CN103555114A - 一种用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明属于亲水涂料技术领域，公开了一种用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物。该涂料组合物包含涂料A和涂料B；涂料A为以无机物为主要成分的无机体系A-1或以有机物为主要成分的有机体系A-2；涂料B指以无机物为主要成分的无机体系B-1或以有机物为主要成分的有机体系B-2。以浸涂、淋涂或喷涂的方式依次在热交换器工件的表面涂覆涂料A和涂料B，并依次烘烤固化，可赋予热交换器持久亲水性，形成的涂层亲水性能优异、附着力好，长久有效；涂层耐腐蚀性好，能大大提升换热器使用寿命；涂层亲水性更加优异、更持久，附着力好，可提高换热器的能效比。

Description

一种用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物
技术领域
本发明属于亲水涂料技术领域，特别涉及一种用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物及其制备方法和应用。
背景技术
平行流（微通道）换热器是一种高效紧凑式热交换器，在汽车行业已使用多年，是管带式换热器的替代产品，因其外形紧凑，换热效率高，重量轻，可靠性高等优势，正逐步成为换热器的主流。随着原材料价格上涨、空调产品能效标准的不断提升以及环保要求的不断提高，平行流换热器正逐步在家用、商用空调领域得到应用。
热交换器是空调器的重要组成部分，其作用是将热流体的部分热量传递给冷流体。目前铜管套翅片式热交换器是家用空调普遍使用的热交换器类型，其一般是由铜圆管和各种形状的铝翅片组合而成，铜管与翅片之间通过胀管等工艺连接。九十年代中期以来，平行流热交换器广泛应用于汽车空调领域，近些年其在家用空调领域也开始崭露头角。平行流热交换器是一种高效、紧凑的热交换器，是将管、翅片等部件位置固定后整体焊接而成，与铜管翅片式热交换器相比，其具有体积小、重量轻、能耗小、成本低等优点。采用全铝平行流热交换器应用到家用空调器中，是目前家用空调行业应对铜价上涨和高能效标准的有效办法。
由于空调机制冷运转时，翅片表面温度比空气的露点低，空气中的水分凝结在其表面，呈半圆形的小水珠附在翅片表面。当翅片间距离小时，水珠在翅片间“架桥”阻塞风道；制暖运转时，冷凝水则变成霜附在翅片表面，除霜时熔化的水残留在翅片表面并结成冰，造成除霜时间增加，暖房运转时间减少，通风阻力增大，噪音增加，能耗增大。要解决“水桥”问题，要求铝翅片具有使附着的冷凝水和除霜时的溶解水沿着其表面迅速流走的能力。在铝翅片表面涂一层亲水涂料，形成亲水涂膜，使水滴在涂层表面迅速铺展开并流走。空调换热器的亲水化处理使水滴与涂层之间的接触角变小，水极容易在翅片表面铺展、流走，不会形成架桥而导致翅片间隙堵塞、风阻增大、从而增加了能耗。
铜管翅片式热交换器是目前家用空调普遍使用的热交换器类型，其翅片是由经过亲水处理的铝箔冲制后得到，即可以认为其亲水化处理在成型之前。
而平行热交换器是将管、翅片等部件位置固定后整体焊接而成。其亲水化处理需要在成型以后进行，而不能采用先亲水处理再焊接的方式，原因如下：一方面，由于焊接温度较高，时间较长，一般温度达400℃以上，数十分钟的时间，即使经过亲水处理的翅片，在焊接后其亲水性也会失去。因为目前用于亲水处理的产品中的有效成分均为有机物质，其在高温下会发生分解，遭到破坏。另一方面，亲水涂层对翅片的焊接也会有很大影响，因为翅片的焊接主要是由表面的钎料和钎剂层起作用，钎料和钎剂层被亲水层覆盖后将严重影响其焊接。所以，对平行流热交换器的翅片进行亲水化处理要在其焊接成型之后。
平行流换热器表面经过钎焊，覆盖了助焊剂和钎焊材料（含硅、氟等材料），铝表面在焊接高温状态时被氧化成氧化铝，有一定的防腐性，其表面非常粗糙，如果不经过防腐亲水处理，换热器在使用一段时间后仍然开始腐蚀，导致出风口飞出白粉，严重时充制冷剂的管路腐蚀穿孔，换热器彻底损坏；。对换热器进行防腐和亲水处理能有效延长换热器使用寿命，并降低能效比。
铝箔的亲水化处理一般是将亲水涂料组合物依次涂覆在铝箔表面形成亲水表面，可采用辊涂、刷涂等方式，工艺简单，效率高。CN101259461公开了一种亲水铝箔的制备方法，其方法是采用辊涂的方式在铝箔表面依次涂覆防蚀涂料和亲水涂料。CN101892000A公开了一种涂覆于铝箔上成膜性好、附着力强的防霉亲水涂料。CN101942259A公开了一种底面合一亲水铝箔涂料及其工艺，通过辊涂的方式将涂料涂覆在铝箔表面。
目前市面上的亲水涂料产品绝大多数是也是针对铝箔进行亲水化处理的。
而要对成型后的热交换器进行整体亲水化处理与铝箔的亲水化处理存在很多差异，对用于其亲水处理的涂料组合物也有着不同的要求。首先，涂料的涂覆工艺有很大区别，对成型件的处理不可能采用辊涂等方式，只能采用浸涂、喷涂等方式，要求涂料能够适应相应的施工方式；其次，涂层固化条件的差异，由于换热器成型件的导热效率显然不如薄片铝箔，在相同温度下其表面涂层的固化需要更长时间，而且各个部位的受热情况不同，因此要求涂层的固化条件窗口和耐热性更好。再次，平行流热交换器的翅片和集管表面涂敷有钎料和钎剂，粗糙度和表面情况跟普通铝箔有较大区别，因而对表面涂层的性能要求也就不同。
