耐污染亲水铝箔涂料及其制备方法和使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种涂料及其制备方法和使用方法，尤其涉及一种亲水性涂料及其制 备方法和使用方法。
【背景技术】
[0002] 随着全球气温的变暖，大众生活水平的飞速提高，人们对于空调的需求也日益增 加，由此，人们对于空调的清洁卫生、环保节能的要求也随之上升。为此，作为空调热交换翅 片的亲水铝箔的性能也需要不断地随之进行改善，这样才能满足空调的相关要求。在亲水 铝箔的表面涂覆有改性的水性涂料，亲水铝箔的水性涂料在涂覆及加工过程中，铝箔表面 的亲水涂层会被油污、灰尘等污染物附着，从而会影响亲水涂层的性能。
[0003] 此外，具有较高的表面亲水性能的亲水铝箔制是空调换热片的主要原材料，因而， 在空调运行过程中，也非常容易受到室内环境中的各种污染物的影响，而导致亲水铝箔的 持续亲水性能下降。人们期望能够制备一种可涂覆于亲水铝箔表面的耐油污性亲水涂料， 这样既能够保持该涂料具备良好的亲水性能，又可以使得涂覆有该涂料的表面具有抗油污 的功能。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的之一是提供一种用于耐污染亲水铝箔涂料的亲水性高分子聚合物， 采用该亲水性高分子聚合物制成的涂料具有优异的亲水性和优良的耐污染性。
[0005] 为了实现本发明的上述目的，本发明提出了一种用于耐污染亲水铝箔涂料的亲水 性高分子聚合物，该亲水性高分子聚合物为共聚单体与水溶性聚氧乙烯醚类聚合物共聚得 到的亲水性高分子聚合物。
[0006] 共聚单体在共聚反应后会产生数量较多的未反应的官能团，这些未反应的官能团 在涂料的涂覆过程中可以与其他官能团或是与预涂的底层涂料进行反应，形成密着的、难 溶于水的涂层，与此同时，由于水溶性聚氧乙烯醚类聚合物具有优良的亲水性能，因此，通 过水溶性聚氧乙烯醚类聚合物而制成的亲水性高分子聚合物也具有良好的亲水性。
[0007] 进一步地，在本发明所述的用于耐污染亲水铝箔涂料的亲水性高分子聚合物中， 上述共聚单体包括丙烯酸类单体、至少一种含有羟基的交联性单体和至少一种含有双键的 含氮单体。
[0008] 进一步地，本发明所述的亲水性高分子聚合物中的组成物的质量分数为：
[0009]
[0010] 本发明所述的亲水性高分子聚合物为乳液。该亲水性高分子聚合物是一种既可水 溶又可油溶的且含有多种官能团的高分子聚合物。
[0011] 更进一步地，本发明所述的亲水性高分子聚合物的平均粒径为〇. 1-1μm;数均分 子量为50000-100000 ;固含量为20% -30% ;涂4杯测得其粘度为18秒-25秒。
[0012] 相应地，本发明还提供了上文所述的亲水性高分子聚合物的制备方法，该方法包 括步骤如下：
[0013] (1)将丙烯酸类单体、至少一种含有羟基的交联性单体和至少一种含有双键的含 氮单体加入到丙二醇甲醚中混合，配制成重量百分浓度为40-80%的混合单体溶液；
[0014] (2)将溶剂性偶氮类热引发剂与丙二醇甲醚混合，配成重量百分浓度为 1.5-4. 5 %的热引发剂溶液；
[0015] (3)将水溶性聚氧乙烯醚类聚合物添加至反应釜内，同时加入丙二醇甲醚，搅拌升 温至80°C-11(TC后，在氮气保护条件下向反应釜内滴加步骤（1)中制得的混合单体溶液和 步骤⑵中制得的热引发剂溶液，滴加时间为2-4小时，然后在100°C-1KTC下保温1-2小 时；
[0016] (4)降温至25°C-30°C，用去离子水调节固含量，得到亲水性高分子聚合物。
