申请日2001.05.10
公开(公告)日2001.11.28
IPC分类号F28F19/02; C23G5/00
摘要
本发明提供一种用于空调装置的热交换器部分和空气清新器的空气滤清器部分的适用于铝材处理的亲水处理剂及其制造方法,这种处理剂即使长时间使用也能维持亲水性。该处理剂,在水介质中含氧化硅微粒和乙烯醇系聚合体,氧化硅微粒和乙烯醇系聚合体的质量比为30∶70~70∶30,二者合计含量占全部处理剂的1~25质量%的亲水处理剂,上述氧化硅微粒被乙烯系聚合体包覆,以平均粒径5~1000nm的被包覆微粒形式分散在水介质中。
权利要求书
1.一种亲水处理剂,在水介质中含氧化硅微粒和乙烯醇系聚 合体,氧化硅微粒和乙烯醇系聚合体的质量比为30∶70~70∶30, 二者合计含量占全部处理剂的1~25质量%的亲水处理剂,其特 征在于上述氧化硅微粒被上述乙烯系聚合体包覆,以平均粒径 5~1000nm包覆微粒形式分散在水介质中。
2.一种亲水处理剂的制造方法,其特征在于包括:
在水介质中溶解或分散乙烯醇系聚合体,使其占全部处理剂 的0.3~17.5质量%的溶解或分散工序;由此工序形成的乙烯醇 系聚合体的溶解或分散体系中,添加平均粒径5~100nm的氧化 硅微粒,使之占全部处理剂的0.3~17.5质量%,并使该氧化硅 微粒与上述乙烯醇系聚合体的质量比为30∶70~70∶30的添加工 序;以及使由添加氧化硅微粒而生成的“乙烯醇系聚合体和氧化 硅微粒的凝聚物”强制分散的工序。
说明书
亲水处理剂及其制造方法
本发明涉及用于空调装置热交换器部分和空气清新器空气滤 清器部分的适用于铝材处理的亲水处理剂及其制造方法。
空调装置的热交换器部分和空气清新器的空气滤清器部分结 构复杂,热交换以及除去空气中尘埃、微生物用的铝散热片以狭 窄间隔被保持在铝管之间。因此,通过对铝散热片表面作亲水化 处理,更容易使制冷时冷凝水排出和附着在空气滤清器上的污物 除去。但是经上述亲水化处理的铝散热片表面,由于热交换器处 于反复“加热←→冷却”以及暴露在冷凝水和大气中尘埃、微生 物共同附着存在的恶劣条件下,所以很难长期保持亲水性。
为解决此问题曾提出各种发明,例如日本第202313/1993号 专利公开公报公开的亲水处理剂,其中含有聚乙烯醇和水分散性 的混合物或复合体及偏硅酸锂。其中称偏硅酸锂具有亲水性持续 效果、冰点降低效果和抗菌效果。
日本第214273/1993号专利公开公报公开了一种由水溶性和 水分散性有机树脂、含氮有机腐蚀抑制剂和氧化硅微粒组成的涂 料组合物,以及用这种涂料组合物得到的覆膜包覆铝材。
此外,日本第2649297号专利公报中公告了铝或铝合金散热 片用涂料组合物、散热片材料和散热片材料的制造方法。这种涂 料组合物中含有水溶性、水分散性有机树脂(水溶性氨基树脂除 外),水溶性氨基树脂,具有硅烷醇基、粒径为50mμ~2μm的水 分散性凝胶胶体氧化硅或水分散性粉末状发烟氧化硅(ヒユ-ム ドシリカ)以及HLB值为8~18的表面活性剂。该发明目的在于 获得一种预涂散热片材料用,制造热交换器时能经受无牵引加工 (深冲减薄加工)的亲水涂膜。
另外日本第30069/1998号专利公开公报公开了一种亲水性 赋予剂以及用这种赋予剂的热交换器预涂散热片材料的制造方 法。这种亲水赋予剂含有5~100nm分散粒径的胶体氧化硅和其 中含羧酸聚合物的水溶性聚合物,其pH值为1~5。
上述已有技术均并用水溶性或水分散性树脂与胶体氧化硅或 微粒状氧化硅,借助于氧化硅表面的凹凸不平提高亲水性。但是, 并用树脂和氧化硅微粒形成的亲水薄膜,在热交换器长时间使用 时劣化。当氧化硅微粒露出后,会产生氧化硅的独特恶臭以及被 氧化硅吸附物质放出的恶臭。
因此,本发明目的在于提供一种长时间使用也能有持续防臭 性和亲水性,适于空调装置热交换器部分和空气清新器空气滤清 器用铝材处理的亲水处理剂及其制造方法。
本发明的亲水处理剂,在水介质中含氧化硅微粒和乙烯醇系 聚合体,氧化硅微粒和乙烯醇系聚合体的质量比为30∶70~70∶30, 二者合计含量占全体处理剂1~25质量%的亲水处理剂,其特征 在于氧化硅微粒被乙烯醇系聚合体包覆,以平均粒径5~1000nm 包覆微粒形式分散在水介质中。
本发明亲水处理剂的制造方法,包括:
在水介质中溶解或分散乙烯醇系聚合体,使其占全部处理剂 0.3~17.5质量%的溶解或分散工序;向此工序(1)形成的乙烯醇系 聚合体的溶解或分散体系中,添加平均粒径5~100nm的氧化硅 微粒,使之占全部处理剂的0.3~17.5质量%,而且使上述氧化硅 微粒与上述乙烯醇系聚合体的质量比处于30∶70~70∶30范围内的 添加工序;以及使由添加氧化硅微粒而生成的“乙烯醇系聚合体 和氧化硅微粒的凝聚物”强制分散的工序。