所以用来对平行流热交换器进行亲水化处理的涂料与处理铝箔的涂料存在较大差异，目前市面上的涂料在其施工适应性、性能等方面很难满足要求。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物。
本发明另一目的在于提供一种上述用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物的制备方法。
本发明再一目的在于提供上述用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物在空调平行流热交换器表面亲水化处理中的应用。将该组合物用于热交换器的亲水化处理后可赋予其长效耐腐蚀性和持久亲水性，提升热交换器的换热效率、降低能效比、加快冷凝水排水速度。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物，包含涂料A和涂料B。
涂料A为底涂涂料，提供耐腐蚀性，以及底涂涂层与基材的附着力、底涂涂层与面涂涂层的层间附着力；
涂料B为面涂涂料，提供亲水性。
涂料A为无机物为主要成分的无机体系A-1或以有机物为主要成分的有机体系A-2。
所述的无机体系A-1包含以下质量分数的组分：
Figure BDA0000402005910000041
其余为水。
所述的有机体系A-2包含以下质量分数的组分：
Figure BDA0000402005910000042
其余为水。
在本发明中，A-1和A-2均可在金属材料表面形成一层保护层，主要起到对金属材料的保护作用，提高耐化学品和耐腐蚀性能，同时在其所形成的保护层上涂覆涂料B时，可提供对涂料B所形成涂层的附着作用。
所述的过渡金属化合物指钛、锆、铈或铬的氢氧化物、卤化物及其盐、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、醋酸盐和碳酸盐中的至少一种。
优选地，所述的过渡金属化合物指四氯化钛、氟钛酸、氟钛酸钠、氟钛酸钾、氟钛酸铵、硝酸钛、硫酸钛、硫酸氧钛、磷酸钛、磷酸氧钛钾、氢氧化锆、氧氯化锆、氟锆酸、氟锆酸钾、氟锆酸钠、氟锆酸铵、硝酸锆、硫酸锆、磷酸锆、醋酸锆、碳酸锆、碳酸锆铵、氢氧化铈、氯化铈、硝酸铈、硝酸铈铵、硫酸铈、硫酸铈铵、硫酸高铈、磷酸铈、醋酸铈、碳酸铈、三氧化二铬、氢氧化铬、氯化铬、氟化铬、硝酸铬、硫酸铬、磷酸铬、醋酸铬和碳酸铬中的至少一种。
过渡金属化合物是用于在金属材料表面形成含有过渡金属的化学转换覆膜层而配合的物质，并且在将本发明的无机体系A-1与金属材料接触时，可以使含有过渡金属的氧化物和/或氢氧化物的化学转换覆膜层析出至金属材料表面。
所述的水溶性或水分散性聚合物指聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯胺、聚烯丙胺、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、壳聚糖、阳离子型丙烯酸树脂、阳离子型聚氨酯树脂和非离子型聚氨酯树脂中的至少一种。
所述的无机酸及盐指氢氟酸、氟化氢铵、氟化氢钠、氟化氢钾、硫酸、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵、硫酸氢钠、硝酸、硝酸钠、硝酸钾和硝酸铵中的至少一种。
所述的有机酸及盐指丙二酸、柠檬酸、柠檬酸钠、草酸、酒石酸和酒石酸钠中的至少一种。
所述的含磷酸基团化合物为磷酸、焦磷酸、磷酸盐和有机磷酸中的至少一种。
所述的成膜助剂指醇和醚中的至少一种。
优选地，所述的成膜助剂指乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单***、乙二醇单丁醚、丙二醇、丙二醇单甲醚和丙三醇中的至少一种。
所述的表面活性剂指含氟表面活性剂和含硅表面活性剂中的至少一种。
优选地，所述的表面活性剂指非离子型氟碳表面活性剂、阴离子型氟碳表面活性剂、阳离子型氟碳表面活性剂、两性氟碳表面活性剂、阴离子型硅表面活性剂、阳离子型硅表面活性剂和非离子型硅表面活性剂中的至少一种。
所述无机体系A-1的制备方法为先将过渡金属化合物溶于水或分散于水，然后依次加入水溶性或水分散性聚合物、无机酸及盐、有机酸及盐、含磷酸基团化合物、成膜助剂和表面活性剂并搅拌均匀，得到无机体系A-1。
所述的成膜树脂指丙烯酸树脂、环氧改性丙烯酸树脂、环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、聚酯树脂、磷酸酯改性的聚酯树脂、磺化聚酯树脂和酚醛树脂中的至少一种。
所述的丙烯酸树脂的包括如下质量比的组分：
单体          5～80%
引发剂        0.1～5%
其余为溶剂。
