CN103333571A - 用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
本发明公开了一种用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料。该涂料包含以下成分：带有亲水基团的高分子化合物3～30%、具有抗菌作用的无机纳米材料0.05～1%、固化剂0.3～5%、流平剂0.02～0.2%、助溶剂2～10%。其中，具有抗菌作用的无机纳米材料由以下成分组成：纳米氧化物2～10%、银盐或纳米银溶液0.1～2%、还原剂0.1～2%、稳定剂0.1～1%、水余量。本发明中具有抗菌作用的无机纳米材料在体系中有很好的稳定性，抗菌防霉性能和亲水性经加工工艺后不衰减，在使用过程中可持久维持；而且添加量很少，性价比高，不影响后期的加工性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种水性涂料，特别涉及一种用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料。
背景技术
近年来，随着国家政策的不断推动和节能、环保、低碳观念的不断普及，高效节能成为空调行业的发展主流。而作为空调器的重要组成部分，热交换器的高性能化也已成为大势所趋。
热交换器的翅片表面一般都经过亲水化处理，经处理后，翅片表面具有亲水性，使得其附着的冷凝水和除霜时的溶解水能够沿着其表面迅速流走，从而避免在翅片间形成“水桥”阻塞风道，提高热交换效率。翅片表面的亲水化处理一般都是通过涂覆亲水涂料形成亲水涂层来实现，即由表面涂覆亲水涂层的铝箔加工成型或者成型后涂覆亲水涂料形成亲水涂层。
由于热交换器经常在湿工况下运行，湿润和黑暗的环境给微生物提供了良好的生长环境。所以空调器使用一定时间后，热交换器的翅片等部位很容易滋生细菌和霉菌，严重影响使用环境中的空气质量，特别是在内部空间相对狭小的使用场所，例如汽车空调等，使人产生不适感，对健康造成危害。
同时，微生物的滋生也会对翅片上的涂层造成破坏，会严重影响到涂层的亲水性，从而影响到热交换器的换热效率，导致空调能效比无法长久维持，同时还会降低空调的使用寿命，造成资源和能源的损耗。
因此，如果翅片在具有亲水性的同时还有抗菌防霉的功能，不但有助于维持空调运行室内的空气质量，营造健康的生活环境，而且能防止细菌和霉菌侵蚀翅片和涂层，亲水性更加持久，空调的能效比得以长久维持，更加节能。
发明专利申请CN1721479A提出一种用于车用空调蒸发器的亲水性抗菌组合物，包含了亲水性有机聚合物、光滑剂、抗菌剂和去离子水，其抗菌剂为乙醛和Ti(OH)X(PO)Y-ZnO，含量分别可高达2wt%和10wt%，其原理是抗菌剂与氧气或水接触产生过氧化氢，从而通过氧化反应分解有机物，消除真菌和细菌。发明专利申请CN1776345A提出了一种用于热交换器表面的抗菌材料，该材料为以氧化钛作为锌的载体的纳米粒子，其添加量为亲水层的2～40%，通过光催化作用实现其抗菌功能。实用新型专利CN201191103Y提供了一种超亲水抗菌型热交换器用铝箔，其中涉及在亲水功能层加入纳米氧化物和银离子化合物来实现亲水铝箔抗菌性的技术方案。发明专利申请CN101892000A涉及一种抗菌防霉亲水涂料，其抗菌材料采用铜包覆的纳米光触媒胶体，通过在3000～5000转/分的速度搅拌条件下缓慢滴加在亲水树脂中制得抗菌防霉亲水涂料。
采用二氧化钛之类含钛的光触媒材料作为抗菌材料时，必须通过光催化作用实现其抗菌性，即必须在有充分光照的情况下才能发挥其抗菌作用，而热交换器通常都处于黑暗的工作环境下，因此使用光触媒型的抗菌材料很难在此环境下起到很好的抗菌作用。同时，由于光触媒对有机物的分解作用，涂层本身也会被破坏，造成涂层性能的下降。而且上述专利申请也提到，该类抗菌材料的添加量较高，这一方面提高了制造成本，另一方面也造成了后期加工的困难。有些材料的添加比较困难，需要在高速分散情况下才能加入到涂料中，这对实际生产造成了限制，同时也难以保证很好的稳定性。
银类抗菌材料杀菌效率高，且受光线的影响要小于二氧化钛类的光触媒材料，所以更适用于热交换器的较暗的工作环境。上述专利申请也提及银离子化合物来实现抗菌性。但由于银离子很容易溶出，造成流失，很难实现抗菌性的持久性，即经过后期加工工艺以及使用过程中的抗菌性难以维持。另一方面，银离子易被还原，其存在容易导致变色，甚至出现沉淀。
目前市面上的亲水涂料产品极少具备抗菌防霉性能，一些仅具备初期的抗菌性，在后期加工和实际使用过程中很难维持。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料。
本发明的另一目的在于提供所述的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供所述的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料，包含以下按质量百分比计的成分：带有亲水基团的高分子化合物3～30%、具有抗菌作用的无机纳米材料0.05～1%、固化剂0.3～5%、流平剂0.02～0.2%、助溶剂2～10%；
