专利名称：亲水涂层铝箔用水溶性润滑组合物及其制备和使用方法
技术领域：
本发明涉及一种水溶性润滑组合物，特别是一种空调器散热片上所采用的亲水涂层铝箔用水溶性润滑组合物，本发明还涉及该组合物的制备方法以及使用方法。
背景技术：
随着空调制冷设备行业的不断发展，空调热交换器已广泛采用亲水涂层铝箔制成翅片，翅片与金属管(一般为铜管)组装成两器(冷凝器及蒸发器)。金属管穿过翅片上的冲孔部位，经过涨管后，金属管与翅片紧密贴合，空调运作时，制冷剂通过金属管和翅片与外界交换热量。由于翅片采用的亲水涂层铝箔亲水性好，与水的接触角小，翅片之间不会形成水桥，散热效果好。翅片加工过程中常见的缺陷是冲孔开裂，翅片组合物的冲孔部位开裂会使翅片与金属管的贴合不充分，影响热交换的效果。同时，随着翅片组合物厚度的进一步减薄，为达到不产生开裂的要求，对亲水涂层铝箔表面的摩擦系数要求就更小。目前的翅片加工方法，大多采用了免清洗油润滑方法，在实际使用中润滑油的种类比较多，组分结构也较复杂，对亲水层的污染也不尽相同，有的可能会破坏表面亲水涂层，最终影响热交换的效果。
发明内容
1、发明目的本发明目的是针对现有技术存在的不足，提供一种亲水涂层铝箔用水溶性润滑组合物，该组合物具有较低的摩擦系数与较强的抗剪切能力，适用于热交换器翅片冲制过程中对模具的润滑和对亲水涂层的保护。本发明的另一个目的是提供一种该组合物的制备方法及使用方法。
2、技术方案为实现上述目的，本发明所述的亲水涂层铝箔用水溶性润滑组合物，其特征在于该组合物的组份和重量配比是聚乙二醇醚70-90％、水性树脂5-15％、流平剂0.5-1.5％、防冻剂0.5-1.5％、氧化聚乙烯蜡1-7％、去离子水1.5-10％。
其中水性树脂是聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素中的一种或几种的混合物。
流平剂是聚丙烯酸酯类流平剂或聚酯类流平剂。
防冻剂是乙二醇或丙二醇。
上述组合物的制备方法包括以下步骤1)水性润滑树脂聚乙二醇醚的制备用二异氰酸酯同聚乙二醇进行预聚反应，并保证反应过程中聚乙二醇过量，反应温度为70～80℃，预聚反应时间为1～3小时；然后用终止剂终止活性端基使反应终止，终止反应时间为0.5～5小时；反应结束后的生成物用溶剂稀释冷却，制得固含量35-45％的聚乙二醇醚，其中各反应物的摩尔比为聚乙二醇∶二异氰酸酯∶终止剂＝0.9～0.2∶1∶0.2～0.9；该水性润滑性能树脂两端均可以含有羟基，也可以只有一端含有羟基。
2)将步骤1)制得的聚乙二醇醚与其余组分按配比加入到高速分散机中进行搅拌溶解，待树脂全部溶解均匀一致后即可制备出固含量为5-15％的组合物。
所述的二异氰酸酯可以是甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二甲苯基甲烷二异氰酸酯、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、NDI(1，5-萘二异氰酸酯)中的任意一种或几种的混合物。
所述的终止剂可以是单甲醚聚乙二醇或(甲基)丙烯酸羟烷基酯。
所述溶剂可以是水、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇醚或丙二醇醚。
