TWI408163B - 奈米黏土複合材料及製備該複合材料之組合物 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種具可撓性奈米黏土複合材料，較佳地，本發明係關於一種用於家庭、車用及工業清潔用之奈米黏土複合材料。
舉凡工業生產或者家居生活中，清潔、清淨程序係屬每日必定施行之程序。
在家庭生活中一般清洗廚具及衛浴設備，係透過將清潔劑倒入水中，輔以泡棉或刷洗工具進行清洗，刷洗完後剩餘尚具清洗作用的溶液只能當作廢水排放，且刷洗工具經常會損傷器具表面，或者在清潔的效果上有限。
此外，在汽車美容方面，由於汽車在行駛過程中與空氣中的粉塵碰撞，造成難以清除的塵粒，一般的泡沫洗車方法無法完全之移除，且可能因塵粒的摩擦導致汽車烤漆的損壞。
另一方面，在工業上不乏可見各種透過各種清潔之手段來提高製程量率，例如在半導體晶圓製程中廣泛使用各種化學機械研磨製程進行矽晶圓拋光，過程中不斷消耗研磨液和大量之水來清洗，且研磨廢液之處理係為環保上的重要問題。
有鑑於此，本發明嘗試無須使用/幾乎不使用溶劑之清潔材料，藉以減少工業、家庭或車用清潔時之水/溶劑之使用，且同時兼具刷洗與界面活性劑清洗功能，以因應環保之需求，降低環境之負擔。
有鑑於習知技術的缺失，本發明之目的在提供一種非消耗性清潔材料，其所具有之可撓性可使其與欲清潔之表面緊密貼合，且在完全無洗劑或少量洗劑的存在下，透過親和力及/或接觸力方式移除欲清潔表面之非預期物質。更進一步地，本發明提供一種用於形成前述非消耗性清潔材料之組合物，將該組合物透過高分子混煉技術即可製得具可撓性之非消耗性清潔材料。
為達上述目的，本發明提供一種用於形成可撓性奈米黏土複合材料之組合物，其係包含高分子聚合體、界面活性劑、高分子變性劑及微米/奈米粉體。
其中，前述組合物之各組成比例較佳係為100重量份高分子聚合體；0.1至40重量份之界面活性劑；0.1至40重量份之高分子變性劑；及0.1至100重量份之微米/奈米粉體。
在部分的實施態樣中，本發明之用於形成可撓性奈米黏土複合材料之組合物係可進一步包含纖維材料，其較佳使用量係為0.1至10重量份。
在較佳的實施態樣中，本發明之組合物包含100重量份高分子聚合體；0.1至40重量份之界面活性劑；0.1至40重量份之高分子變性劑；0.1至100重量份之微米/奈米粉體；及0.1至8重量份之纖維材料。
在更佳的實施態樣中，本發明之組合物包含100重量份高分子聚合體；0.5至30重量份之界面活性劑；0.5至30重量份之高分子變性劑；0.1至50重量份之微米/奈米粉體；及0.1至8重量份之纖維材料。
在另一更佳實施態樣中，本發明之組合物包含100重量份高分子聚合體；1至20重量份之界面活性劑；1至20重量份之高分子變性劑；0.1至25重量份之微米/奈米粉體；及0.5至5重量份之纖維材料。
本發明同時提供一種奈米黏土複合材料，其係取包含高分子聚合體、界面活性劑、高分子變性劑及微米/奈米粉體之組合物經高分子混煉形成，其中，經高分子混煉後所形成之奈米黏土複合材料係具有可撓性。
其中，用以形成該奈米黏土複合材料之組合物各成分間的組成較佳係為100重量份高分子聚合體；0.1至40重量份之界面活性劑；0.1至40重量份之高分子變性劑；及0.1至100重量份之微米/奈米粉體。
在部分的實施態樣中，本發明之用於形成奈米黏土複合材料之組合物係可進一步包含纖維材料，其較佳之用量係為0.1至10重量份。
在較佳的實施態樣中，用以高分子混煉以製得本發明之奈米黏土複合材料之組合物包含：100重量份高分子聚合體；0.5至30重量份之界面活性劑；0.5至30重量份之高分子變性劑；0.1至50重量份之微米/奈米粉體；及0.1至8重量份之纖維材料。
此外，在製備較適用於車體美容、工業除油墨或除臭之實施態樣中，用以高分子混煉以製得本發明之奈米黏土複合材料之組合物包含：100重量份高分子聚合體；1至20重量份之界面活性劑；1至20重量份之高分子變性劑；0.1至25重量份之微米/奈米粉體；及0.5至5重量份之纖維材料。
