TWI898851B - 低碳足跡仿石塗料及其主材 - Google Patents

Abstract

一種低碳足跡仿石塗料，適用於一底材，包含：一底漆層，用以附著於該底材；一主材層，直接或間接地附著於該底漆層上，用以提供仿石紋路；及一面漆層，塗覆於該主材層上，用以防護該主材層，其中，該主材層包含一無機骨材，該無機骨材為含矽廢棄物經回收處理後得到之矽化物。藉此，該低碳足跡仿石塗料更加環保、更低碳足跡，且具有更高硬度及更高耐磨性。

Description

低碳足跡仿石塗料及其主材

本創作係關於一種仿石塗料，特別是一種低碳足跡仿石塗料。

隨著許多國人喜歡的建材之一是石材，其屬非再生資源所造成的浪費成本與自然資源，以及因重量對建築結構的負荷過大等問題，逐漸被重視而尋找替代方式。

早期的「洗石子」工法，主要係將天然石子與水泥混合，並充分攪拌後，再由工作人員以刮刀平均塗抹於建物牆面或地面上，待該水泥與天然石子之混合物水份略收乾，而逐漸固化後，再以海棉進行刷洗，或以加壓霧狀水柱噴灑於該牆面、地面上。由於塗抹時係相當耗時、耗力，讓施作成本增加，其塗抹完成後還需進行刷洗或沖洗多餘污泥之步驟，讓整個流程手續大幅增加，施作相對麻煩，最後刷洗或沖洗時係會產生大量廢水，將會造成施工現場環境被污染，而相對不環保。

為解決前述問題，有廠商開發了可噴塗之仿石塗料，例如習用技術公開第TW201249671A號之仿石塗料。圖1為習用技術之仿石塗料之配方與流程圖。如圖1所示，其主要係於一樹脂(91)、一海菜(92)、一水(93)、一石粉(94)、一砂(95)、一水泥(96)、數個多彩色片(97)攪拌而成，噴塗後以多彩色片(97)相互錯開或層疊排列，營造出表面花紋不規則之自然石材質感。

惟，上述習用技術雖可達到仿石外觀效果，但該習用技術的成分皆不屬於再生資源，亦無防水與耐候功能，且多彩色片(97)受限於尺寸，能呈現仿石效果的解析度有限，擬真度較為低落。

鑑於上述及其他問題，先前技術仍有改善之空間。

為解決上述及其他問題，本創作的主要目的是提供一種低碳足跡仿石塗料，以改良先前技術。

本創作的一目的是提供一種低碳足跡仿石塗料，其無機骨材為含矽廢棄物經回收處理後所得，更加環保且低碳足跡。

本創作的再一目的是提供一種低碳足跡仿石塗料，具有更高硬度及更高耐磨性。

本創作的另一目的是提供一種低碳足跡仿石塗料，底漆為接著性樹脂，無須刮刀平均塗抹於建物牆面或地面上，能較先前技術減少施作成本。

本創作的另一目的是提供一種低碳足跡仿石塗料，中塗層為丙烯酸樹脂，能較先前技術提高耐用度及韌性。

本創作的另一目的是提供一種低碳足跡仿石塗料，由色漿、無機骨材(白砂)所組成的主材為主要噴塗層，能較先前技術提高仿石擬真度。

本創作的另一目的是提供一種低碳足跡仿石塗料，可配合底材變化材質，用以閉鎖底材之毛細孔、減少粉塵影響、降低毛細效應。

為達成前述及其他發明目的，本創作實施例提供一種低碳足跡仿石塗料，適用於一底材，包含：一底漆層，用以附著於該底材；一主材層，塗覆於上一層之上，用以提供仿石紋路；及一面漆層，塗覆於該主材層上，用以防護該主材層，其中，該主材層包含一無機骨材，該無機骨材為含矽廢棄物經再處理或回收處理後得到之矽化物或二氧化矽。