所述的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料，还包含水，水为余量；
所述的带有亲水基团的高分子化合物为水溶性单体的均聚物、水溶性单体的共聚物、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯亚胺、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚氧化乙烯、海藻酸、海藻酸钠、淀粉和壳聚糖中的一种或至少两种；
所述的水溶性单体为带有羧酸基、磺酸基、羟基、胺基、酰胺基等亲水性基团的单体，优选为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸钠、甲基丙烯酸钠、丙烯酸锌、甲基丙烯酸锌、衣康酸、顺酐、甲基丙烯酸磷酸酯、对苯乙烯磺酸钠、烯丙基磺酸、烯丙基磺酸钠、乙烯基磺酸钠、丙烯酸磺酸钠、甲基丙烯酸磺酸钠、3-烯丙氧基-2羟基-1-丙烷磺酸钠、乙烯基羟乙基醚、羟丁基乙烯基醚、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、双丙酮丙烯酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-正十六烷基-二甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-邻氯苄基-二甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、苄基三丁基氯化铵、对乙烯基苄基三丁基氯化膦、4-乙烯基吡啶、N-乙酰胺基-4-乙烯基吡啶和甲基丙烯酰氧十二烷基溴吡啶中的一种或至少两种；更优选为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二甲基二烯丙基氯化铵、对乙烯基苄基三丁基氯化膦、4-乙烯基吡啶、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的至少一种；
所述的水溶性单体的均聚物或水溶性单体的共聚物通过如下步骤制备得到：
①用水将0.5～2质量份的水溶性热引发剂配制成水溶性热引发剂溶液；
②用水将5～30质量份的水溶性单体溶解后加热至70～95℃，滴加步骤①中制备的水溶性热引发剂溶液，继续反应2～5小时，整个过程通氮气；
③降温至25～30℃，得到水溶性单体的均聚物或水溶性单体的共聚物。
步骤①中所述的水溶性热引发剂包括过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、4,4′-偶氮双(4-氰基戊酸)和偶氮二异丁脒盐酸盐；更优选为过硫酸钠、偶氮二异丁脒盐酸盐中的至少一种；
步骤①中所述的水溶性热引发剂溶液的浓度优选为为质量百分比3～5%；
步骤（2）中所述的滴加的时间优选为30分钟；
所述的带有亲水基团的高分子化合物的分子量为5000～1000000，优选为8000～200000；
所述的具有抗菌作用的无机纳米材料为纳米氧化物载银抗菌剂，由以下按质量百分比计的成分组成：纳米氧化物2～10%、银盐或纳米银溶液0.1～2%、还原剂0.1～2%、稳定剂0.1～1%、水余量；
所述的还原剂的含量优选为质量百分比0.1～0.5%；
所述的纳米氧化物优选为粒径为10～80nm的纳米氧化物，更优选为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米氧化铁、纳米氧化锌和纳米二氧化钛中的一种或至少两种；
所述的纳米氧化物为溶胶态或粉末态；
所述的银盐为Ag3PO4、AgNO3、Ag2S2O3、CH3COOAg、AgClO4和AgF中的一种或至少两种；
所述的纳米银溶液为市售的纳米银溶液，包括晋大纳米科技的JDTKS-001、JDTKS-005、沪正纳米科技的AGS-WMB1000A、AGS-WMB1000B和AGS-WMB1000B中的一种或至少两种；
所述的还原剂为次磷酸钠、水合肼、甲醛、抗坏血酸、葡萄糖、酒石酸、连二亚硫酸钠、单宁、氢醌、柠檬酸钠和硼氢化钠中的一种或至少两种；
所述的稳定剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、环己醇、乙二醇、丙三醇、山梨醇、聚山梨酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、明胶、十二烷硫醇、三乙醇胺、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和锆酸酯偶联剂中的一种或至少两种；
所述的具有抗菌作用的无机纳米材料通过包含如下步骤的方法制备得到：
（1）将纳米氧化物配制成纳米氧化物水分散液；
（2）将银盐配制成银盐水溶液，或用水将纳米银溶液稀释得到纳米银稀释液；
（3）将还原剂配制成还原剂水溶液；
