CN1395606A - 亲水化处理剂、亲水化处理液及亲水化处理方法 - Google Patents

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Abstract

通过含有N－乙烯基乙醯胺(vinylacetoamide)与具有COOX基(式中，X为氢原子、碱金属原子或铵盐)的聚合性单量体间共聚物的亲水性聚合物(a)、水溶性尿烷树脂(b)、及无机二氧化硅(silica)(c)的亲水化处理剂，赋予金属材料表面亲水性及耐蚀性。

Description

亲水化处理剂、亲水化处理液及亲水化处理方法
技术领域
本发明是一种有关将铝、铝合金、铜、铜合金、不锈钢等作为原材时金属材料的表面，特别是用在做热交换器时，能赋予这些材料表面优越的亲水性及高耐蚀性的新颖性亲水化处理剂、亲水化处理液及亲水化处理方法。
背景技术
一般来说，大多数使用金属材料例如含铝金属材料所形成的热交换器，为了提高放热或冷却效果，通常会将放热部及冷却部的表面积尽可能地加大设计，且为达到小型化还会将散热片之间隔极度缩小；因此，在运转蒸发器时大气中的水分会凝聚在散热片表面，当散热片表面缺乏亲水性时，在散热片间就会由水滴引起交联现象，进而增大通气阻力降低热交换效率，并且还会产生电力耗损、噪音及空气下流处水滴飞散等问题。
为了防止以上的问题发生进而提出并实施了许多方法，例如在热交换器的散热片的表面进行亲水化处理，用来防止水滴形成交联作用，提高湿水性等方法。
赋予金属材料表面亲水性的方法，大概可分为在无机化合物，特别是二氧化硅微粒子中附加或添加有机高分子的有机-无机复合型、及不含二氧化硅，而主要由有机高分子所构成的有机型等2大类。
适用于前者有机-无机复合型的热交换器，例如特公平7-109355号公报中揭示出一种在以铝形成的管及散热片所构成的热交换器中，在形成该管及散热片的局部或全部表面形成的皮膜，至少其表面是由含硅烷醇基(-SiOH)的化合物及聚乙烯吡咯烷酮所构成的皮膜的铝制热交换器；该皮膜初期的亲水性虽良好，但由于缺乏耐水溶解性，时间一久即无法维持其亲水性，又尚有臭气性或散热片成型时的润滑性等问题。
又，特开平8-60031号公报中揭示出一种含有水分散性二氧化硅(A)、水性聚尿烷树脂(B)、及水性嵌段化(block)尿烷预聚体(C)的热交换器用亲水化处理剂、以及该剂所使用的亲水化处理方法；但，该方法所形成的皮膜的亲水持续性并不充分。
接着，后者的有机型，例如特开平4-366182号公报中揭示出一种含有以固形分换算(a)聚合度为50～1000的聚乙烯硅烷酮0.5～6重量分、及(b)碱化度在80％以上且聚合度为100～1000的聚乙烯乙醇1～10重量分，而(a)/[(a)+(b)]在0.1～0.9范围内的亲水性表面处理剂、及其使用的亲水性表面处理浴、亲水性表面处理方法；但，由该处理剂所形成的皮膜，其耐蚀性、耐水溶解性不够充分。
又，有机型中能改善亲水性、耐蚀性及臭气性的，例如特开平6-322552号公报中揭示出一种相对于以固形分换算由羧甲基纤维素的钠盐及/或钾盐5～25重量分、羧甲基纤维素的铵盐25～50重量分、及N-羟甲基丙烯酸醯25～70重量分所构成的成分合计量100重量分，含有聚丙烯酸5～50重量分及聚环氧乙烯5～50重量分的亲水性表面处理剂、其使用的亲水性表面处理浴、铝材的表面处理方法；再者，虽也揭示出含有0.6～9重量分锆化合物(作为锆)的，但以该方法所形成的皮膜，其亲水持续性较差。