較佳地，該底漆層可配合底材調整配方，且色彩透明、有色皆可。

在一實施例中，該無機骨材為含矽廢棄物經再處理或回收處理後得到之球形二氧化矽。較佳地，該球形二氧化矽包含可直接由該含矽廢棄物1次處理取得，可無須經過2次碳化或3次加工(反而增加碳排)。較佳地，再處理後得到之球形二氧化矽，直徑介於3~30μm。較佳地，再處理溫度介於850~1350℃。其中，再處理的條件可能會影響矽化物或二氧化矽之白度或硬度，本創作需依照仿石塗料所應用之該底材，選擇或調整適當的處理條件。

在一實施例中，該球形二氧化矽之粒徑尺寸約10~15μm，且該球形二氧化矽之真球度≧80%。

在一實施例中，該無機骨材為該含矽廢棄物經再處理後得到之碳化矽。

在一實施例中，該主材層包含重量百分比約為0%~10%之色漿、重量百分比約為5%~65%之無機骨材及重量百分比約為5%~35%之樹脂。

在一實施例中，該主材層另包含足量之水。

在一實施例中，該色漿由一仿石對象的配色構成。

在一實施例中，該底漆層含接著性樹脂，該接著性樹脂選自聚氨酯、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯，及環氧樹脂其中之一。

在一實施例中，該底漆層具有耐強鹼特性，用以附著於包含新底材及舊底材之該底材。

在一實施例中，另包含，一中塗層，塗覆於該底漆層上，以供該主材層塗覆於該中塗層上。

在一實施例中，當該底漆層為透明時，該中塗層包含該無機骨材。

在一實施例中，該中塗層含丙烯酸樹脂該中塗層具有高韌度特性，用以提高該底漆層及主材層之結合耐用度。

在一實施例中，該面漆層具有防水、防刮、耐鹼及抗紫外線特性。

在一實施例中，該底材包含玻璃、水泥、金屬、鋼構、矽酸鈣板、磁磚、窯燒板、石板或其他仿石板。

為達成前述及其他發明目的，本創作實施例另提供一種低碳足跡仿石塗料之主材，用以提供一低碳足跡仿石塗料之仿石紋路，該主材包含一無機骨材，該無機骨材為一含矽廢棄物經再處理後得到之矽化物。

在一實施例中，該無機骨材為該含矽廢棄物經再處理後得到之球形二氧化矽，直徑介於3~30μm，再處理溫度介於850~1350℃。

在一實施例中，該球形二氧化矽之粒徑尺寸約10~15μm，且該球形二氧化矽之真球度≧80%。

在一實施例中，該無機骨材為該含矽廢棄物經再處理後得到之碳化矽。

在一實施例中，該主材包含重量百分比約為0%~10%之色漿、重量百分比約為5%~65%之無機骨材及重量百分比約為5%~35%之樹脂。

在一實施例中，該主材符合綠建材標章之規定。

本文所述之方向或其近似用語，如前、後、左、右、上(頂)、下(底)、內、外、側等，主要是參考圖式的方向，僅用以輔助說明及理解本創作的各實施例，非用以限制本創作。另，本文所記載的元件或構件使用之冠詞，如一或該，僅為了簡化說明，於本創作中應被解讀為包括一個或至少一個，且單一的概念也包括複數的情況，除非明顯為相反的其他意思。

〔本創作〕

(W):底材

(11):底漆層

(12):中塗層

(13):主材層

(131):色漿

(132):無機骨材

(133):樹脂

(14):面漆層

(S21,S22,S23,S24):步驟

〔習用〕

(91):樹脂

(92):海菜

(93):水

(94):石粉

(95):砂

(96):水泥

(97):多彩色片

本創作的實施方式將以下列簡單說明配合圖式來描述：圖1是習用技術之仿石塗料之配方與流程圖。

圖2是本創作實施例之低碳足跡仿石塗料之示意圖。

圖3是本創作實施例之二氧化矽之電子顯微鏡放大圖

圖4是本創作實施例之低碳足跡仿石塗料之施工流程示意圖。

為讓本創作之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合圖式作詳細說明。在不同圖式中標示相同符號者可視為相同，得省略其說明。