（4）将步骤（1）配制的纳米氧化物水分散液在搅拌条件下加入步骤（2）配制的银盐水溶液或纳米银稀释液中，加入余量的水和稳定剂，保持pH为8～10进行反应，接着加入步骤（3）配制的还原剂水溶液，再继续反应；然后过滤，干燥，得到具有抗菌作用的无机纳米材料；
其中，各成分的含量按质量百分比计如下：纳米氧化物2～10%、银盐或纳米银溶液0.1～2%、还原剂0.1～2%、稳定剂0.1～1%、水余量；
所述的还原剂的含量优选为质量百分比0.1～0.5%；
步骤（1）所述的纳米氧化物水分散液的浓度优选为质量百分比10～50%；
步骤（2）所述的银盐水溶液的浓度优选为0.1～0.5mol/L；
步骤（2）所述的纳米银稀释液的浓度优选为0.1～0.5mol/L；
步骤（3）所述的还原剂水溶液的浓度优选为0.1～0.5mol/L；
步骤（4）中所述的搅拌的转速优选为50～500rpm；
步骤（4）中所述的保持pH为8～10进行反应的时间优选为5～30min；
骤（4）中所述的继续反应的时间优选为10～30min；
步骤（4）中所述的干燥的条件优选为50～200℃中干燥5～48h；更优选为80～150℃中干燥8～24h；最优选为80～150℃中干燥10～24h；
所述的具有抗菌作用的无机纳米材料的粒径为10～200nm，更优选为10～80nm，最优选为30～80nm；其很容易分散在上述的带有亲水基团的高分子化合物中；
所述的固化剂为含氮衍生物和多羟基醇中的一种或两种；
所述的含氮衍生物为具有β-羟烷基酰胺结构式的物质，如DYNAPOL公司的EP-HA320；
所述的多羟基醇包括分子结构中含有至少三个羟基的水溶性多元醇，具体包括甘油、聚合度为3～10的聚合甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基丙烷的二聚体、季戊四醇和季戊四醇的二聚体中的至少一种；
所述的流平剂是本技术领域所熟知的非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阴非离子表面活性剂，包括烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基二苯醚二磺酸盐、烷基二苯醚二硫酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基苯硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，优选烷基二苯醚磺酸盐和/或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐；
所述的助溶剂为醇和/或醚，优选为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇甲醚、乙二醇***、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇***、二乙二醇***和二乙二醇丁醚中的一种或至少两种；
所述的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料的制备方法，包含如下步骤：将带有亲水基团的高分子化合物、具有抗菌作用的无机纳米材料、固化剂、流平剂、助溶剂和水混合，搅拌均匀后得到用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料；其中，各成分按质量百分比计，如下所示：带有亲水基团的高分子化合物3～30%、具有抗菌作用的无机纳米材料0.05～1%、固化剂0.3～5%、流平剂0.02～0.2%、助溶剂2～10%，水余量；
所述的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料特别适用于空调热交换器上，应用时包含如下步骤：将得到的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料配套本行业人员所熟知的有机丙烯酸底涂、有机环氧底涂或无机钝化底涂，涂覆于铝箔表面制得涂层。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
（1）本发明提供的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料，所使用的纳米氧化物载银抗菌剂在体系中有很好的稳定性，抗菌防霉性能和亲水性经加工工艺后不衰减，在使用过程中可持久维持。
（2）本发明提供的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料中纳米氧化物载银抗菌剂添加量很少，性价比高，不影响后期的加工性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
以下实施例中质量单位均采用g。
实施例1
一种用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料，由以下按质量百分比计的成分组成：聚丙烯酸（分子量200000）5g、载银纳米二氧化硅0.1g、季戊四醇5g、烷基酚聚氧乙烯醚0.02g、乙醇5g，水补足至100g。