像这种能赋予热交换器良好的亲水持续性及耐蚀性的亲水化处理剂，迄今仍尚未确立。
本发明即为解决公知技术既存的上述问题点所思及的，具体来说是以提供一种能赋予以铝、铝合金、铜、铜合金、不锈钢等作为原材的金属材料表面亲水性及高耐蚀性的亲水化处理剂、亲水化处理亦及亲水化处理方法为目的。
发明内容
本案发明者针对解决前述公知技术既存问题的方法进行深入检讨，结果发现使用包含具有N-乙烯基乙醯胺及COOX基(式中，X为氢原子、碱金属原子或铵盐)的聚合性单量体及共聚物的亲水性聚合物、水溶性尿烷树脂及无机二氧化硅的亲水化处理剂或亲水化处理液，即可在金属材料表面形成具有优越亲水性及耐蚀性的皮膜，进而完成本发明。
也就是，本发明的高耐蚀性亲水化处理剂特征在于包含N-乙烯基乙醯胺及具有COOX基(式中，X为氢原子、碱金属原子或铵盐)的聚合性单量体及共聚物的亲水性聚合物(a)、水溶性尿烷树脂(b)及无机二氧化硅(c)作为必须成分。前述亲水性聚合物(a)中的N-乙烯基乙醯胺与具有COOX基(式中，X为氢原子、碱金属原子或铵盐)的聚合性单量体的重量比以95∶5～20∶80的范围内为理想；前述水溶性尿烷树脂(b)以具有在分子中嵌段化的异氰酸酯基的热反应型脂肪族尿烷树脂为理想；又，前述无机二氧化硅(c)以粒子径1～200nm的水分散凝集胶体二氧化硅为理想；再者，以含有由防菌、防霉剂、界面活性剂及交联剂组成群中选出至少一种添加剂为理想。又，相对于前述亲水性聚合物(a)100重量分，水溶性尿烷树脂(b)以10～1000重量分、无机二氧化硅(c)以10～1000重量分的重量比来配合较为理想；接着，本发明的亲水化处理液以含有前述亲水化处理剂1～100g/L的浓度为特征，又，本发明的亲水化处理方法的特征是将亲水化处理剂或亲水化处理液附着于金属材料的表面，使其干燥后形成亲水化皮膜。
具体实施方式
本发明的亲水化处理剂或亲水化处理液中作为必须成分的亲水性聚合物(a)，具有赋予亲水持续性的作用及抑制异臭产生的作用；该亲水性聚合物(a)中，与N-乙烯基乙醯胺共聚合的聚合性单量体，只要是具有COOX基(式中，X为氢原子、碱金属原子或铵盐)的聚合性有机酸即可并无特别限制，例如衣康酸、马来酸、马来酸酐、丁烯酸、丙烯酸(甲基)丙烯酸、或其盐等，其中又以丙烯酸、(甲基)丙烯酸、或其盐为宜，特别是丙烯酸/或其碱金属盐或铵盐从耐水解性等观点来看较适宜；这些化合物例如有丙烯酸、丙烯酸钠、丙烯酸钾、丙烯酸铵，可使用一种或两种以上的化合物。
又，N-乙烯基乙醯胺及具有COOX基(式中，X为氢原子、碱金属原子或铵盐)的聚合性单量体及共聚物的亲水性聚合物(a)中，N-乙烯基乙醯胺与聚合性单量体的重量比以95∶5～20∶80为宜，更佳为90∶10～30∶70，再更理想为70∶30～50∶50；该重量比若不满95∶5，形成的亲水化皮膜的耐水溶解性不良，相反的若超过20∶80，亲水持续性则低下。