圖2是本創作實施例之低碳足跡仿石塗料之示意圖。請參考圖2，本實施例之低碳足跡仿石塗料，適用於一底材(W)。本實施例之低碳足跡仿石塗料包含：一底漆層(11)，用以附著於該底材(W)；一主材層(13)，塗覆於上 一層之上，用以提供仿石紋路；及一面漆層(14)，塗覆於該主材層(13)上，用以防護該主材層(13)，其中，該主材層(13)包含一無機骨材(132)，該無機骨材(132)為含矽廢棄物經回收處理後得到之矽化物或二氧化矽。

台灣作為全球重要的半導體製造重鎮，對二氧化矽的需求非常高，相對地，所產生的含矽廢棄物也非常可觀，該無機骨材(132)採用回收處理含矽廢棄物的方式對地球生態保護很有幫助。

較佳地，該無機骨材(132)為含矽廢棄物經回收處理後得到之球形二氧化矽，直徑介於3~30μm，再處理溫度介於850~1350℃。藉此，精煉出所需之二氧化矽。

其中，該球形二氧化矽是一種精細奈米級材料，其粒徑尺寸約10~15μm、真球度≧80%以上。經由實際導入應用，相較於原材料，其抗彎強度由14.2MPa提升至34.4MPa，耐火度可達SK29(1650℃)以上，有效提高整體材料性能。

下表1是本創作實施例及比較例的材料比較。由表1可知，習用比較例B太大、比較例C太小。

本創作實施例另一為A1，如下表2所示。

本創作實施例再一為A2材料，如下表3所示。

表面積(Specific Surface Area，簡稱SSA)是指一個固體在單位質量內所擁有的總表面積，用BET(Brunauer Emmett Teller)儀器及利用氣體吸附技術來測量材料的比表面積，高比表面積有助於提高材料的結構強度，因為更多的表面積可以提供更多的結合點或反應位點，使材料的結構更加緊密，由表1~表3可知，A2材料擁有較佳0.8~1.3m²/g的比表面積。

A2材料的二氧化矽純度>98.5%，高純度的二氧化矽意味著材料中幾乎沒有其他雜質，這有助於提高材料的結構強度和穩定性，高純度二氧化矽能夠提供更好的機械強度和耐化學性。

故此，採用A2材料的該無機骨材(132)相較於其它材料，高比表面積與高純度二氧化矽能使該無機骨材(132)具有較佳結構。

此外，由於該無機骨材(132)是為含矽廢棄物經回收處理後所得到的，因此該無機骨材(132)至少經過二次處理，包含：首次製成含矽產物，與再次之回收處理再製。經過二次處理之該無機骨材(132)具有更佳之硬度，其原理接近於碳化矽。碳化矽(Silicon Carbide，SiC)的莫氏硬度約為9，僅次於金剛石和碳化硼，具高硬度及高耐磨性。碳化矽材料在化學、機械上性能穩定，其低耗能、高功率、耐高溫、耐腐蝕及耐磨耗的特性，使其成為熱門的第三代半導體材料之一。

較佳地，該主材層(13)包含重量百分比約為0%~10%之色漿(131)、重量百分比約為5%~65%之無機骨材(132)及重量百分比約為5%~35%之樹脂(133)。藉此，能在仿石的同時兼具高硬度、耐高溫及耐磨性等其它特性。

更佳地，該主材層(13)另包含足量之水，用以確保該主材層(13)具一定程度的流動性，使其可被噴槍噴塗使用。

更佳地，該色漿(131)由一仿石對象的配色構成，由電腦先行分析該仿石對象的配色比例，再利用該色漿(131)模仿出該仿石對象的色澤與紋路。

較佳地，該底漆層(11)含接著性樹脂，該接著性樹脂選自聚氨酯、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯，及環氧樹脂其中之一。藉此，多樣化的物理性質可因應不同環境使用，優異的附著性能確保該底漆層(11)與後續塗層或該底材(W)之間的良好粘附，增強整體的耐用性和性能。

更佳地，該底漆層(11)具有耐強鹼特性，用以附著於包含新底材及舊底材之該底材(W)。由於水泥和混凝土的主要成分是氧化鈣，pH值通常高於12的高鹼性物質，在潮濕或與水接觸的環境中，水泥在與水的反應過程會釋放氫氧化鈣，牆壁表面會形成強鹼性環境，若無耐強鹼特性，將會因附著力降低、硬化不完全及鹼性造成化學降解，而有防護性能降低與結構性問題。

