奈米溶膠添加於材料以進行材料改質

忠信科技陳忠詰

報告大綱• 壹：傳統添加物的缺點。• 貳：奈米溶膠添加的競爭優勢。• 參：實際應用：•

壹：傳統添加物的缺點• 一：添加量大（ 10 ～ 50 克∕公升或公斤）：• （一）成本高；• （二）原有加工條件需修改；• （三）耐久性差（相分離）。• 二：需添加大量的改質劑及界面活性劑（ 10 ～

20 ％）：• （一）物性不良；• （二）污染環境。

貳：奈米溶膠添加的競爭優勢• 一：基本差別：由於顆粒細∕顆粒數多且分佈均勻：• （一）添加物的添加量低：• 0.1 ～ 1.0 克∕公升或克∕公斤。• （二）添加的界面活性劑或改質劑甚少：• 10 ～ 30ppm• 二：優勢：• （一）成本低；• （二）不影響原有加工條件；• （三）耐久性佳• （四）不污染環境；• （五）可達到原來作不到的特性。

參：實際應用• 一：導光板。• 二：提高難燃性。• 三：提高硬度及光澤度。• 四：提高塗料色澤感。• 五：抗菌。• 六：提高金油層的亮度及降低內應力。• 七：降低耐衝模所需厚度。

一：導光板• 一作法：• （ 1 ）在 PMMA 樹脂中加入

TiO2 （ 200ppm ）• ，射出成形；• （ 2 ）以 LED （點光源）分別自後面及側

面 • 照射。• 二：結果：點光源散射程面光源

TiO2/PMMA導光板

光線由畫面後方燈座平行向前射出，而平行畫面側方向可見光射出。

TiO2/PMMA導光板

奈米 TiO2 添加量 100 ppm

光線由下方燈座平行畫面向上射，而垂直畫面方向可見光射出。

PMMA 有、無添加 TiO2 之比較

Pure PMMA

TiO2/PMMA

光線由 PMMA 板下方（側面）平行板面向上射

二：提高難燃性• 一作法：• （ 1 ）在 Nylon-66 樹脂中加入 SiO2

• （ 300ppm ），射出成形；• （ 2 ）以打火機試其耐燃性。• 二：結果：不會燃燒或熔融成黏性物。

三：提高硬度及光澤度• （一）作法：• （ 1 ）在 PMMA 樹脂中加入 SiO2 奈米溶膠（ 20 ％）• （ 2 ）塗佈後經低溫烘乾後，以 U.V. 照射• （二）結果：

比較項目 一般 添加奈米粒子 硬度 3H 5H

表面反射度（％） 2 7

環境老化測試 一年 三年

四：提高塗料色澤感• 一：作法：在無機塗料中加入 TiO2 奈米溶

膠（ 500ppm ），按一般作業方式塗佈。• 二：結果：• （一）增加顏色對比。• （二）提高光澤度。

五：抗菌• （一）作法：• （ 1 ）在 P.U. 樹脂中加入 Ag （ 1 克）• （ 2 ）塗佈後經低溫烘乾後，以 U.V. 照

射• （二）結果：殺菌率≧ 99.9998 ％。

六：提高金油層的亮度及降低內應力

• （一）作法：在金油中添加二氧化矽奈米• 溶膠 15 毫升∕公斤金油。• （二）結果：• （ 1 ）反射率： 73 ％ → 91 ％ 。• （ 2 ）硬度： 3H →5H 。• （ 3 ）耐環測： 1 年→ 3 年。

七：降低耐衝模所需厚度• （一）作法：在耐衝模漆料中添加二氧化• 矽奈米溶膠 30 毫升∕公斤金

油。• （二）結果：耐衝模所需漆料厚度：• 30 μm →12 μm 。