（1）聚丙烯酸通过如下步骤制备得到：
①将1g过硫酸钠配制成浓度为质量百分比3%的过硫酸钠水溶液；
②将5g丙烯酸和61.7水加入反应釜中，搅拌均匀后加热至80℃，滴加步骤①中制备的过硫酸钠水溶液，滴加时间为30分钟，反应4小时，整个过程通氮气；
③降温至25℃，得到聚丙烯酸（凝胶渗透色谱测得分子量为200000）。
（2）载银纳米二氧化硅通过如下步骤制备得到：
①将5g纳米二氧化硅（平均粒径为10nm，粉末态）配制成质量百分浓度为15%的纳米二氧化硅水分散液；
②将0.1g Ag3PO4配制成摩尔浓度为0.1mol/L的Ag3PO4水溶液；
③将0.2g葡萄糖配制成摩尔浓度为0.2mol/L的葡萄糖水溶液；
④将步骤①配制的纳米二氧化硅水分散液在200rpm的搅拌条件下加入步骤②配制的Ag3PO4水溶液中，加入余量的水（制备过程中所用的水的总量为93.7g），加入1g乙醇，用氨水保持pH为8，15min后加入步骤③配制的葡萄糖水溶液，10min后进行过滤，于80℃中干燥24h，可得到平均粒径为32nm的载银纳米二氧化硅。
（3）用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料的制备：按上述配方，将聚丙烯酸、载银纳米二氧化硅、季戊四醇、烷基酚聚氧乙烯醚、乙醇和水混合均匀，得到用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料。
（4）检测：
在预涂有机丙烯酸底涂的样板上，手工刮板得到抗菌防霉亲水涂层（烘烤条件为260℃×25s），然后按照TS/T95.2-2009中规定的工艺亲水性和持续亲水性的方法进行挥发油浸泡、流水浸渍，和杯突测试。未处理的、挥发油浸泡和流水浸渍后的样板均进行抗细菌和耐霉菌测试（委托广东省微生物分析检测中心进行相关检测）：抗细菌性能按照HG/T3950-2007附录A的方法测定；耐霉菌性能按照GB/T1741-2007的方法测定。结果见表1。
实施例2
一种用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料，由以下按质量百分比计的成分组成：聚丙烯酸（分子量100000）8g、载银纳米氧化铝0.5g、甘油2g、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠0.02g、异丙醇2g，水补足至100g。
（1）聚丙烯酸通过如下步骤制备得到：
①将0.5g偶氮二异丁脒盐酸盐配制成质量百分浓度为5%的水溶液；
②将10g丙烯酸和80g水加入反应釜中，搅拌均匀后加热至70℃，滴加步骤①中制备的水溶液，滴加时间为30分钟，反应5小时，整个过程通氮气；
③降温至25℃，得到聚丙烯酸（凝胶渗透色谱测得分子量为100000）。
（2）载银纳米氧化铝通过如下步骤制备得到：
①将2g纳米氧化铝（平均粒径20nm，溶胶态）配制成质量百分浓度为10%的纳米氧化铝水分散液；
②将0.2g AgF配制成摩尔浓度为0.1mol/L的AgF水溶液；
③将0.1g酒石酸钠配制成摩尔浓度为0.1mol/L的酒石酸钠水溶液；
④将步骤①配制的纳米氧化铝水分散液在100rpm的搅拌条件下加入步骤②配制的AgF水溶液中，加入余量的水（制备过程中所用的水的总量为96.7g），加入1g乙二醇，用氨水保持pH为9，20min后加入步骤③配制的酒石酸钠水溶液，20min后进行过滤，于100℃中干燥15h，可得到平均粒径为55nm的载银纳米氧化铝。
（3）用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料的制备：按上述配方，将聚丙烯酸、载银纳米氧化铝、甘油、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、异丙醇和水混合均匀，得到用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料。
（4）检测：
在预涂无机钝化底涂的样板上，手工刮板得到抗菌防霉亲水涂层，制样条件和测试方法同实施例1，结果见表1。
实施例3
一种用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料，由以下按质量百分比计的成分组成：聚乙二醇（PEG-8000，陶氏化学）15g、载银纳米氧化锆0.05g、三羟甲基丙烷0.3g、烷基二苯醚二磺酸盐0.2g、丙二醇甲醚10g，水补足至100g。
（1）载银纳米氧化锆通过如下步骤制备得到：
①将5g纳米氧化锆（平均粒径为25nm，溶胶态）配制成质量百分浓度为20%的纳米氧化锆水分散液；
②将0.5g AgClO4配制成摩尔浓度为0.2mol/L的AgClO4水溶液；
③将0.3g抗坏血酸配制成摩尔浓度为0.3mol/L的抗坏血酸水溶液；
④将步骤①配制的纳米氧化锆水分散液在50rpm的搅拌条件下加入步骤②配制的AgClO4水溶液中，加入余量的水（制备过程中所用的水的总量为93.7g），加入0.5g山梨醇，用氨水保持pH为10，5min后加入步骤③配制的抗坏血酸水溶液，30min后进行过滤，于120℃中干燥10h，可得到平均粒径为43nm的载银纳米氧化锆。