較佳地，另包含，一中塗層(12)，塗覆於該底漆層(11)上，以供該主材層(13)塗覆於該中塗層(12)上。藉此，上底色及提高耐用性及韌性。

更佳地，當該底漆層(11)為透明時，該中塗層(12)包含該無機骨材(132)。藉此，對該底材(W)上仿石的背景底色，以防該主材層(13)顏色無法蓋過該底材(W)的原色。

更佳地，該中塗層(12)含丙烯酸樹脂，該中塗層(12)具有高韌度特性，用以提高該底漆層(11)及主材層(13)之結合耐用度。藉此，減少因膨脹或收縮引起的塗層裂紋。

較佳地，該面漆層(14)具有防水、防刮、耐鹼及抗紫外線特性。藉此，可防止因狂風暴雨、飛沙走石、嚴寒酷暑及烈日當空等嚴苛環境所造成的不良影響。

較佳地，該底材(W)包含玻璃、水泥、金屬、鋼構、矽酸鈣板、磁磚、窯燒板、石板或其他仿石板。藉此，可涵蓋多數常見的建物表面建材。

較佳地，該低碳足跡仿石塗料之主材，用以提供一低碳足跡仿石塗料之仿石紋路，該主材包含一無機骨材，該無機骨材為一含矽廢棄物經再處理後得到之矽化物。藉此，達到資源再利用之環保目的。

更佳地，該無機骨材為該含矽廢棄物經再處理後得到之球形二氧化矽，直徑介於3~30μm，再處理溫度介於850~1350℃。藉此，精煉出所需之二氧化矽。

更佳地，該球形二氧化矽之粒徑尺寸約10~15μm，且該球形二氧化矽之真球度≧80%。藉此，改善流動性和均勻性、提升材料性能及增強耐用性。

更佳地，該無機骨材為該含矽廢棄物經再處理後得到之碳化矽。藉此，使該無機骨材具有高硬度、耐高溫、耐腐蝕及耐磨耗特性。

更佳地，該主材包含重量百分比約為0%~10%之色漿、重量百分比約為5%~65%之無機骨材及重量百分比約為5%~35%之樹脂。藉此，能在仿石的同時兼具高硬度、耐高溫及耐磨性等其它特性。

更佳地，該主材符合綠建材標章之規定。藉此，響應政府綠建材設置目的，即是，一、綠建材是對環境無害的建材：確保綠建材標章產品於 生命週期各階段中是低環境衝擊的；二、綠建材是對人體無害之建材：確保對人體健康不會造成危害；及三、綠建材應符合相關規格標準：品質應符合法規及一般功能性要求。

圖3是本創作實施例之二氧化矽之電子顯微鏡放大圖。請參考圖3，利用掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，縮寫為SEM)，一種通過用聚焦電子束掃描樣品的表面來產生樣品表面圖像的電子顯微鏡，細部放大本創作之球型二氧化矽外觀，真球度≧80%的外型與一般不同，天然石英的二氧化矽以晶體形式存在，外觀為六方柱狀或六面體的結構，常見的沙子也係二氧化矽，外觀通常為不規則形狀且邊緣粗糙，本創作之球型二氧化矽因接近於真球體且細微，具有高比表面積的特性，更多的表面積可以提供更多的結合點或反應位點，使材料的結構更加緊密。

圖4是本創作實施例之低碳足跡仿石塗料之施工流程示意圖。請參考圖4，本創作實施例之低碳足跡仿石塗料，適用於底材(W)例如建物牆面或地面上，其施工方法包含：(S21)使用刷子、滾輪或噴槍施工披覆底漆層(11)於底材(W)上；(S22)使用噴槍披覆中塗層(12)於該底漆層(11)上；(S23)使用噴槍披覆主材層(13)於該中塗層(12)上；(S24)使用刷子、滾輪或噴槍披覆面漆層(14)於該主材層(13)上。

雖然本創作已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本創作，任何本領域具有通常知識者在不脫離本創作之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本創作所保護之技術範疇，因此本創作之保護範圍當包含後附之申請專利範圍所記載的文義及均等範圍內之所有變更。上述之數個實施例能夠組合時，本創作包含任意組合的實施態樣。