本發明之用於形成可撓性奈米黏土複合材料之組合物經高分子混煉後，係可形成具可撓性之奈米黏土複合材料，其係可作為工業或居家清潔用之非消耗性清潔材料，減少水及/或其他溶劑等消耗性清潔用品之使用，達到環保之功效。
本發明之用於形成可撓性奈米黏土複合材料之組合物，其係包含高分子聚合體、界面活性劑、高分子變性劑及微米/奈米粉體。其較佳之組成比例係為100重量份高分子聚合體；0.1至40重量份之界面活性劑；0.1至40重量份之高分子變性劑；及0.1至100重量份之微米/奈米粉體。
在部分實施態樣中，本發明之用於形成可撓性奈米黏土複合材料之組合物係可進一步包含纖維材料，其較佳之用量係為0.1至10重量份。
在較佳的實施態樣中，本發明之用於形成可撓性奈米黏土複合材料之組合物包含100重量份高分子聚合體；0.5至30重量份之界面活性劑；0.5至30重量份之高分子變性劑；0.1至50重量份之微米/奈米粉體；及0.1至8重量份之纖維材料。
在另一較佳實施態樣中，本發明之組合物包含100重量份高分子聚合體；1至20重量份之界面活性劑；1至20重量份之高分子變性劑；0.1至25重量份之微米/奈米粉體；及0.5至5重量份之纖維材料。
本發明所稱之『高分子聚合體』係為本發明之用於形成可撓性奈米黏土複合材料之組合物中之基材，其係可為本身即具有可撓性之高分子材料，或者透過與其他組成之混煉而具有可撓性。適用於本發明之高分子聚合體之材質包含聚乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙酯、橡膠或其混合物。
本發明所稱之『界面活性劑』包含陰離子型界面活性劑、陽離子型界面活性劑、非離子型界面活性劑或其混合物，其作用之一在使本發明之組合物經混煉後所形成之複合材料與其他表面接觸時，透過複合材料所含之界面活性劑與其他表面上之物質產生極性－極性作用力或非極性－非極性作用力，進而將該物質帶離該表面，再者，界面活性劑亦可由複合材料中釋出形成清潔劑之效果。適用於本發明之陰離子型界面活性劑包含聚乙二醇烴基烷基醚磷酸酯(Polyoxyethylene Alkyl Ether Phosphate)、羧基化烷基乙氧酯(Carboxylated Alkyl Ethoxylate)、羧基化十二烷基苯硫酸酯(Carboxylated Dodecyl Benzene Sulfonate)、銨基聚乙二醇烴基烷基醚硫酸酯(NH4
Polyoxyethylene Alkyl Ether Sulfate)；適用於本發明之陽離子型界面活性劑包含四級銨鹽(Quartenernary Ammonium Salt)、氯化苯二甲烴銨(Benzalkonium Chloride)、月桂基甜菜鹼(Lauryl Betain)；適用於本發明之非離子型界面活性劑包含聚乙二醇烴基烷基醚(Polyoxyethylene Alkyl Ether)、聚乙二醇烴基油酸酯(Polyoxyethylene Oleate)、聚乙二醇烴基硬脂酸酯(Polyoxyethylene Stearate)或聚乙二醇烴基月桂酸酯(Polyoxyethylene Laurate)。
本發明所稱之『高分子變性劑』係為高分子技術領域中具通常知識者添加於高分子中用以改變高分子剛性/韌性/可撓性等性質之物質，因此適用於本發明之高分子變性劑包含高分子技術領域中可用以改變前述性質之塑膠改性劑、增黏劑、碳氫混合物油、植物油、動物油或其混合物，例如塑膠改性劑係可為聚乙二醇(Polyethylene Glycols)、聚四甲基醚二醇(Polytetramethylene－ether－glycol)、聚己內酯多元醇(Polycaprolactone)、聚碳酸酯二醇(Polycarbonatediol)、鄰苯二甲酸二辛酯(Di－Octyl Phthalate)、酞酸二丁酯(Dibutyl Phthalate)、三乙酸甘油酯(Triacetin)、三甲戊二醇異丁酯(Trimethyl－Pentanediol Di－isobutylate)或其混合物；碳氫混合物油則係為具有Cn