本发明的亲水化处理剂或亲水化处理液中作为必须成分的水溶性尿烷树脂(b)，在形成的亲水化皮膜中可使用无机二氧化硅(c)用以固定，也就是，水溶性尿烷树脂(b)在亲水化皮膜中担任结合剂的角色，用来抑制硅微粒子的飞散，确保长期性的优良亲水性、耐水溶解性、臭气性等，又，由于尿烷树脂的柔软特性而可得到负伸缩性且具弹性的亲水化皮膜，且在耐磨损性、曲折性、耐水溶解性、耐药品性、耐寒耐热性及耐久性等各方面皆优良的皮膜；因此，即使在本发明的亲水化处理剂或亲水化处理液中添加防菌剂及/或防霉剂，由于皮膜溶出量少，能抑止防菌剂及/或防霉剂的早期溶出，使防菌及防霉效果的持续性更佳。
作为该水溶性尿烷树脂(b)的，只要是以聚异氰酸酯及聚醇为主原料，与异氰酸酯基与羟基反应，在分子中具有尿烷结合的水溶性化合物者即可，并不特别限定其种类，而该分子量一般在1万～500万的范围内，以10万～300万为宜，更宜为20万～200万，又，对于胶体分散、乳液等液体状态或非离子性、阴离子性、阳离子性等离子性也无特别限制；聚异氰酸酯的代表例可举出六甲撑二异氰酸酯、四甲撑二异氰酸酯、甲苯撑二异氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯等；聚醇的代表例可举出脂肪族聚酯聚醇、芳香族聚酯聚醇、聚酯聚醇、聚碳酸酯二元醇、聚硅氧烷聚醇、聚丁二烯聚醇、聚烯聚醇、丙烯酸聚醇等。
又，水溶性尿烷树脂(b)若由各种尿烷树脂中亲水持续性的观点来看，以具有嵌段化异氰酸酯基的热反应型脂肪族尿烷树脂为理想；而可将异氰酸酯嵌段化的各种嵌段剂，可举出低级乙醇、苯酚、脂肪族硫醇、氢氰酸、第二级芳香族胺、肟、活性甲撑化合物、内醯胺及重亚硫酸盐等。
作为本发明亲水化处理剂或亲水化处理液中必须成分的无机二氧化硅(c)，由于存在于其分子中的硅烷醇基(Si-OH)透过氢结合与水作用因此水亲合性相当高，通过将该无机二氧化硅(c)混合于亲水化皮膜中，即可确保得到良好的亲水性。
作为该无机二氧化硅(c)，只要是分子中具有硅烷醇基的化合物者即可，并不限定其种类，而这种无机二氧化硅虽可举出水分散凝集胶体二氧化硅、可水分散的粉末状二氧化硅、及一般称为水玻璃的碱硅酸盐SiO2/M2O(式中，M为锂、钠、钾等碱金属原子)等，但以液体安定性、亲水性的观点来看，其中以使用水分散凝集胶体二氧化硅为宜，又，其粒子径以1～200nm的范围为宜，更宜为5～100nm的范围，该粒子径若未满1nm则形成的亲水化皮膜亲水性差，相反若超过200nm则皮膜强度降低与金属材料间的密着性不良。
本发明的亲水化处理剂或亲水化处理液中，只要不损其效果尚可添加防菌剂及/或防霉剂，通过添加这些成分即可防止由细菌、酵母、霉等繁殖所引起的腐臭；本发明所使用的防菌剂及/或防霉剂，以在将本发明的亲水化处理剂或亲水化处理液附着于金属表面后的干燥工程中，受得了除去作为处理剂或处理液溶媒的水时的加热，分解温度约在100℃以上者为宜，该种防菌剂及/或防霉剂可举出5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-(4-硫代氰基甲基硫代)苯并噻唑、2，2-二溴-3-氮川丙酮醯胺、钠伸乙基双(二硫代甲基胺酸酯)、钠-2-吡啶硫醇-1-氧化物、锌-2-吡啶硫醇-1-氧化物、2，2’-二硫代双(吡啶-1-氧化物)、2，