(W):底材

(11):底漆層

(12):中塗層

(13):主材層

(131):色漿

(132):無機骨材

(133):樹脂

(14):面漆層

Claims (20)

1. 一種低碳足跡仿石塗料，適用於一底材(W)，包含：一底漆層(11)，用以附著於該底材(W)；一主材層(13)，直接或間接地附著於該底漆層(11)上，用以提供仿石紋路；及一面漆層(14)，附著於該主材層(13)上，用以防護該主材層(13)，其中，該主材層(13)包含一無機骨材(132)，該無機骨材(132)為一含矽廢棄物經再處理後得到之矽化物。
2. 如請求項1所述之低碳足跡仿石塗料，其中，該無機骨材(132)為該含矽廢棄物經再處理後得到之球形二氧化矽，平均粒徑介於3~30 μm。
3. 如請求項2所述之低碳足跡仿石塗料，其中，該球形二氧化矽之D50粒徑約20 μm。
4. 如請求項1所述之低碳足跡仿石塗料，其中，該無機骨材(132)為該含矽廢棄物經再處理後得到之碳化矽。
5. 如請求項1所述之低碳足跡仿石塗料，其中，該主材層(13)包含重量百分比約為0%~10%之色漿(131)、重量百分比約為5%~65%之無機骨材(132)及重量百分比約為5%~35%之樹脂(133)。
6. 如請求項5所述之低碳足跡仿石塗料，其中，該主材層(13)另包含足量之水。
7. 如請求項5所述的低碳足跡仿石塗料，其中，該色漿(131)由一仿石對象的配色構成。
8. 如請求項1所述之低碳足跡仿石塗料，其中，該底漆層(11)含接著性樹脂，該接著性樹脂選自聚氨酯、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸酯，及環氧樹脂其中之一。
9. 如請求項1所述之低碳足跡仿石塗料，其中，該底漆層(11)具有耐強鹼特性，用以附著於包含新、舊材料之該底材(W)。
10. 如請求項1所述之低碳足跡仿石塗料，另包含，一中塗層(12)附著於該底漆層(11)上，以供該主材層(13)間接地附著於該中塗層(12)上。
11. 如請求項10所述之低碳足跡仿石塗料，其中，當該底漆層(11)為透明時，該中塗層(12)包含該無機骨材(132)。
12. 如請求項10所述之低碳足跡仿石塗料，其中，該中塗層(12)含丙烯酸樹脂，該中塗層(12)具有高韌度特性，用以提高該底漆層(11)及主材層(13)之結合耐用度。
13. 如請求項1所述之低碳足跡仿石塗料，其中，該面漆層(14)具有防水、防刮、耐鹼及抗紫外線特性。
14. 如請求項1所述之低碳足跡仿石塗料，其中，該底材(W)包含玻璃、水泥、金屬、鋼構、矽酸鈣板、磁磚、窯燒板、石板或其他仿石板。
15. 一種低碳足跡仿石塗料之主材，直接或間接地附著於如請求項1中的該底漆層(11)上，該底漆層(11)用以附著於一底材(W)，該主材用以提供一低碳足跡仿石塗料之仿石紋路，該主材包含一無機骨材，該無機骨材為一含矽廢棄物經再處理後得到之矽化物。
16. 如請求項15所述之低碳足跡仿石塗料之主材，其中，該無機骨材為該含矽廢棄物經再處理後得到之球形二氧化矽，直徑介於3~30 μm。
17. 如請求項16所述之低碳足跡仿石塗料之主材，其中，該球形二氧化矽之D50粒徑尺寸約20 μm。
18. 如請求項15所述之低碳足跡仿石塗料之主材，其中，該無機骨材為該含矽廢棄物經再處理後得到之碳化矽。
19. 如請求項15所述之低碳足跡仿石塗料之主材，其中，該主材包含重量百分比約為0%~10%之色漿、重量百分比約為5%~65%之無機骨材及重量百分比約為5%~35%之樹脂。
20. 如請求項15所述的低碳足跡仿石塗料之主材，該主材符合綠建材標章之規定。