[發明專利]一種有機無機雜化涂料的親水鋁箔及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410267745.4
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN104087086A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 涂偉萍;袁騰;周顯宏;王鋒;胡劍青
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C09D129/04
• 分類號: C09D129/04;C09D171/08;C09D133/04;C09D175/04;C09D133/00;C09D7/12;B05D7/14;B05D3/02;B05D3/12;B32B33/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略;唐善新

技術領域

本發明涉及一種鋁箔，特別是涉及一種有機無機雜化涂料的親水鋁箔及其制備方法和在空調中的應用，屬于有機無機雜化納米功能材料技術領域。

背景技術

親水鋁箔是空調器中換熱片的主要原料，被廣泛用于家用空調，冷藏柜，汽車空調等制冷設備。國標GB/T3880‐2006中規定厚度在0.2mm以下的鋁片稱為鋁箔，親水鋁箔是對基材鋁箔通過特殊工藝進行親水處理，在其表面涂覆一層親水涂層。冷凝水在親水鋁箔上會迅速鋪展開，不會凝結成水珠，從而增大熱交換面積，加快制冷制熱速度，還能有效避免冷凝水阻礙空氣流動而產生的噪音。親水鋁箔是家用空調換熱片的主要原材料，對空調器的效率有著極大影響。與普通空白鋁箔相比具有下述優點：可以增加防腐性，防霉菌，無異味的功能；換熱片積聚表面的冷凝水均勻地分布在表面上，不會因為水珠形成后造成換熱片間的聚集堵塞，影響熱交換條件，從而提高了熱交換率5％；由于水無珠，相應也減少了震動造成的噪音；可防止空調器氧化粉末吹入室內對人體產生不利影響，符合環保要求；空調器散熱片用親水鋁箔應符合YS/T95.2‐2001的規定。

目前制備親水鋁箔普遍存在著因為親水聚合物與鋁片表面的相容性較差，而導致親水涂層的附著力較差的問題。公開號CN101942259A公布了一種底面合一親水鋁箔涂料，將環氧樹脂、丙烯酸和聚氨酯，通過預交聯，成為一種單組分涂覆材料。將該涂料涂覆在基材鋁箔上，在180℃時，環氧樹脂先于聚氨酯交聯反應，形成一層具有耐腐蝕性能的底漆；在230℃時，丙烯酸樹脂與聚氨酯交聯固化，形成一層具有親水特性的面漆，從而減少一次涂裝和一次烘烤，提高生產效率并降低設備投資和能耗。該工藝固化溫度較高，能耗大。但是沒有采用硅烷偶聯劑進行前處理，由于有機材料與金屬無機材料的相容性較差，導致親水涂層在鋁箔表面的附著力較差。并且該專利申請沒有進行無機親水納米粒子摻雜，沒有考察膜的表面的平整性對親水性的影響。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種環保的，膜的表面形成了微納粗糙結構，親水性極好，水的接觸角僅0‐5°，親水涂層附著力極好，達到0‐1級的有機無機雜化涂料的親水鋁箔及其制備方法。

本發明另一目的在于提供所述有機無機雜化涂料的親水鋁箔在空調中的應用。

本發明的親水鋁箔以鋁片作為基材，經打磨和清洗處理后，在其上涂覆親水鋁箔涂料形成親水涂層得到親水鋁箔。親水鋁箔表面具有微納粗糙結構，在空氣中對水的接觸角為0‐5°，親水涂層的附著力為0‐1級。

本發明以無機納米親水粒子進行無機摻雜，從而可以進一步提高膜的表面的親水性。Wenzel對Young氏方程進行了修正，得到Wenzel方程，即cosθ_w＝rcosθ，式中r為固體表面的粗糙因子，為實際表面積與表觀表面積的比值。由Wenzel方程知，親水膜在增加粗糙度后將更親水，疏水膜則更疏水。另外，本發明以硅烷偶聯劑作為親水鋁箔表面的前處理劑，起到橋梁作用，從而增強了親水涂層在鋁箔表面的附著力。硅烷偶聯劑是一類具有特殊結構的物質，其本身相當于一個有機無機雜化分子，在分子鏈兩端都帶有活性基團，分子結構為：Y—Si—X₃，X為烷氧基團，可以水解形成極性的硅羥基，吸附于金屬基材表面并與之反應；Y是另一種較長鏈的活性基團，如氨基、環氧基、丙烯酰氧基等有機基團，可以與有機涂料體系中的活性基團反應。這樣硅烷偶聯劑就能夠在涂層與金屬基材之間形成一種連接紐帶，改善涂層與基材的附著力。

本發明目的通過如下技術方案實現：

一種有機無機雜化涂料的親水鋁箔的制備方法，包括如下步驟：

1)將醇和水按質量比1：5‐5：1配制成溶劑，將硅氧烷或鈦氧烷與所述溶劑按質量比1：1‐1：5混合于20‐80℃恒溫水浴，攪拌后，滴加催化劑，保溫，即得到納米溶膠；所述硅氧烷或鈦氧烷為四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷和四乙氧基鈦；所述醇為乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇和異丁醇中的一種；所述催化劑為鹽酸、硝酸、硼酸、硫酸、氨水、碳酸氫鈉或氫氧化鈉；

2)將親水成膜劑按質量比1‐99％的比例配制成水溶液；所述親水成膜劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸酯、聚氨酯、羥基丙烯酸樹脂中的一種或多種；

3)將步驟1)中的納米溶膠和步驟2)中的親水成膜劑溶液按質量比1：9‐9：1的比例配制成質量濃度為1‐99％的混合溶液，加入親水成膜劑質量1‐5％的交聯劑，超聲分散均勻即得雜化親水鋁箔涂料；所述交聯劑為戊二醛或二異氰酸酯；