所述的单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、顺丁烯二酸酐、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酸酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、二甲基苯乙烯和二乙烯基苯中的至少一种。
所述的引发剂包括过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、硫代硫酸钠、偶氮二异丁腈、4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)、偶氮二异丁脒盐酸盐和过氧化苯甲酰中的至少一种。
所述的溶剂包括水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、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至少一种。
所述的丙烯酸树脂的制备过程为：将单体混合均匀，加入引发剂得到混合物；在反应釜中加入溶剂，升温到60～90℃回流，滴加上述混合物，1～5小时内滴加完毕，保温2～6小时后降温出料。
所述的中和剂指氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、一乙胺、二乙胺、三乙胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺和N,N-二乙基乙醇胺中的至少一种。
所述的固化剂指氨基树脂和封闭型异氰酸酯树脂中的至少一种。
所述的催化剂为磺酸类催化剂、金属离子类催化剂和磷酸类催化剂中的至少一种。
所述的流平剂为有机硅类、丙烯酸酯类、聚氨酯类、氟碳类和聚醚类的至少一种。
所述的消泡剂为硅油、聚醚、高级醇、植物油和矿物油中的至少一种。
所述有机体系A-2的制备方法为将成膜树脂，中和剂、固化剂、催化剂、流平剂、消泡剂和水依次混合并搅拌均匀，即得到有机体系A-2。
涂料B指以无机物为主要成分的无机体系B-1或以有机物为主要成分的有机体系B-2。
所述的无机体系B-1包含以下质量分数的组分：
Figure BDA0000402005910000071
其余为水。
所述的有机体系B-2包含以下质量分数的组分：
Figure BDA0000402005910000072
其余为水。
所述的无机亲水材料指分子筛、硅胶粉、二氧化硅粉、气相二氧化硅、氧化硅溶胶、水玻璃、钛溶胶、二氧化钛粉、氧化锌粉和铈化合物粉体中的至少一种。
所述的水溶性聚合物指丙烯酸均聚物、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、海藻酸钠和聚乙烯醇中的至少一种。
所述的偶联剂指钛酸酯偶联剂、锆偶联剂、硅偶联剂、铝偶联剂和复合偶联剂中的至少一种。
所述的其他助剂指分散剂、润湿剂、消泡剂和抑泡剂中的至少一种。
所述无机体系B-1的制备方法为先将水溶性聚合物溶解在水中，高速分散下依次加入无机亲水材料、偶联剂和其他助剂，得到无机体系B-1。
所述的有机树脂指丙烯酸聚合物、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、海藻酸钠、羟乙基纤维素、黄原胶和淀粉中的至少一种。
所述的丙烯酸聚合物包含以下质量分数的组分：
其余为水。
所述水溶性单体指丙烯酸、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-二甲基氯化铵和甲基丙烯酰氧乙基-邻氯苄基-二甲基氯化铵中的至少一种。
所述的溶剂指水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、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至少一种。
所述的引发剂指过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、硫代硫酸钠、偶氮二异丁腈、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。
所述的中和剂指氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、一乙胺、二乙胺、三乙胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺和N,N-二乙基乙醇胺中的至少一种。
所述的丙烯酸聚合物的制备过程为：40～80℃搅拌下，往水溶性单体中加入溶剂和引发剂，1～3小时内滴加完毕，升温到50～90℃保温2～5小时，降温出料，得到丙烯酸聚合物。
优选地，所述的丙烯酸聚合物指丙烯酸与其他单体的聚合物、丙烯酸树脂或丙烯酰胺树脂。
所述的固化剂指氨基树脂和脲醛树脂中的至少一种。
所述的催化剂指磺酸类催化剂、金属离子类催化剂和磷酸类催化剂中的至少一种。
所述的偶联剂指钛酸酯偶联剂、锆偶联剂和铝偶联剂中的至少一种。
所述的其他助剂包含帮助提升附着力的助剂、帮助消泡的助剂中的至少一种。