本发明的亲水处理剂,适于暴露在反复“加热←→冷却”, 以及冷凝水和大气中尘埃及微生物共同在其上附着的恶劣条件下 使用的铝材,例如汽化器的铝散热片等作为表面处理剂使用。
以下对本发明作详细说明。
本发明的亲水处理剂,是被乙烯醇系聚合体包覆的氧化硅微 粒在水介质中分散而成的处理剂,与已有技术中的氧化硅微粒和 树脂颗粒的混合物,或者使用硅烷化合物等将氧化硅微粒和树脂 结合在一起的处理剂在形态上不同。
可以作为亲水处理剂原料使用的氧化硅微粒,可以举出发烟 氧化硅和胶体氧化硅。其中发烟氧化硅,例如利用三氯硅烷、四 氯硅烷等卤代硅烷高温气相水解制造的,是一些表面积大的微 粒。而胶体氧化硅是将酸或碱稳定型硅溶胶经水分散而成的。氧 化硅微粒的平均粒径为5~100nm,优选7~60nm。粒径低于5nm, 处理薄膜的凹凸不足,亲水性差,而超过100nm制成处理剂时产 生大粒径凝聚物,使涂装操作性恶化。
可以在本发明中使用的乙烯醇系聚合体,典型的是醋酸乙烯 酯聚合体经皂化得到的聚乙烯醇(PVA)。聚乙烯醇优选皂化度高 的,特别优选皂化度大于98%的。而且聚乙烯醇的改性物,例如 部分羟基被丙基、丁基等烷基取代的物质等,也能作为本发明的 乙烯醇聚合体使用。此外,必要时也可以在相对于聚乙烯醇小于 50质量%下并用其他亲水性聚合物,例如含有羟基的丙烯酸树 脂、聚丙烯酸、聚乙烯基磺酸、聚乙烯基咪唑、聚环氧乙烷、聚 酰胺、水溶性尼龙等。
制造本发明的亲水处理剂时,首先溶解或分散乙烯醇系聚合 体(而且必要时还包括其他亲水性聚合物,以下单指乙烯醇系聚合 体),使之占全体处理剂的0.3~17.5质量%,优选占0.5~5质 量%。然后以占全体处理剂0.3~17.5质量%,优选占0.5~5质量% 的比例,添加平均粒径5~100nm,优选7~60nm的氧化硅微粒。
其他制造方法有,将氧化硅微粒分散在乙烯醇系聚合体水溶 液中,使氧化硅微粒的固形份浓度处于5~50质量%范围内,按 照这种方法可以预先用乙烯醇系聚合体包覆氧化硅微粒,然后加 入乙烯醇系聚合体水溶液调整浓度。
氧化硅微粒和乙烯醇系聚合体的合计含量为0.2~25质 量%,优选1~5质量%。其中氧化硅微粒与乙烯醇系聚合体之间 的质量比,必须处于30∶70~70∶30范围内,优选处于40∶60~60∶40 范围内。
如上所述,乙烯醇系聚合体一旦与氧化硅微粒混合,在二者 间相互作用下就会产生凝聚。因此应当用超声波分散机、微小介 质分散机等将此凝聚物强制分散。分散机必须使用磨机等具有碾 碎功能或者超声波等对微小部位具有剧烈搅拌效果的装置,使用 仅有搅拌功能的搅拌机等装置不能使这种凝聚物分散。这种分散 机的实例有日本精机制作所制造的超声波均质机(US系列)和井上 制作所制造的超级磨(HM-15)。经这样强制分散的凝聚物将变成表 面被乙烯醇系聚合体包覆、平均粒径为5~1000nm的氧化硅包覆 微粒,在水介质中以分散体形式稳定存在。
上述乙烯醇系聚合体和氧化硅微粒的合计含量低于1质量% 时,没有亲水持续性和防臭性效果,另一方面一旦超过25质量% 粘度就会增高,使涂装作业性恶化。乙烯醇系聚合体和氧化硅微 粒的质量比若处于30∶70~70∶30范围之外,则氧化硅微粒的比例 高时造膜不充分,因膜剥离使氧化硅和基材产生尘埃臭味,反之 乙烯醇系聚合体比例高时亲水性降低。
必要时可以在上述亲水处理剂中使用各种添加剂。重要的添 加剂是抗菌剂。这种抗菌剂可以举出例如羟基吡啶硫酮锌、2-(4- 噻唑基)-苯并咪唑、1,2-苯并异噻唑啉、2-n-正辛基-4-异噻唑啉- 3-酮、N-(一氟二氯甲基硫代)酞酰亚胺、N,N-二甲基-N’-苯酚-N- (一氟二氯甲基硫代)-磺酰胺、2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯、双(二甲 基硫代氨基甲酰基)二硫化物、N-(三氯甲基硫代)-4-环己烷-1,2- 二甲酰亚胺和偏硼酸钡等。这些防菌剂也可以作为防霉剂、防腐 剂和防细菌剂使用。
上述以外添加剂的实例,可以举出润滑剂、表面活性剂、颜 料、染料、耐蚀性赋予等抑制剂。
用本发明上述方法制造的本发明亲水性处理剂中,乙烯醇系 聚合体包覆的氧化硅微粒被分散在水中处于分散状态下,氧化硅 微粒与乙烯醇系聚合体合计含量占全部处理剂的1~25质量%, 包覆微粒的平均粒径为5~1000nm。平均粒径小于5nm时不显示 亲水性,而超过1000nm时使涂装作业恶化。