyloxypropyl)oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine)；該光安定劑包括癸二酸，雙(2,2,6,6-四甲基-1-(辛氧基)-4-哌啶基)酯與1,1-二甲基乙基氫過氧化物和辛烷反應的產物(Decanedioic acid,bis(2,2,6,6-tetramethyl-1-(octyloxy)-4-piperidinyl)ester,reaction products with 1,1-dimethylethylhydroperoxide and octane)；而該抗氧化劑包括苯丙酸，3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基-C13-C15-支鏈烷基酯(benzenepropanoic acid,3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxy-C13-C15-branched alkyl esters)；其中，該紫外光吸收劑、該光安定劑及該抗氧化劑的重量比為3~5：3~5：1~4；其中，該矽烷交聯塗料包括：矽烷封端預聚物、及矽氧烷樹脂。
- 如請求項1所述的光穩定劑組成物，其中以100重量份的矽烷交聯塗料為基準，該光穩定劑組成物的添加量為0.1重量份至10重量份。
- 如請求項1所述的光穩定劑組成物，其中以100重量份的矽烷交聯塗料為基準，該光穩定劑組成物的添加量為0.5重量份至5重量份。
- 如請求項1所述的光穩定劑組成物，其中以100重量份的矽烷交聯塗料為基準，該光穩定劑組成物的添加量為1重量份至4重量份。
- 一種矽烷交聯塗料組成物，包括：100重量份的矽烷交聯塗料，且該矽烷交聯塗料包括：矽烷封端預聚物、及矽氧烷樹脂；以及0.1重量份至10重量份的光穩定劑組成物，其中該光穩定劑組成物包括：一紫外光吸收劑、一光安定劑及一抗氧化劑，其中該紫外光吸收劑包括2-[4-[(2-羥基-3-十三烷氧基丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪和2-[4-[(2-羥基-3-十二烷氧基丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪；該光安定劑包括癸二酸，雙(2,2,6,6-四甲基-1-(辛氧基)-4-哌啶基)酯與1,1-二甲基乙基氫過氧化物和辛烷反應的產物；而該抗氧化劑包括苯丙酸，3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基-C13-C15-支鏈烷基酯；其中，該紫外光吸收劑、該光安定劑及該抗氧化劑的重量比為3~5：3~5：1~4。
- 如請求項5所述的矽烷交聯塗料組成物，其中該光穩定劑組成物的含量為0.5重量份至5重量份。
- 如請求項5所述的矽烷交聯塗料組成物，其中該光穩定劑組成物的含量為1重量份至4重量份。
- 如請求項5所述的矽烷交聯塗料組成物，其中該矽烷交聯塗料中該矽烷封端預聚物與該矽氧烷樹脂的重量比為90~100：1~10。
- 如請求項5所述的矽烷交聯塗料組成物，其中該矽烷封端預聚物包括：具官能基的聚矽氧烷及具矽烷封端基的聚醚。
- 如請求項5所述的矽烷交聯塗料組成物，其中該矽氧烷樹脂包括N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基矽烷(N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane)。
- 一種如請求項5至10任一項所述的矽烷交聯塗料組成物的用途，用於在一水泥基材的表面上形成一塗層。
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| TW111150845A TWI836832B (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 用於矽烷交聯塗料的光穩定劑組成物、包含其的矽烷交聯塗料組成物及其用途 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003292829A (ja) * | 2002-04-04 | 2003-10-15 | Natoko Kk | 撥水性被膜および塗料組成物 |
-
2022
- 2022-12-30 TW TW111150845A patent/TWI836832B/zh active
Patent Citations (1)
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