所述有机体系B-2的制备方法为将水、有机树脂、固化剂、催化剂、偶联剂、其他助剂依次混合均匀，即得有机体系B-2。
上述用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物在空调平行流热交换器表面亲水化处理中的应用，由以下方法实现：将用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物以浸涂、淋涂或喷涂的方式依次分别涂覆在热交换器工件的表面，并依次烘烤固化。
所述的依次分别涂覆指先涂覆涂料A，烘烤固化后，再涂覆涂料B再次烘烤固化。
所述的烘烤固化条件为在100～400℃下烘烤1～20min。
本发明的机理为：涂料A涂覆层提供对基材的保护作用，对基材的附着力，以及对涂料B涂覆层的附着力。涂料B的涂覆层提供亲水性。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
（1）本发明提供的涂料组合物对平行流热交换器进行亲水化处理，可赋予热交换器的持久亲水性。其对浸涂、喷涂、淋涂等施工方式适应性强，形成的涂层亲水性能优异、附着力好，长久有效。
（2）与市面上的产品相比，本发明提供的涂料对于浸涂、喷涂、淋涂的工艺适应性强，涂层耐腐蚀性好，能大大提升换热器使用寿命；亲水性更加优异、更持久，附着力好，换热器运行过程中翅片间不会出现水滴架桥现象。
附图说明
图1为亲水化处理工艺流程图。
图2为亲水化处理后涂层结构示意图，其中，1为涂料B层，2为涂料A层，3为工件。
具体实施方式
下面结合实施例和附图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。
实施例1
涂料A由以下组分组成（单位为g）：
Figure BDA0000402005910000101
以上组分总量为100。
丙烯酸树脂由以下组分按质量百分比组成
单体          80
偶氮二异丁腈  5
混合溶剂      15
丙烯酸树脂的制备过程如下：将单体（甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯按质量比2:3:3:2的比例）混合均匀，加入偶氮二异丁腈混合，得到混合物；在反应釜中加入丁醇、乙二醇丁醚、异丙醇的混合溶剂（混合质量比为3:5:2），升温到80℃回流，滴加上述混合物，2小时内滴加完毕，保温3小时后降温出料，树脂固含48%；
涂料A的制备过程如下：取丙烯酸树脂，加入水和三乙胺后搅拌成pH为8.2的液体，加入全甲醚化氨基树脂与十二烷基苯磺酸氨，最后加入流平剂BYK-347、消泡剂DC-65混合均匀后，即成涂料A，固含为16%。
涂料B由以下组分组成（单位为g）：
有机树脂              50
钛酸酯偶联剂TMC-311W  2.5
水                    余量
以上组分总量为100。
有机树脂的制备过程为：将单体丙烯酸、甲基丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺按质量比4:2:2:2的比例混合均匀，得到单体混合物；反应釜中加入乙醇、乙二醇单丁醚、水的混合液（混合质量比2:1:7），加入硫代硫酸铵的水溶液（浓度20%），搅拌下升温到50℃滴加上述单体混合物，1小时内滴加完毕，升温到60℃保温3小时降温出料，树脂固含为15%；
涂料B的制备过程为：取有机树脂，加入钛酸酯偶联剂（TMC-311W，安徽天长绿色化工助剂厂），混合均匀后即成固含为10%的涂料B。
对工件进行亲水化处理，工艺流程见图1。将平行流换热器工件用市售脱脂液（汉高）脱脂清洗后烘干冷却备用。
取脱脂后的换热器工件，用高压空气喷涂的方式喷涂涂料A到工件翅片表面，放入温度为180℃的烘箱烘烤10min后取出冷却；用高压空气喷涂的方式喷涂涂料B到已涂布涂料A的工件翅片表面，然后放入温度为150℃的烘箱烘烤12min，取出冷却，即完成施工，涂层结构见图2。
对该工件进行中性盐雾测试500h，换热器无腐蚀或变色；亲水性较好，初期水滴接触角<15°，能效比高于未处理的换热器。
实施例2
涂料A由以下组分组成（单位为g）：
Figure BDA0000402005910000111
Figure BDA0000402005910000121
以上组分总量为100。
丙烯酸树脂由以下组分组成（单位为g）：
单体               30
过氧化苯甲酰       1.5
正丁醇             余量
以上组分总量为100。
丙烯酸树脂的制备过程如下：涂料A的制备：将单体丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯按6:2:2的质量比混合，加入过氧化苯甲酰继续混合均匀；在反应釜中加入正丁醇，升温到110℃回流，滴加上述单体与引发剂的混合物，3小时均匀滴加完毕，在110℃保温3小时后降温到70℃减压蒸馏1小时，冷却出料，树脂固含30%；
涂料A的制备过程如下：取丙烯酸树脂，加入全甲醚化氨基树脂与十二烷基苯磺酸氨，最后加入润湿剂AQ3000（美国氰特）、消泡剂VXW-4909(美国氰特)混合均匀后，即成涂料A，固含为14%。
