0 前 言
有机亲水涂料应用于空调热交换器铝片上,能够有效地提高热交换器铝片的表面亲水性能,减少热交换器的空气阻力,达到提高效率、节省能源的效果;同时它可以改善热交换器的防腐蚀性和耐候性,防止铝氧化成氢氧化铝白色粉末(即“白粉”现象),从而减少环境污染,延长热交换器的使用寿命。近年来,随着空调器小型轻量化趋势,热交换器散热片间距减少,要求散热器表面必须具备更高的亲水性。为此,我们研究了一种亲水面涂,配合自产的亲水底涂,很好地解决了空调使用过程中的“水桥”、“白粉”、“异味”现象。
1 试验部分
1.1 原料及仪器
丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸羧乙酯(HEA)、苯乙烯磺酸钠(SAS)、硅溶胶、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、过硫酸铵(APS)、Gemini表面活性剂、聚乙二醇(PEG400)、有机锌、水性氨基树脂交联剂、水性助剂(自配)。
仪器:四口瓶、回流冷凝器、搅拌器、恒温水浴锅,氮气发生器、电子天平等。
1.2 基础配方(见表1)
按表1配方称取单体,加入四口烧瓶内,开动搅拌器,通氮气,升温至75 ℃,以过硫酸铵为引发剂在70~80 ℃聚合4~6 h,停止反应,出料。
1.3 亲水面涂的配制(见表2)
1.4 涂膜制备
1.4.1 底涂涂覆
光箔用高效脱脂液脱脂后,剪成15 cm×15 cm的样板,先用4 μm线棒涂装底涂,在300 ℃下烘烤20 s固化。
1.4.2 面涂涂覆
将表2配制的面涂A、B、C采用刮涂法涂覆于1.4.1制备好的底涂上,在300 ℃下烘烤20 s固化。标记为A1、B1、C1。
1.5 性能测试
对制得的亲水涂膜进行膜厚、初期亲水性、持续亲水、硬度、耐碱性、耐盐雾性、附着力的测试。
1.5.1 膜厚
取100 m m×100 m m试样1块,准确称重后计m1。将试样放入530 ℃左右的马沸炉中脱膜10 min,等试样取出冷却后,准确称重后计m2。单面涂层平均厚度按下式计算:
式中:H——单面涂层均匀厚度,μm。
1.5.2 初期亲水性
初期亲水性检测用5 μL微量进样器,抽取5 μL水滴至试片表面每片滴5点,同样滴3片铝箔,用游标卡尺测量亲水铝箔水滴的直径,然后求出5点的直径平均值。结果见表3。
注:列为直径的整数,mm;行为直径的小数点后的数字,mm;中间的数字为亲水角。
1.5.3 耐碱性
按《GB/T1763漆膜耐化学试剂性测定法》进行。
1.5.4 耐腐蚀性
按《GB/T1771色漆和清漆 耐中性盐雾性能的测定》进行。
1.5.5 附着力
按《GB/T9286色漆和清漆 漆膜的划格试验》进行。
2 结果与讨论
涂膜样品性能比较见表4。
由表4可知,采用自配水性氨基树脂交联剂的亲水面涂涂膜综合性能好;采用PEG400做固化剂涂膜容易回粘,不利于铝箔卷起贮存;采用有机锌做固化剂虽然回粘性下降,但初亲水及持续亲水性能仍不如采用自配水性交联剂亲水性好。
3 水性氨基树脂固化机理的研究
由表4可以看出氨基树脂与制备的水性丙烯酸树脂的交联固化效果好。氨基树脂与高分子间的交联反应主要是-N-CH2OCH3、-SO3H、-CONH2以及-OH等基团发生反应而将高分子链连接成一个大的网络结构,即发生交联反应。采用甲醚化度高的氨基树脂交联速度快,支链化程度高,而且由于链长的增加,而引入物理交联即高分子链间的缠结作用,因而在保持涂膜亲水性基本不变的情况下,大大地提高了涂膜的耐水性能。市场上目前常见的此类氨基树脂主要有美国氰特的Cymel573、三木的5386、美螺丝-25等。
4 结 论
本试验取自制水性树脂25 g,自制水性交联剂2 g、表面活性剂1 g、其他助剂1 g、纯水25 g配制成亲水面涂。通过研究测试发现,其涂膜不仅具有优异的亲水性能,同时还具有较好的机械性能。