该组合物的使用方法包括以下步骤在涂布设备上，将制备好的水溶性润滑组合物采用网辊涂布法涂布在铝箔的正反两面，网辊深度是40～100μ，线数是75～165线/英寸；涂布时固化条件是固化温度为100～250℃、固化时间为10～30S。
该方法包括铝箔的涂布方式、固化条件二个方面。其中涂布方式的选择对获得涂布均匀、厚度适当、性能合格的涂层至关重要。本发明采用网辊涂布法，通过选择合理的网辊深度和线数，来确保涂层厚度保持均匀一致。而固化条件则直接影响涂层的外观、附着力及其性能指标。本发明确定固化温度为100～250℃、固化时间为10～30S，能确保涂层符合规定的性能指标。
3、有益效果本发明与现有技术相比，其显著优点是涂布润滑层后可以隔离润滑油对亲水涂层的影响，保证有效的亲水性，带润滑层的亲水涂层铝箔表面磨擦系数小，能减少冲压过程中对模具的损耗，保护铝箔表面的亲水涂层，有利于满足热交换器翅片的特定要求及高速冲制技术的发展要求。
本发明所述的带润滑层的亲水涂层铝箔主要技术指标如下
四具体实施方式
实施例1润滑组合物组分和配比(重量％)是聚乙二醇醚70％、水性树脂聚乙烯醇15％、流平剂(聚丙烯酸酯类)0.5％、防冻剂(乙二醇)1％、乳化蜡(氧化聚乙烯蜡)7％、去离子水6.5％。
润滑组合物制备方法包括以下步骤1)水性润滑树脂聚乙二醇醚的制备用甲苯二异氰酸酯同聚乙二醇进行预聚反应，然后用单甲醚聚乙二醇终止活性端基使反应终止，保证聚乙二醇过量，其产物两端可均有羟基。其工艺条件如下a.反应物的摩尔比聚乙二醇∶甲苯二异氰酸酯∶单甲醚聚乙二醇＝0.8∶1∶0.2；b.反应温度70～80℃；c.反应时间预聚1小时，终止反应0.5小时；d.反应结束后用水稀释冷却，制得固含量35％的聚乙二醇醚树脂。
2)将上面所述润滑组合物的组分按所述配比加入到高速分散机中，然后进行搅拌溶解，待树脂全部溶解均匀一致后即可制备出固含量为5％的组合物。
润滑组合物的涂布方法是对铝箔双面采用网辊涂布法，网辊深度是40μ，线数是165线/英寸。固化温度为100℃、固化时间为25S。
实施例2润滑组合物组分和配比(重量％)是聚乙二醇醚80％、水性树脂聚乙烯吡咯烷酮10％、流平剂(聚丙烯酸酯类)1％、防冻剂(乙二醇)1％、乳化蜡(氧化聚乙烯蜡)6％、去离子水2％。
润滑组合物制备方法包括以下步骤1)水性润滑树脂聚乙二醇醚的制备用甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯混合物同聚乙二醇进行预聚反应，然后用(甲基)丙烯酸羟烷基酯终止活性端基使反应终止，保证聚乙二醇过量，其产物只有一端含有羟基。其工艺条件如下a.反应物的摩尔比聚乙二醇∶甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯混合物∶(甲基)丙烯酸羟烷基酯＝0.6∶1∶0.4；b.反应温度70～80℃；c.反应时间预聚1.5小时，终止反应1小时；d.反应结束后用乙醇稀释冷却，制得固含量40％的聚乙二醇醚树脂。
2)将上面所述润滑组合物的组分按所述配比加入到高速分散机中，然后进行搅拌溶解，待树脂全部溶解均匀一致后即可制备出固含量为10％的组合物。
润滑组合物的涂布方法是对铝箔双面采用网辊涂布法，网辊深度是55μ，线数是140线/英寸。固化温度为150℃、固化时间为20S。