涂料B由以下组分组成（单位为g）：
Figure BDA0000402005910000122
以上组分总量为100。
涂料B的制备过程为：将聚丙烯酸钠分散剂加入水中配成3%的溶液，加入活化的3A分子筛分散均匀成40%的分散液，取分散液，加入3%的聚氧化乙烯（分子量10万）10%浓度的水溶液，加入3%海藻酸钠（分子量6万）搅拌均匀，最后加入0.2%碱性硅溶胶（粒径30～40nm），高速搅拌分散30min，加入0.2%消泡剂W-082（台湾德谦）继续搅拌10min制成固含为35%的分散液。
将平行流换热器工件用市售脱脂液（汉高）脱脂清洗后烘干冷却备用。
施工工艺：取脱脂后的换热器工件，用浸涂的方式，将工件浸泡到涂料A中，取出进行离心甩干，放入温度为200℃的烘箱烘烤6min后取出冷却；继续将换热器浸泡到涂料B中，取出离心甩干后放入温度为310℃的烘箱烘烤4min，取出冷却，即完成施工。
对该工件进行中性盐雾测试500h，换热器无腐蚀或变色；亲水性较好，初期水滴接触角<10°，能效比高于未处理的换热器。
实施例3
涂料A由以下组分组成（单位为g）：
以上组分总量为100。
涂料A的制备：将CrCl3溶于水配制成10%的溶液，加入0.01g酒石酸、0.1g磷酸、3g乙二醇单丁醚，4g乙醇，1g氢氟酸（40%），以及0.3g的氟表面活性剂F-1157，余量的水，最后加入12g非离子聚氨酯树脂PUD-1110（35%，上海思盛聚合物材料有限公司），搅拌均匀后备用。
涂料B由以下组分组成（单位为g）：
Figure BDA0000402005910000141
以上组分总量为100。
有机树脂由以下组分组成（单位为g）：
Figure BDA0000402005910000142
有机树脂的制备过程为：将单体丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺按6:3:1（质量比）的比例混合均匀；反应釜中加入水和2%硫代硫酸铵的水溶液（浓度20%），搅拌下升温到50℃滴加单体混合物，1小时内滴加完毕，加入三乙胺，升温到60℃保温3小时降温出料，树脂固含为15%
涂料B的制备过程为：取有机树脂、乙二醇单丁醚、乙醇、水、三乙胺混合均匀（混合质量比6:1:3:0.4），加入十二烷基硫酸钠，聚氧乙烯醚OP-25，混合均匀后成固含为10%的涂料B。
将平行流换热器工件用市售脱脂液（汉高）脱脂清洗后烘干冷却备用。
施工工艺：取脱脂后的换热器工件，用浸涂的方式，将工件浸泡到涂料A中，取出进行离心甩干，放入温度为100℃的烘箱烘烤4min后取出冷却；继续将换热器浸泡到涂料B中，取出离心甩干后放入温度为230℃的烘箱烘烤5min，取出冷却，即完成施工。
对该工件进行中性盐雾测试500h，换热器无腐蚀或变色；亲水性较好，初期水滴接触角<10°，能效比高于未处理的换热器。
实施例4
Figure BDA0000402005910000151
以上组分总量为100。
涂料A的制备过程为：将氟锆酸铵溶于水配制成10%的溶液，加入0.5g异丙醇，10g乙醇，3g氢氟酸（40%），1g硝酸（65%）以及2g酸性硅溶胶（20～30nm），0.05g氟－硅表面活性剂FY-F522（广州氟缘硅科技有限公司）和余量的水，搅拌均匀后备用。
涂料B由以下组分组成（单位为g）：
Figure BDA0000402005910000152
以上组分总量为100。
涂料B的制备：将分散剂BYK-154加入水中配成质量浓度为2.5%的溶液，加入硅胶粉（500～800目，青岛海立信精细硅胶化工有限公司）分散均匀成分散液，取分散液，加入聚丙烯酸（分子量10～15万，预先用氨水中和到ph=7～7.5，质量浓度为30%浓度的水溶液），高速搅拌分散30min，加入消泡剂BYK-019（德国毕克）与适量水继续搅拌20min制成固含为30%的分散液。
将平行流换热器工件用市售脱脂液（汉高）脱脂清洗后烘干冷却备用。
施工工艺：用高压空气喷涂的方式喷涂涂料A到工件翅片表面，放入温度为120℃的烘箱烘烤20min后取出冷却；用高压空气喷涂的方式喷涂涂料B到已涂布涂料A的工件翅片表面，然后放入温度为120℃的烘箱烘烤20min，取出冷却，即完成施工。
对该工件进行中性盐雾测试500h，换热器无腐蚀或变色；亲水性较好，初期水滴接触角<10°，能效比高于未处理的换热器。
实施例5
涂料A由以下组分组成（单位为g）：
Figure BDA0000402005910000161
以上组分总量为100。
涂料A的制备：将丁醇与乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚按2:1:7（质量比）的比例混合均匀，加入等量（质量比）的部分醚化氨基树脂，2%（质量百分数）的催干剂SC-1（广州恒东化工产品有限公司），0.23%（质量百分数）的三乙醇胺，再加入0.01%（质量百分数）的AQ3000和0.1%（质量百分数）消泡剂Silok－4800（广州斯洛柯化学有限公司）混合均匀后，加入3倍的水稀释混合均匀，加入环氧树脂乳液（牌号W-641，上海新华树脂厂），即成涂料A，固含为20%。