4，5，6-四氯异酞腈、2-甲基羰基胺基苯并咪唑、2，3，5，6-四氯-4-(甲基磺醯基)-吡啶、2-(4-噻唑基)-苯并咪唑、N-(氟二氯甲基硫代)-磺醯胺、对-氯-间二甲苯酚、去氢乙酸、邻-苯基酚、1，2-苯并异噻唑啉-3-酮、1，2-苯并异噻唑啉钡、二碘甲基-对-甲苯砜、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、10，10′-氧基双苯氧基砷、1，2-二溴-2，4-二氰基丁烷、2-溴-2-硝基丙烷二醇、对-氧基安息香酸丙酯、对-氧基安息香酸丁酯、3-碘-2-丙基丁基胺基甲酸酯、1，3-二羟甲基-5，5′-二甲基乙内醯脲、1或3-单羟甲基-5，5′-二甲基乙内醯脲及银系等各种无机系抗菌剂等。
前述防菌剂及/或防霉剂之添加量，相对于成分(a)、(b)及(c)的合计重量100重量分，以0.1～30重量％为宜，又以1～20重量％更佳，该添加量在未满0.1重量％时，所型成亲水化皮膜的细菌抵抗性或抗霉性无法充分表现，相反地若超过30重量％，其效果达到饱和处理剂或处理液的成本提高，在经济性上形成浪费。
为了使利用本发明的亲水化处理剂或亲水化处理液所形成皮膜的润滑性更为提高，或加强处理剂或处理液于金属材料表面上的附着濡湿性，视必要性也可添加界面活性剂，以此目的而使用的界面活性剂虽并不限定其非离子性、阴离子性、阳离子性、两性等的离子性，但若使用与成分(a)、(b)及(c)离子性相反者，将会阻害处理剂或处理液的安定性，视为不理想。
本发明的亲水化处理剂或亲水化处理液中所能添加的界面活性剂，例如非离子性者有聚羟乙烯月桂基醚、聚羟乙烯硬脂基醚等聚羟乙烯烷基醚、聚羟乙烯壬基苯基醚等聚羟乙烯烷基苯基醚、羟乙烯及羟丙烯之嵌段聚合物、山梨糖醇单月桂酸酯、山梨糖醇单硬脂酸酯等山梨糖醇脂肪酸酯、聚羟乙烯月桂酸酯、聚羟乙烯硬脂酸酯、聚羟乙烯油酸酯等聚羟乙烯之脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚羟乙烯丙二醇烷基苯酚醚等。作为阴离子性界面活性剂者，有月桂基酸钠、硬脂酸钠、油酸钠等脂肪酸盐、月桂基硫酸钠等烷基硫酸盐、烷基磺基琥珀酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、链烯基磺基琥珀酸、聚羟乙烯烷基硫酸盐等。又，作为阳离子性界面活性剂者，例如有硬脂胺乙酸盐等的烷基胺盐、硬脂三甲基铵等4级铵盐、月桂基三甲铵基乙内盐等的烷基三甲铵基乙内盐、胺化氧等。作为两性界面活性剂者，例如有烷基胺丙酸盐、烷基二甲基三甲铵基乙内盐等，又，氟系界面活性剂也可使用硅系界面活性剂。
前述界面活性剂的添加量，相对于其并用成分(a)、(b)及(c)的合计重量100重量分，以0.05～20重量％为宜，更理想为0.1～10重量％；该添加量未满0.05重量％时，形成的亲水化皮膜的润滑性无法充分展现，相反地若超过20重量％，皮膜及金属材料间的密着性恐有低下的可能，因而不理想。
本发明中为更提高亲水化皮膜的耐水溶解性，可使用交联剂，而本发明的亲水化处理剂或亲水化处理液所含有的交联剂以水溶性的有机系交联剂为理想，例如可使用聚羟甲基、聚缩水甘油、聚乙撑亚胺化合物或醛类，也就是，可从羟甲基蜜胺、羟甲基尿素、羟甲基化聚丙烯酸醯、聚乙二醇二缩水甘油醚、二乙撑亚胺化聚环氧乙烯、乙二醛、糠醛等中选出。