H2n＋2
通式結構之化合物，其中n係為6至30之正整數，碳氫混合物油係可為飽和或不飽和環烷類或芳香類化合物。
本發明所稱之『微米/奈米粉體』係為奈米粉體或微米粉體與奈米粉體之混合物，其作用在使本發明之組合物經高分子混煉後所形成之複合材料與其他表面接觸時，透過複合材料所含之『微米/奈米粉體』與其他表面之物質接觸，進而產生研磨刮除該物質之效果，同時由於複合材料之可撓性，使被刮除之物質進入複合材料中進而由複合材料帶離該表面。微米粉體之材質係為任何已知之具有微米粒徑之具有剛性/低可撓性之物質而無須限定之；奈米粉體之材料則為任何具有奈米粒徑之物質，包含但不限於二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋅、碳酸鈣、氧化鋁、矽酸鎂或其混合物。
本發明所稱之『纖維材料』包含棉花、紙漿或其混合物。
在部分實施態樣中，本發明之用於形成可撓性奈米黏土複合材料之組合物係可依據需求進一步包含功能性添加物，例如次氯酸鈣、檸檬酸或單寧酸等，藉此使利用其所製得複合材料增加或強化原有之功能或效果，例如香氣、除油特性等。
本發明之奈米黏土複合材料，其係取包含以下組成之組合物經高分子混煉形成：100重量份高分子聚合體；0.1至40重量份之界面活性劑；0.1至40重量份之高分子變性劑；0.1至100重量份之微米/奈米粉體；其中，前述組合物經高分子混煉後所形成之奈米黏土複合材料係具有可撓性。
本發明之複合材料其係取一組合物經高分子混煉形成，其中組合物中所包含之高分子聚合體、界面活性劑、高分子變性劑、微米/奈米粉體及纖維材料之定義係如前述。
本發明所稱之『高分子混煉』係指將高分子與其他欲混合改質之其他組成，經過混煉設備使各成分分散均勻。其係可透過任何本技術領域已知或達到此目的之設備操作之，例如單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、磨盤式擠出機或連續擠出機等而無須限定之。
在較佳的實施態樣中，本發明之複合材料其係取包含以下組成之組合物經高分子混煉形成：100重量份高分子聚合體；0.5至30重量份之界面活性劑；0.5至30重量份之高分子變性劑；0.1至50重量份之微米/奈米粉體；及0.1至8重量份之纖維材料。本複合材料係適用於一般家用清潔，例如家具或地板之擦拭、碗盤器皿之洗滌、鍋子表面之髒污、電磁爐表面之髒污，以及車體美容清潔用，例如車體打蠟前之擦拭清潔。
在另一較佳實施態樣中，本發明之複合材料其係取包含以下組成之組合物經高分子混煉形成：100重量份高分子聚合體；1至20重量份之界面活性劑；1至20重量份之高分子變性劑；0.1至25重量份之微米/奈米粉體；及0.5至5重量份之纖維材料。本複合材料係適用於工業上之油墨清除使用或者去味消臭之用。
以下實施態樣係用於進一步了解本發明之優點，並非用於限制本發明之申請專利範圍。
通用型奈米黏土複合材料
將各組成於加熱鍋爐中進行加熱軟化攪拌後再經過單螺桿擠出機進行充份混鍊後，製得家用奈米黏土複合材料。
車用奈米黏土複合材料
將各組成於加熱鍋爐中進行加熱軟化攪拌後再經過單螺桿擠出機進行充份混鍊後，製得車用奈米黏土複合材料。
工業用奈米黏土複合材料(PU皮油墨清除用)
將各組成於加熱鍋爐中進行加熱軟化攪拌後再經過單螺桿擠出機進行充份混鍊後，製得奈米黏土複合材料。
工業用奈米黏土複合材料(去味消臭清除用)
將各組成於加熱鍋爐中進行加熱軟化攪拌後再經過單螺桿擠出機進行充份混鍊後，製得奈米黏土複合材料。