涂料B由以下组分组成（单位为g）：
Figure BDA0000402005910000171
涂料B的制备：将单体丙烯酸、丙烯酸甲酯、N-羟甲基丙烯酰胺按4:2:4（质量比）的比例混合均匀，反应釜中加入过硫酸钾的5%水溶液和乙醇（比例8:2（质量比）混合均匀，升温到70℃回流，开始滴加上述单体混合物，在3小时内均匀滴加完成，加入氨水中和到PH＝7.5～8，冷却，制得固含为13%的有机树脂。将有机树脂加入水中混合均匀（树脂：水＝1:1），在搅拌的条件下加入4A分子筛粉体（500目，艾特利新型材料有限公司）分散均匀成38%（质量百分数）的分散液，高速搅拌的条件下加入6%（质量百分数）的钛溶胶（粒径10～20nm，无锡拓博达钛白制品有限公司），继续高速搅拌分散30min，加入0.05%（质量百分数）消泡剂NPX(（广州恒宇化工有限公司），继续搅拌10min制成固含为36%的分散液。
将平行流换热器工件用市售脱脂液（汉高）脱脂清洗后烘干冷却备用。
施工工艺：取脱脂后的换热器工件，用浸涂的方式，将工件浸泡到涂料A中，取出进行离心甩干，放入温度为350℃的烘箱烘烤5min后取出冷却；继续将换热器浸泡到涂料B中，取出离心甩干后放入温度为350℃的烘箱烘烤4min，取出冷却，即完成施工。
对该工件进行中性盐雾测试500h，换热器无腐蚀或变色；亲水性较好，初期水滴接触角<10°，能效比高于未处理的换热器。
实施例6
涂料A由以下组分组成（单位为g）：
Figure BDA0000402005910000172
以上组分总量为100。
涂料A的制备：取聚丙烯酸，水、醋酸铈、丙二酸依次混合即成涂料A，固含为10%。
涂料B由以下组分组成（单位为g）：
Figure BDA0000402005910000182
以上组分总量为100。
有机树脂由以下组分组成（单位为g）：
单体                          15
2,2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐  0.5
溶剂                          余量
水
有机树脂的制备过程为：将单体丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯基苯磺酸钠、N-羟乙基丙烯酰胺按5:1:2:2（质量比）的比例混合均匀；反应釜中加入叔丁醇、乙二醇单丁醚、水的混合液（混合比例1:1:8（质量比）），加入5%（质量百分数）的2,2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐的水溶液（浓度10%），搅拌下升温到60℃滴加单体混合物，2小时内滴加完毕，升温到80℃保温2小时降温出料，树脂固含为15%；取树脂、丙二醇甲醚、水、三乙胺混合均匀（混合比例6:0.5:2.5:1（质量比）），加入2.5%（质量百分数）钛酸酯偶联剂（T-131，扬州立达树脂有限公司），混合均匀后即成固含为10%的涂料B。
将平行流换热器工件用市售脱脂液（汉高）脱脂清洗后烘干冷却备用。
施工工艺：取脱脂后的换热器工件，用浸涂涂的方式将工件浸入涂料A中，取出后甩干，放入温度为100℃的烘箱烘烤10min后取出冷却；用高压空气喷涂的方式喷涂涂料B到已涂布涂料A的工件翅片表面，然后放入温度为150℃的烘箱烘烤10min，取出冷却，即完成施工。
对该工件进行中性盐雾测试500h，换热器无腐蚀或变色；亲水性较好，初期水滴接触角<15°，能效比高于未处理的换热器。
实施例7
在实施例4基础上，用氟钛酸铵等量替代氟锆酸铵，用PVP-K30等量替代非离子聚氨酯树脂PUD-1110，其余条件不变，制备涂料并对器件进行亲水化处理。
对该工件进行中性盐雾测试500h，换热器无腐蚀或变色；亲水性较好，初期水滴接触角<10°，能效比高于未处理的换热器。
实施例8
在实施例6基础上，用羟乙基纤维素等量替代聚丙烯酰胺，其余条件不变，制备涂料并对器件进行亲水化处理。
对该工件进行中性盐雾测试500h，换热器无腐蚀或变色；亲水性较好，初期水滴接触角<15°，能效比高于未处理的换热器。
实施例9
在实施例6基础上，用聚烯丙胺等量替代聚丙烯酰胺，其余条件不变，制备涂料并对器件进行亲水化处理。
对该工件进行中性盐雾测试500h，换热器无腐蚀或变色；亲水性较好，初期水滴接触角<15°，能效比高于未处理的换热器。
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)

1.一种用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物，其特征在于包含涂料A和涂料B；
涂料A指无机体系A-1或有机体系A-2；
涂料B指无机体系B-1或有机体系B-2；
所述的无机体系A-1包含以下质量分数的组分：
Figure FDA0000402005900000011
其余为水；
所述的有机体系A-2包含以下质量分数的组分：