实施例3润滑组合物组分和配比(重量％)是聚乙二醇醚85％、水性树脂(羟乙基纤维素)8％、流平剂(聚酯类)1％、防冻剂(乙二醇)0.5％、乳化蜡(氧化聚乙烯蜡)3％、去离子水2.5％。
润滑组合物制备方法包括以下步骤1)水性润滑树脂聚乙二醇醚的制备用六亚甲基二异氰酸酯同聚乙二醇进行预聚反应，然后用单甲醚聚乙二醇终止活性端基使反应终止，保证聚乙二醇过量，其产物两端均有羟基。其工艺条件如下a.反应物的摩尔比聚乙二醇∶六亚甲基二异氰酸酯∶单甲醚聚乙二醇＝0.4∶1∶0.6；b.反应温度70～80℃；
c.反应时间预聚2小时，终止反应2小时；d.反应结束后用乙二醇醚稀释冷却，制得固含量45％的聚乙二醇醚树脂。
2)将上面所述润滑组合物的组分按所述配比加入到高速分散机中，然后进行搅拌溶解，待树脂全部溶解均匀一致后即可制备出固含量为15％的组合物。
润滑组合物的涂布方法是对铝箔双面采用网辊涂布法，网辊深度是75μ，线数是120线/英寸。固化温度为200℃、固化时间为15S。
实施例4润滑组合物组分和配比(重量％)是聚乙二醇醚90％、水性树脂聚乙烯醇5％、流平剂(聚酯类)0.5％、防冻剂(丙二醇)0.5％、乳化蜡(氧化聚乙烯蜡)2％、去离子水2％。
润滑组合物制备方法包括以下步骤1)水性润滑树脂聚乙二醇醚的制备用二甲苯基甲烷二异氰酸酯同聚乙二醇进行预聚反应，然后用单甲醚聚乙二醇终止活性端基使反应终止，保证聚乙二醇过量，其产物只有一端含有羟基。其工艺条件如下a.反应物的摩尔比聚乙二醇∶二甲苯基甲烷二异氰酸酯∶单甲醚聚乙二醇＝0.2∶1∶0.9；b.反应温度70～80℃；c.反应时间预聚3小时，终止反应4小时；d.反应结束后用丙醇稀释冷却，制得固含量38％的聚乙二醇醚树脂。
2)将上面所述润滑组合物的组分按所述配比加入到高速分散机中，然后进行搅拌溶解，待树脂全部溶解均匀一致后即可制备出固含量为10％的组合物。
润滑组合物的涂布方法是对铝箔双面采用网辊涂布法，网辊深度是80μ，线数是100线/英寸。固化温度为250℃、固化时间为10S。
实施例5润滑组合物组分和配比(重量％)是聚乙二醇醚80％、水性树脂聚乙烯吡咯烷酮7％、流平剂(聚丙烯酸酯类)0.5％、防冻剂(丙二醇)1.5％、乳化蜡(氧化聚乙烯蜡)1％、去离子水10％。
润滑组合物制备方法包括以下步骤1)水性润滑树脂聚乙二醇醚的制备用IPDI同聚乙二醇进行预聚反应，然后用单甲醚聚乙二醇终止活性端基使反应终止，保证聚乙二醇过量，其产物两端可均有羟基。其工艺条件如下a.反应物的摩尔比聚乙二醇∶IPDI∶单甲醚聚乙二醇＝0.8∶1∶0.2；b.反应温度70～80℃；c.反应时间预聚1小时，终止反应0.5小时；d.反应结束后用异丙醇乙二醇醚稀释冷却，制得固含量42％的聚乙二醇醚树脂。
2)将上面所述润滑组合物的组分按所述配比加入到高速分散机中，然后进行搅拌溶解，待树脂全部溶解均匀一致后即可制备出固含量为12％的组合物。
润滑组合物的涂布方法是对铝箔双面采用网辊涂布法，网辊深度是40μ，线数是165线/英寸。固化温度为100℃、固化时间为25S。
实施例6润滑组合物组分和配比(重量％)是聚乙二醇醚85％、水性树脂聚乙烯吡咯烷酮8％、流平剂(聚丙烯酸酯类)1.5％、防冻剂(乙二醇)1％、乳化蜡(氧化聚乙烯蜡)3％、去离子水1.5％。