綜合上述，本發明之組合物及利用該組合物製得之奈米黏土複合材料，其具有可撓性，可完全附著表面刮除污物，並且透過界面活性劑之釋出以及微米/奈米粉體之接觸力，同時產生刷洗功能，如此可避免過剩之清潔劑造成環境之污染。
在本說明書中所揭露的所有特徵都可能與其他方法結合，本說明書中所揭露的每一個特徵都可能選擇性的以相同、相等或相似目的特徵所取代，因此，除了特別顯著的特徵之外，所有的本說明書所揭露的特徵僅是相等或相似特徵中的一個例子。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。
Claims (16)
- 一種清潔用之可撓性奈米黏土複合材料，其係包含：100重量份之高分子聚合體；0.1至40重量份之界面活性劑；0.1至40重量份之高分子變性劑；0.1至100重量份之微米/奈米粉體；及0.1至10重量份之纖維材料；其中，經由高分子混煉，前述高分子聚合體、前述界面活性劑、前述高分子變性劑、及前述微米/奈米粉體係彼此混合且分布於前述奈米黏土複合材料中。
- 如申請專利範圍第1項所述之奈米黏土複合材料，其係包含100重量份高分子聚合體；0.5至30重量份之界面活性劑；0.5至30重量份之高分子變性劑；0.1至50重量份之微米/奈米粉體；及0.1至8重量份之纖維材料。
- 如申請專利範圍第2項所述之奈米黏土複合材料，其係包含100重量份高分子聚合體；1至20重量份之界面活性劑；1至20重量份之高分子變性劑；0.1至25重量份之微米/奈米粉體；及0.5至5重量份之纖維材料。
- 如申請專利範圍第1項所述之奈米黏土複合材料，其中前述高分子聚合體包含聚乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙酯、橡膠或其混合物。
- 如申請專利範圍第1項所述之奈米黏土複合材料，其中前述界面活性劑包含陰離子型界面活性劑、陽離子型界面活性劑、非離子型界面活性劑或其混合物。
- 如申請專利範圍第5項所述之奈米黏土複合材料，其中前述陰離子型界面活性劑包含聚乙二醇烴基烷基醚磷酸酯、羧基化烷基乙氧酯、羧基化十二烷基苯硫酸酯或銨基聚乙二醇烴基烷基醚硫酸酯。
- 如申請專利範圍第5項所述之奈米黏土複合材料，其中前述陽離子型界面活性劑包含四級銨鹽、氯化苯二甲烴銨或月桂基甜菜鹼。
- 如申請專利範圍第5項所述之奈米黏土複合材料，其中前述非離子型界面活性劑包含聚乙二醇烴基烷基醚、聚乙二醇烴基油酸酯、聚乙二醇烴基硬脂酸酯或聚乙二醇烴基月桂酸酯(Polyoxyethylene Laurate)。
- 如申請專利範圍第1項所述之奈米黏土複合材料，其中前述高分子變性劑包含塑膠改性劑、抗菌劑、增黏劑、碳氫混合物油、植物油、動物油或其混合物。
- 如申請專利範圍第9項所述之奈米黏土複合材料，其中前述塑膠改性劑包含聚乙二醇、聚四甲基醚二醇、聚己內酯多元醇、聚碳酸酯二醇、鄰苯二甲酸二辛酯、酞酸二丁酯、三乙酸甘油酯或三甲戊二醇異丁酯。
- 如申請專利範圍第9項所述之奈米黏土複合材料， 其中前述碳氫混合物油係具有Cn H2n+2 通式結構之化合物，其中n係為6至30之正整數。
- 如申請專利範圍第1項所述之奈米黏土複合材料，其中前述纖維材料包含棉花、紙漿或其混合物。
- 如申請專利範圍第1項所述之奈米黏土複合材料，其中前述微米/奈米粉體之材質包含二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋅、碳酸鈣、氧化鋁、矽酸鎂或其混合物。
- 如申請專利範圍第1項所述之奈米黏土複合材料，其中前述微米/奈米粉體之粒徑為50nm-900nm。
- 如申請專利範圍第1項所述之奈米黏土複合材料，其進一步包含一功能性添加物。
- 如申請專利範圍第15項所述之奈米黏土複合材料，其中前述功能性添加物包含次氯酸鈣、檸檬酸及單寧酸。
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