Figure FDA0000402005900000012
其余为水；
所述的无机体系B-1包含以下质量分数的组分：
Figure FDA0000402005900000013
其余为水；
所述的有机体系B-2包含以下质量分数的组分：
Figure FDA0000402005900000021
2.根据权利要求1所述的用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物，其特征在于：无机体系A-1的组分中所述的过渡金属化合物指钛、锆、铈或铬的氢氧化物、卤化物及其盐、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、醋酸盐和碳酸盐中的至少一种；
所述的水溶性或水分散性聚合物指聚乙烯胺、聚丙烯酰胺、聚烯丙胺、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、壳聚糖、阳离子型丙烯酸树脂、阳离子型聚氨酯树脂和非离子型聚氨酯树脂中的至少一种；
所述的无机酸及盐指氢氟酸、氟化氢铵、氟化氢钠、氟化氢钾、硫酸、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵、硫酸氢钠、硝酸、硝酸钠、硝酸钾和硝酸铵中的至少一种；
所述的有机酸及盐指丙二酸、柠檬酸、柠檬酸钠、草酸、酒石酸和酒石酸钠中的至少一种；
所述的含磷酸基团化合物指磷酸、焦磷酸、磷酸盐和有机磷酸中的至少一种；
所述的成膜助剂指醇和醚中的至少一种；
所述的表面活性剂指含氟表面活性剂和含硅表面活性剂中的至少一种；
有机体系A-2组分中所述的成膜树脂指丙烯酸树脂、环氧改性丙烯酸树脂、环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、聚酯树脂、磷酸酯改性的聚酯树脂、磺化聚酯树脂和酚醛树脂中的至少一种；
所述的中和剂指氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、一乙胺、二乙胺、三乙胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺和N,N-二乙基乙醇胺中的至少一种；
所述的固化剂指氨基树脂和封闭型异氰酸酯树脂中的至少一种；
所述的催化剂指磺酸类催化剂、金属离子类催化剂和磷酸类催化剂中的至少一种；
所述的流平剂指有机硅类、丙烯酸酯类、聚氨酯类、氟碳类和聚醚类的至少一种；
所述的消泡剂指硅油、聚醚、高级醇、植物油和矿物油中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物，其特征在于：所述无机体系A-1由以下方法制备得到：将过渡金属化合物溶于水或分散于水，然后依次加入水溶性或水分散性聚合物、无机酸及盐、有机酸及盐、含磷酸基团化合物、成膜助剂和表面活性剂并搅拌均匀，得到无机体系A-1；
所述有机体系A-2由以下方法制备得到：将成膜树脂、中和剂、固化剂、催化剂、流平剂、消泡剂和水依次混合并搅拌均匀，得到有机体系A-2。
4.根据权利要求1所述的用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物，其特征在于：无机体系A-1组分中所述的过渡金属化合物指四氯化钛、氟钛酸、氟钛酸钠、氟钛酸钾、氟钛酸铵、硝酸钛、硫酸钛、硫酸氧钛、磷酸钛、磷酸氧钛钾、氢氧化锆、氧氯化锆、氟锆酸、氟锆酸钾、氟锆酸钠、氟锆酸铵、硝酸锆、硫酸锆、磷酸锆、醋酸锆、碳酸锆、碳酸锆铵、氢氧化铈、氯化铈、硝酸铈、硝酸铈铵、硫酸铈、硫酸铈铵、硫酸高铈、磷酸铈、醋酸铈、碳酸铈、三氧化二铬、氢氧化铬、氯化铬、氟化铬、硝酸铬、硫酸铬、磷酸铬、醋酸铬和碳酸铬中的至少一种；
所述的成膜助剂指乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单***、乙二醇单丁醚、丙二醇、丙二醇单甲醚和丙三醇中的至少一种；
所述的表面活性剂指非离子型氟碳表面活性剂、阴离子型氟碳表面活性剂、阳离子型氟碳表面活性剂、两性氟碳表面活性剂、阴离子型硅表面活性剂、阳离子型硅表面活性剂和非离子型硅表面活性剂中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物，其特征在于：所述用于作为成膜树脂的丙烯酸树脂包括如下质量比的组分：
单体          5～80%
引发剂        0.1～5%
其余为溶剂；
所述的单体指丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、顺丁烯二酸酐、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酸酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、二甲基苯乙烯和二乙烯基苯中的至少一种；