润滑组合物制备方法包括以下步骤1)水性润滑树脂聚乙二醇醚的制备用NDI同聚乙二醇进行预聚反应，然后用(甲基)丙烯酸羟烷基酯终止活性端基使反应终止，保证聚乙二醇过量，其产物两端均有羟基。其工艺条件如下a.反应物的摩尔比聚乙二醇∶NDI∶(甲基)丙烯酸羟烷基酯＝0.4∶1∶0.6；b.反应温度70～80℃；c.反应时间预聚2小时，终止反应2小时；d.反应结束后用丙二醇醚稀释冷却，制得固含量36％的聚乙二醇醚树脂。
2)将上面所述润滑组合物的组分按所述配比加入到高速分散机中，然后进行搅拌溶解，待树脂全部溶解均匀一致后即可制备出固含量为8％的组合物。
润滑组合物的涂布方法是
对铝箔双面采用网辊涂布法，网辊深度是75μ，线数是120线/英寸。固化温度为200℃、固化时间为15S。
实施例7润滑组合物组分和配比(重量％)是聚乙二醇醚75％、水性树脂羟乙基纤维素10％、流平剂(聚酯类)1.5％、防冻剂(乙二醇)1.5％、乳化蜡(氧化聚乙烯蜡)7％、去离子水4％。
润滑组合物制备方法包括以下步骤1)水性润滑树脂聚乙二醇醚的制备用六亚甲基二异氰酸酯和二甲苯基甲烷二异氰酸酯的混合物同聚乙二醇进行预聚反应，然后用单甲醚聚乙二醇终止活性端基使反应终止，保证聚乙二醇过量，其产物两端均有羟基。其工艺条件如下a.反应物的摩尔比聚乙二醇∶六亚甲基二异氰酸酯和二甲苯基甲烷二异氰酸酯的混合物∶单甲醚聚乙二醇＝0.4∶1∶0.6；b.反应温度70～80℃；c.反应时间预聚2小时，终止反应2小时；d.反应结束后用乙二醇醚稀释冷却，制得固含量40％的聚乙二醇醚树脂。
2)将上面所述润滑组合物的组分按所述配比加入到高速分散机中，然后进行搅拌溶解，待树脂全部溶解均匀一致后即可制备出固含量为6％的组合物。
润滑组合物的涂布方法是对铝箔双面采用网辊涂布法，网辊深度是75μ，线数是120线/英寸。固化温度为200℃、固化时间为15S。
实施例8润滑组合物组分和配比(重量％)是聚乙二醇醚90％、水性树脂羟乙基纤维素5％、流平剂(聚丙烯酸酯类)0.5％、防冻剂(丙二醇)0.5％、乳化蜡(氧化聚乙烯蜡)2％、去离子水2％。
润滑组合物制备方法包括以下步骤1)水性润滑树脂聚乙二醇醚的制备用IPDI和NDI的混合物同聚乙二醇进行预聚反应，然后用单甲醚聚乙二醇终止活性端基使反应终止，保证聚乙二醇过量，其产物只有一端含有羟基。其工艺条件如下a.反应物的摩尔比聚乙二醇∶IPDI和NDI的混合物∶单甲醚聚乙二醇＝0.2∶1∶0.9；b.反应温度70～80℃；c.反应时间预聚3小时，终止反应4小时；d.反应结束后用异丙醇乙二醇醚稀释冷却，制得固含量35％的聚乙二醇醚树脂。
2)将上面所述润滑组合物的组分按所述配比加入到高速分散机中，然后进行搅拌溶解，待树脂全部溶解均匀一致后即可制备出固含量为12％的组合物。
润滑组合物的涂布方法是对铝箔双面采用网辊涂布法，网辊深度是80μ，线数是100线/英寸。固化温度为250℃、固化时间为10S。
权利要求
1.一种亲水涂层铝箔用水溶性润滑组合物，其特征在于该组合物的组份和重量配比是聚乙二醇醚70-90％、水性树脂5-15％、流平剂0.5-1.5％、防冻剂0.5-1.5％、氧化聚乙烯蜡1-7％、去离子水1.5-10％。