[0017] 本发明的另一目的在于提供一种耐污染亲水铝箔涂料，该亲水铝箔涂料作为面层 涂料涂覆于物件表面所形成的涂层具有良好的亲水性、润滑性、附着性、耐腐蚀性和耐热 性，尤其是该涂层还具备优良的耐油污性能。此外，该亲水铝箔涂料稳定性好，成膜性佳，其 能够与多种底层涂料配合使用。
[0018] 根据上述发明的目的，本发明提供了一种耐污染亲水铝箔涂料，其中各组成物的 质量分数为：
[0019]
[0020] 其中，上述pH值调节剂是用来中和水溶性亲水聚丙烯酸树脂中的酸，其可以采用 碱性试剂，例如，氨水，三乙醇胺或氢氧化钠溶液等。
[0021] 进一步地，在本发明所述的耐污染亲水铝箔涂料中，上述水溶性亲水聚丙烯酸树 月旨、亲水性高分子聚合物以及水溶性交联剂的质量比为20:70:10-80:18:2。进一步优选地， 三者之间的质量比可以为25:65:10-85:12:3。
[0022] 进一步地，在本发明所述的耐污染亲水铝箔涂料中，上述水溶性亲水聚丙烯酸树 脂的平均分子量为3000。
[0023] 进一步地，本发明所述的耐污染亲水铝箔涂料中还包括消泡剂、防霉剂、抗菌剂、 分散剂、抗冻剂、润滑剂和偶联剂的至少其中之一。
[0024] 更进一步地，在本发明所述的耐污染亲水铝箔涂料中，上述水溶性交联剂为有机 铝交联剂、有机锆交联剂和有机钛交联剂的至少其中之一。
[0025] 所谓的水溶性交联剂是指可以与亲水性高分子聚合物和水溶性亲水丙烯酸树脂 中的有机酸性基团进行交联的交联剂。该水溶性交联剂可以选自有机铝交联剂、有机锆交 联剂或有机钛交联剂中的任意一种。
[0026] 由于亲水性高分子聚合物和水溶性亲水聚丙烯酸树脂能够在涂覆过程中与有机 锆交联剂配合使用，使得经涂料涂覆后所形成的表面涂膜具有较好的初期亲水性和加工亲 水性，因此，可以优选有机锆交联剂作为水溶性交联剂。
[0027] 当然，该水溶性交联剂也可以组合使用上述水溶性交联剂。
[0028] 更进一步地，在本发明所述的耐污染亲水铝箔涂料中，上述水溶性助剂包括烷基 酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇和脂肪醇聚氧乙烯醚的至少其中之一。
[0029] 水溶性助剂是指主要包含水性流平剂的非离子表面活性剂。
[0030] 更进一步地，本发明所述的耐污染亲水铝箔涂料的固含量为10% -15% ;pH值为 7-10,涂4杯粘度为40秒-60秒。
[0031] 相应地，本发明还提供了上文所述的耐污染亲水铝箔涂料的制备方法，其包括步 骤：
[0032] 将水溶性亲水丙烯酸树脂添加到反应釜内搅拌；
[0033] 添加pH值调节剂搅拌；
[0034] 添加水溶性交联剂搅拌；
[0035] 添加亲水性高分子聚合物搅拌；
[0036] 添加水溶性助剂及去离子水搅拌，得到耐污染亲水铝箔涂料。
[0037] 此外，本发明还提供了上文所述的耐污染亲水铝箔涂料的使用方法，其包括：将该 耐污染亲水铝箔涂料涂覆在已经预涂了底层涂料的铝箔上，通过烘烤固化形成亲水铝箔， 烘烤条件是炉温 ：220-300°C，对应的铝箔板温：180°C_230°C，烘烤时间：8-15秒。
[0038] 上述耐污染亲水铝箔涂料的使用方法可以用于空调换热器的铝翅片的涂覆，经过 耐污染亲水铝箔涂料涂覆的铝翅片具有较好的亲水性、附着性和耐油污性。
[0039] 本发明所述的用于耐污染亲水铝箔涂料的亲水性高分子聚合物能够用来制造成 耐污染亲水铝箔涂料。
[0040] 本发明所述的耐污染亲水铝箔涂料能够与各种底层涂料配合涂覆使用，其在物件 上形成的涂膜具有优良的初期亲水性，加工亲水性和持续亲水性，优异的耐污染性能以及 良好的附着性、润滑性和抗腐蚀性。
【具体实施方式】