（2）用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料的制备：按上述配方，将聚乙二醇、载银纳米氧化锆、三羟甲基丙烷、烷基二苯醚二磺酸盐、丙二醇甲醚和水混合均匀，得到用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料。
（3）检测：
在预涂无机钝化底涂的样板上，手工刮板得到抗菌防霉亲水涂层，制样条件和测试方法同实施例1，结果见表1。
实施例4
一种用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料，包含以下按质量百分比计的成分：羟乙基纤维素（QP-300H，陶氏化学）3g、载银纳米二氧化硅1g、EP-HA3200.5g、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐0.1g、丙二醇***8g，水补足至100g。
（1）载银纳米二氧化硅通过如下步骤制备得到：
①将10g纳米二氧化硅（平均粒径为30nm，溶胶态）配制成质量百分浓度为50%的纳米二氧化硅水分散液；
②用水将1g JDTKS-001稀释成摩尔浓度为0.3mol/L的水稀释液；
③将0.5g单宁配制成摩尔浓度为0.3mol/L的单宁水溶液；
④将步骤①配制的纳米二氧化硅水分散液在500rpm的搅拌条件下加入步骤②配制的JDTKS-001水稀释液中，加入余量的水（制备过程中所用的水的总量为88.4g），加入0.1g聚乙二醇（PEG2000），用氨水保持pH为9，10min后加入步骤③配制的单宁水溶液，15min后进行过滤，于150℃中干燥10h，可得到平均粒径为45nm的载银纳米二氧化硅。
（2）用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料的制备：按上述配方，将羟乙基纤维素、载银纳米二氧化硅、EP-HA320、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、丙二醇***和水混合均匀，得到用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料。
（3）检测：
在预涂无机钝化底涂的样板上，手工刮板得到抗菌防霉亲水涂层，制样条件和测试方法同实施例1，结果见表1。
实施例5
一种用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料，包含以下按质量百分比计的成分：甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚物（分子量为10000，单体质量比为60/35/5）30g、载银纳米二氧化钛0.5g、季戊四醇2g、烷基酚聚氧乙烯醚0.05g、二乙二醇丁醚3g，水补足至100g。
（1）甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚物通过如下步骤制备得到：
①将2g过硫酸钠和偶氮二异丁脒盐酸盐混合物（质量比2：1）配制成质量百分浓度为3%的水溶液；
②将18g甲基丙烯酸、10.5g甲基丙烯酰胺和1.5g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和3.3g水加入反应釜中，搅拌均匀后加热至95℃，滴加步骤①中制备的水溶液，滴加时间为30分钟，反应2小时，整个过程通氮气。
③降温至30℃，得到甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚物（凝胶渗透色谱测得分子量为10000）。
（2）载银纳米二氧化钛通过如下步骤制备得到：
①将8g纳米二氧化钛（平均粒径为55nm，溶胶态）配制成质量百分浓度为30%的纳米二氧化钛水分散液；
②将2g AGS-WMB1000A配制成摩尔浓度为0.5mol/L的水稀释液；
③将0.5g硼氢化钠配制成摩尔浓度为0.5mol/L的硼氢化钠水溶液；
④将步骤①配制的纳米二氧化钛水分散液在200rpm的搅拌条件下加入步骤②配制的AGS-WMB1000A水稀释液中，加入余量的水（制备过程中所用的水的总量为89g），加入0.5g硅烷偶联剂KH550，用氨水保持pH为8，30min后加入步骤③配制的硼氢化钠水溶液，25min后进行过滤，于80℃中干燥20h，可得到粒径为80nm的原位负载的载银纳米二氧化钛。
（2）用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料的制备：按上述配方，将甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚物、载银纳米二氧化钛、季戊四醇、烷基酚聚氧乙烯醚、二乙二醇丁醚和水混合均匀，得到用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料。