2.根据权利要求1所述的亲水涂层铝箔用水溶性润滑组合物，其特征在于水性树脂是聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的亲水涂层铝箔用水溶性润滑组合物，其特征在于流平剂是聚丙烯酸酯类流平剂或聚酯类流平剂。
4.根据权利要求1所述的亲水涂层铝箔用水溶性润滑组合物，其特征在于防冻剂是乙二醇或丙二醇。
5.一种亲水涂层铝箔用水溶性润滑组合物的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤1)聚乙二醇醚的制备用二异氰酸酯与聚乙二醇进行预聚反应，反应过程中的聚乙二醇过量，反应温度为70～80℃，预聚反应时间为1～3小时；然后用终止剂终止活性端基使反应终止，终止反应时间为0.5～5小时；反应结束后用溶剂稀释冷却，制得固含量35-45％的聚乙二醇醚，其中各反应物的摩尔比为聚乙二醇∶二异氰酸酯∶终止剂＝0.9～0.2∶1∶0.2～0.9；2)将步骤1)制得的聚乙二醇醚与其余组分按配比加入到高速分散机中进行搅拌溶解，待树脂全部溶解均匀一致后即可制备出固含量为5-15％的水溶性润滑组合物。
6.根据权利要求5所述的亲水涂层铝箔用水溶性润滑组合物的制备方法，其特征在于步骤1)的产物聚乙二醇醚两端均可以含有羟基，也可以只有一端含有羟基。
7.根据权利要求5所述的亲水涂层铝箔用水溶性润滑组合物的制备方法，其特征在于步骤1)中的二异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二甲苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯中的任意一种或几种的混合物。
8.根据权利要求5所述的亲水涂层铝箔用水溶性润滑组合物的制备方法，其特征在于步骤1)中的终止剂是单甲醚聚乙二醇或(甲基)丙烯酸羟烷基酯。
9.根据权利要求5所述的亲水涂层铝箔用水溶性润滑组合物的制备方法，其特征在于步骤1)中的溶剂是水、乙醇、丙醇、异丙醇乙二醇醚或者丙二醇醚。
10.一种亲水涂层铝箔用水溶性润滑组合物的使用方法，其特征在于它包括以下步骤将上述亲水涂层铝箔用水溶性润滑组合物采用网辊涂布法涂布在铝箔的两面，网辊深度是40～100μ，线数是75～165线/英寸；涂布时固化条件是固化温度为100～250℃、固化时间为10～30S。
全文摘要
本发明公开了一种空调器散热片所采用的亲水涂层铝箔用水溶性润滑组合物及其制备和使用方法，该组合物是聚乙二醇醚70－90％、水性树脂5－15％、流平剂0.5－1.5％、防冻剂0.5－1.5％、氧化聚乙烯蜡1－7％、去离子水1.5－10％。制备方法是首先用二异氰酸酯与聚乙二醇进行预聚反应，然后用终止剂终止活性端基使反应终止，再用溶剂稀释冷却制得聚乙二醇醚，然后将各组分按配比加入高速分散机中搅拌溶解，待树脂全部溶解后即制备出水溶性润滑组合物。将该组合物采用网辊涂布法涂布在铝箔的两面，网辊深度是40～100μ，线数是75～165线/英寸；固化温度为100～250℃、固化时间为10～30S。
文档编号C10M107/32GK1884458SQ20061008821
公开日2006年12月27日 申请日期2006年7月4日 优先权日2006年7月4日
发明者朱俊明, 张敏达, 缪晓锋, 朱军 申请人:江苏常铝铝业股份有限公司