[0041] 下面将根据具体实施例对本发明所述的用于耐污染亲水铝箔涂料的亲水性高分 子聚合物及其制备方法，本发明所述的耐污染亲水铝箔涂料及其制备方法和使用方法做进 一步说明，但是下列具体实施例和相关说明并不构成对于本发明的技术方案的不当限定。
[0042] 实施例I-V为制备亲水性高分子聚合物的实施例，实施例A1-A7和对比例B1-B3 则分别为制备耐污染亲水铝箔涂料的实施例和对比例。
[0043] 实施例I-V
[0044] 按照下列步骤制备上述实施例I-V中的亲水性高分子聚合物：
[0045] 1)将丙烯酸类单体、至少一种含有羟基的交联性单体和至少一种含有双键的含氮 单体加入到丙二醇甲醚中混合，配制成重量百分浓度为40-80%的混合单体溶液；
[0046] 2)将溶剂性偶氮类热引发剂与丙二醇甲醚混合，配成重量百分浓度为1. 5-4. 5% 的热引发剂溶液；
[0047] 3)将水溶性聚氧乙烯醚类聚合物添加至反应釜内，该反应釜内设置有加热器、搅 拌器回流冷凝管、感温探头和温度计，同时加入丙二醇甲醚，搅拌升温至80°C-1KTC后，在 氮气保护条件下向反应釜内滴加步骤（1)中制得的所述混合单体溶液和步骤（2)中制得的 所述热引发剂溶液，滴加时间为2-4小时，然后在100°C-1KTC下保温1-2小时；
[0048] 4)降温至25°C-30°C，用去离子水调节固含量，得到亲水性高分子聚合物，其中， 该亲水性高分子聚合物的平均粒径为〇. 1-1μm;数均分子量为50000-100000 ;固含量为 20% -30% ;粘度为18秒-25秒。
[0049] 在实施例I-V中所制备得到的亲水性高分子聚合物中的组成物的质量分数和相 关特性参数具体如表1所示，制备亲水性高分子聚合物步骤的相关参数具体如表2所示。
[0050] 表1.(余量为去离子水[wt. % ])
[0051]
[0052]
[0053] 上述实施例I-V中的水溶性聚氧乙烯醚类聚合物可以是PEG20000;丙烯酸类单体 可以是丙烯酸单体；至少一种含有羟基的交联性单体可以是丙烯酸羟乙酯，也可以是丙烯 酸羟乙酯与HEMA单体的组合；至少一个含有双键的含氮单体可以是N-羟甲基丙烯酰胺单 体，可以是N-羟甲基丙烯酰胺单体和N-乙烯吡咯烷酮单体的组合，也可以是N-羟甲基丙 烯酰胺单体和AMPS单体的组合；溶剂性偶氮类热引发剂可以是偶氮二异丁腈。
[0054]表2.
[0055]
[0056] 实施例A1-A7和对比例B1-B3
[0057] 按照下列步骤制备上述实施例和对比例中的耐污染亲水铝箔涂料：
[0058]i)将平均分子量为3000的水溶性亲水丙烯酸树脂添加到反应釜内搅拌；
[0059]ii)添加pH值调节剂（至少NaOH、三乙醇胺或氨水中的一种）搅拌，搅拌时间 30min；
[0060] iii)添加水溶性有机锆交联剂搅拌，搅拌时间20min;
[0061]iv)添加实施例I-V中的亲水性高分子聚合物搅拌，搅拌时间30min;
[0062]v)添加水溶性助剂及去离子水搅拌，搅拌30min-60min后，得到耐污染亲水铝箔 涂料，其固含量为10% -15%;pH值为7-10,涂四杯粘度为40秒-60秒。
[0063] 另外，上述水溶性助剂可以包括烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇和脂肪醇聚氧乙烯 醚的至少其中之一。
[0064] 此外，通过上述步骤制备的耐污染亲水铝箔涂料还可以包括消泡剂、防霉剂、抗菌 剂、分散剂、抗冻剂、润滑剂和偶联剂的至少其中之一。
[0065] 通过上述制备方法得到的耐污染亲水铝箔涂料中的各组成物的质量分数