所述的引发剂指过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、硫代硫酸钠、偶氮二异丁腈、4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)、偶氮二异丁脒盐酸盐和过氧化苯甲酰中的至少一种；
所述的溶剂指水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、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至少一种；
所述的丙烯酸树脂的制备过程为：将单体混合均匀，加入引发剂得到混合物；在反应釜中加入溶剂，升温到60～90℃回流，滴加上述混合物，1～5小时内滴加完毕，保温2～6小时后降温出料。
6.根据权利要求1所述的用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物，其特征在于：无机体系B-1中所述的无机亲水材料指分子筛、硅胶粉、二氧化硅粉、气相二氧化硅、氧化硅溶胶、水玻璃、钛溶胶、二氧化钛粉、氧化锌粉和铈化合物粉体中的至少一种；
所述的水溶性聚合物指丙烯酸均聚物、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、海藻酸钠和聚乙烯醇中的至少一种；
所述的偶联剂指钛酸酯偶联剂、锆偶联剂、硅偶联剂、铝偶联剂和复合偶联剂中的至少一种；
所述的其他助剂指分散剂、润湿剂、消泡剂和抑泡剂中的至少一种；
有机体系B-2组分中所述的有机树脂指丙烯酸聚合物、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、海藻酸钠、羟乙基纤维素、黄原胶和淀粉中的至少一种；
所述的固化剂指氨基树脂和脲醛树脂中的至少一种；
所述的催化剂指磺酸类催化剂、金属离子类催化剂和磷酸类催化剂中的至少一种；
所述的偶联剂指钛酸酯偶联剂、锆偶联剂和铝偶联剂中的至少一种；
所述的其他助剂指提升附着力的助剂、帮助消泡的助剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物，其特征在于：所述无机体系B-1由以下方法制备得到：将水溶性聚合物溶解在水中，高速分散下依次加入无机亲水材料、偶联剂和其他助剂，得到无机体系B-1；
所述有机体系B-2由以下方法制备得到：将水、有机树脂、固化剂、催化剂、偶联剂和其他助剂依次混合均匀，得有机体系B-2。
8.根据权利要求6所述的用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物，其特征在于：所述的丙烯酸聚合物包含以下质量分数的组分：
Figure FDA0000402005900000051
其余为水；
所述的水溶性单体指丙烯酸、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-二甲基氯化铵和甲基丙烯酰氧乙基-邻氯苄基-二甲基氯化铵中的至少一种；
所述的溶剂指水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、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至少一种；
所述的引发剂指过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、硫代硫酸钠、偶氮二异丁腈、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；
所述的中和剂指氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、一乙胺、二乙胺、三乙胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺和N,N-二乙基乙醇胺中的至少一种；
所述丙烯酸聚合物的制备过程为：40～80℃搅拌下，往水溶性单体中加入溶剂和引发剂，1～3小时内滴加完毕，升温到50～90℃保温2～5小时，降温出料，得到丙烯酸聚合物；
所述的丙烯酸聚合物指丙烯酸与其他单体的聚合物、丙烯酸树脂或丙烯酰胺树脂。
9.根据权利要求1～8任一项所述的用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物在空调平行流热交换器表面亲水化处理中的应用，其特征在于由以下方法实现：将用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物以浸涂、淋涂或喷涂的方式依次分别涂覆在热交换器工件的表面，并依次烘烤固化。
10.根据权利要求9所述的用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物在空调平行流热交换器表面亲水化处理中的应用，其特征在于：所述的依次分别涂覆指先涂覆涂料A，烘烤固化后，再涂覆涂料B再次烘烤固化；所述的烘烤固化条件为在100～400℃下烘烤1～20min。
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