（3）检测：
在预涂无机钝化底涂的样板上，手工刮板得到抗菌防霉亲水涂层，制样条件和测试方法同实施例1，结果见表1。
对比例1
与实施例1大致相同，其区别仅在于本对比例直接使用Ag3PO4作为抗菌剂。
在预涂有机丙烯酸底涂的样板上，手工刮板得到涂层，制样条件和测试方法同实施例1，结果见表1。
对比例2
与实施例1大致相同，其区别仅在于本对比例的二氧化硅的平均粒径为500nm。
在预涂有机丙烯酸底涂的样板上，手工刮板得到涂层，制样条件和测试方法同实施例1，结果见表1。
对比例3
与实施例1大致相同，其区别仅在于本对比例直接使用纳米二氧化钛作为抗菌剂。
在预涂有机丙烯酸底涂的样板上，手工刮板得到涂层，制样条件和测试方法同实施例1，结果见表1。
表1
由表1可见，对比例均出现涂料稳定性差的问题，而且抗菌性、防霉性和亲水性不能长久维持。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料，其特征在于包含以下按质量百分比计的成分：带有亲水基团的高分子化合物3～30%、具有抗菌作用的无机纳米材料0.05～1%、固化剂0.3～5%、流平剂0.02～0.2%、助溶剂2～10%；
所述的带有亲水基团的高分子化合物为水溶性单体的均聚物、水溶性单体的共聚物、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯亚胺、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚氧化乙烯、海藻酸、海藻酸钠、淀粉和壳聚糖中的一种或至少两种；
所述的水溶性单体为带有羧酸基、磺酸基、羟基、胺基和酰胺基中的至少一种基团的单体；
所述的具有抗菌作用的无机纳米材料为纳米氧化物载银抗菌剂，由以下按质量百分比计的成分组成：纳米氧化物2～10%、银盐或纳米银溶液0.1～2%、还原剂0.1～2%、稳定剂0.1～1%、水余量；
所述的固化剂为含氮衍生物和多羟基醇中的一种或两种；
所述的流平剂为非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或阴非离子表面活性剂；
所述的助溶剂为醇和/或醚。
2.根据权利要求1所述的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料，其特征在于：所述的具有抗菌作用的无机纳米材料通过包含如下步骤的方法制备得到：
（1）将纳米氧化物配制成纳米氧化物水分散液；
（2）将银盐配制成银盐水溶液，或用水将纳米银溶液稀释得到纳米银稀释液；
（3）将还原剂配制成还原剂水溶液；
（4）将步骤（1）配制的纳米氧化物水分散液在搅拌条件下加入步骤（2）配制的银盐水溶液或纳米银稀释液中，加入余量的水和稳定剂，保持pH为8～10进行反应，接着加入步骤（3）配制的还原剂水溶液，再继续反应；然后过滤，干燥，得到具有抗菌作用的无机纳米材料；
其中，各成分的含量按质量百分比计如下：纳米氧化物2～10%、银盐或纳米银溶液0.1～2%、还原剂0.1～2%、稳定剂0.1～1%、水余量。
3.根据权利要求2所述的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料，其特征在于：
所述的纳米氧化物为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米氧化铁、纳米氧化锌和纳米二氧化钛中的一种或至少两种；
所述的银盐为Ag3PO4、AgNO3、Ag2S2O3、CH3COOAg、AgClO4和AgF中的一种或至少两种；
所述的纳米银溶液为JDTKS-001、JDTKS-005、AGS-WMB1000A、AGS-WMB1000B和AGS-WMB1000B中的一种或至少两种；
所述的还原剂为次磷酸钠、水合肼、甲醛、抗坏血酸、葡萄糖、酒石酸、连二亚硫酸钠、单宁、氢醌、柠檬酸钠和硼氢化钠中的一种或至少两种；
所述的稳定剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、环己醇、乙二醇、丙三醇、山梨醇、聚山梨酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、明胶、十二烷硫醇、三乙醇胺、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和锆酸酯偶联剂中的一种或至少两种；
步骤（1）所述的纳米氧化物水分散液的浓度为质量百分比10～50%；
步骤（2）所述的银盐水溶液的浓度为0.1～0.5mol/L；
步骤（2）所述的纳米银稀释液的浓度为0.1～0.5mol/L；
步骤（3）所述的还原剂水溶液的浓度为0.1～0.5mol/L；
步骤（4）中所述的搅拌的转速为50～500rpm；
步骤（4）中所述的保持pH为8～10进行反应的时间为5～30min；
骤（4）中所述的继续反应的时间为10～30min；
步骤（4）中所述的干燥的条件为50～200℃中干燥5～48h；
所述的具有抗菌作用的无机纳米材料的粒径为10～200nm。
4.根据权利要求1所述的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料，其特征在于：
所述的水溶性单体的均聚物或所述的水溶性单体的共聚物通过如下步骤制备得到：
①用水将0.5～2质量份的水溶性热引发剂配制成水溶性热引发剂溶液；
②用水将5～30质量份的水溶性单体溶解后加热至70～95℃，滴加步骤①中制备的水溶性热引发剂溶液，继续反应2～5小时，整个过程通氮气；
③降温至25～30℃，得到水溶性单体的均聚物或水溶性单体的共聚物。
5.根据权利要求4所述的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料，其特征在于：
所述的水溶性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸钠、甲基丙烯酸钠、丙烯酸锌、甲基丙烯酸锌、衣康酸、顺酐、甲基丙烯酸磷酸酯、对苯乙烯磺酸钠、烯丙基磺酸、烯丙基磺酸钠、乙烯基磺酸钠、丙烯酸磺酸钠、甲基丙烯酸磺酸钠、3-烯丙氧基-2羟基-1-丙烷磺酸钠、乙烯基羟乙基醚、羟丁基乙烯基醚、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、双丙酮丙烯酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-正十六烷基-二甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-邻氯苄基-二甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、苄基三丁基氯化铵、对乙烯基苄基三丁基氯化膦、4-乙烯基吡啶、N-乙酰胺基-4-乙烯基吡啶和甲基丙烯酰氧十二烷基溴吡啶中的一种或至少两种；
所述的水溶性热引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、4,4'-偶氮双(4-氰基戊酸)和偶氮二异丁脒盐酸盐中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料，其特征在于：
所述的带有亲水基团的高分子化合物的分子量为5000～1000000；
所述的含氮衍生物为具有β-羟烷基酰胺结构式的物质；
所述的多羟基醇为分子结构中含有至少三个羟基的水溶性多元醇；
所述的流平剂为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基二苯醚二磺酸盐、烷基二苯醚二硫酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基苯硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐中的一种或至少两种；
所述的助溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇甲醚、乙二醇***、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇***、二乙二醇***和二乙二醇丁醚中的一种或至少两种。
7.根据权利要求6所述的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料，其特征在于：
所述的含氮衍生物为DYNAPOL公司的EP-HA320；
所述的多羟基醇为甘油、聚合度为3～10的聚合甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基丙烷的二聚体、季戊四醇和季戊四醇的二聚体中的至少一种。
8.权利要求1～7任一项所述的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料的制备方法，其特征在于包含如下步骤：将带有亲水基团的高分子化合物、具有抗菌作用的无机纳米材料、固化剂、流平剂、助溶剂和水混合，搅拌均匀后得到用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料；其中，各成分按质量百分比计，如下所示：带有亲水基团的高分子化合物3～30%、具有抗菌作用的无机纳米材料0.05～1%、固化剂0.3～5%、流平剂0.02～0.2%、助溶剂2～10%，水余量。
9.权利要求1～7任一项所述的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料在制备空调热交换器中的应用。
10.根据权利要求9所述的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料在制备空调热交换器中的应用，其特征在于包含如下步骤：将所述的用于热交换器翅片表面处理的水性抗菌防霉亲水涂料配套有机丙烯酸底涂、有机环氧底涂或无机钝化底涂，涂覆于铝箔表面制得涂层。
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