前述交联剂的添加量，相对于其并用成分(a)、(b)及(c)的合计重量100重量分，以0.1～50重量分的范围内使用为宜，该添加量若未满0.1重量分则缺乏交联效果，相反若超过50重量分则亲水化皮膜过硬导致脆化，使加工性或与金属材料间的密着性下降而不理想。
本发明的亲水化处理剂中，相对于前述亲水性聚合物(a)100重量分，水溶性尿烷树脂(b)以10～1000重量分、无机二氧化硅(c)以10～1000重量分的重量比率来配合为理想，更理想则为相对于亲水性聚合物(a)100重量分，水溶性尿烷树脂(b)以20～500重量分、无机二氧化硅(c)以50～700重量分加以配合；水溶性尿烷树脂(b)的配合重量比率若不满10重量分，则形成的亲水化皮膜耐水溶解性不足，相反地若超过1000重量分，则皮膜的亲水性降低视为不理想；又，无机二氧化硅(c)的配合重量比率若不满10重量分，则形成的亲水化皮膜亲水性不足，相反地若超过1000重量分，则容易产生臭气或皮膜的柔软性降低。
本发明的亲水化处理液中，前述亲水化处理剂以1～100g/L的浓度较为理想，更宜为5～50g/L的浓度范围；该浓度若未满1g/L，则难以确保发挥亲水性、耐蚀性等机能后所得到皮膜的厚度，相反地若超过100g/L，则其效果过于饱和造成经济上的浪费。
本发明的亲水化处理剂或亲水化处理液的溶媒虽是以水为主体，但为调整或改善干燥速度，或提高成分的可溶性，也可并用各种乙醇类、醚类、酮类、乙二醇类等的水溶性溶媒，又，本发明的亲水化处理剂或亲水化处理液中，在不损及本发明主旨或皮膜性能的范围内，也可添加其它如防锈剂、涂平剂(leveling)、填充剂、着色剂、消泡剂等一种以上。
本发明的亲水化处理剂，虽可就此使用、或以水稀释成亲水化处理液使用，该处理液的浓度或黏度可利用金属材料表面附着方法、所需的皮膜厚度等来作适当调整，其中，将本发明的亲水化处理剂或亲水化处理液附着于金属材料表面上的方法并无特别限制，可利用涂布器或刷毛等以涂布法、浸渍法、吹涂法、喷雾法、喷涂法任一种进行；又，有关附着于金属材料表面时的接触时间并无特别限制。
将本发明的亲水化处理剂或亲水化处理液附着于金属材料表面后的干燥方法，虽无特别限制，但通常以使用热风干燥炉在50～300℃温度范围内进行干燥较为理想，更理想为100～250℃；该干燥温度若不满50℃时，无法充分进行成膜而形成耐蚀性及耐水溶解性皆不良的亲水化皮膜，相反地，若超过300℃，则有产生亲水性及臭气问题之虞，视为不理想。
又，使用本发明的亲水化处理剂或亲水化处理液，在干燥后所形成的亲水化皮膜厚度，以0.05～5μm的范围为宜，更理想为0.1～2μm；该皮膜厚度若未满0.05μm，则难以发挥充分的亲水性，相反地若超过5μm，则热传导性可能会降低，因而不适当。
本发明的亲水化处理方法中，将金属材料表面进行脱脂洗净后，或为提高耐蚀性等而进行化成处理等前处理后，使亲水化处理剂或亲水化处理液附着于金属材料表面上，再将其加热干燥形成亲水化皮膜；为提高耐蚀性所进行的化成处理，可列举出阳极酸化处理、勃姆石处理、磷酸铬酸盐处理、铬酸铬酸盐处理、及各种非各酸盐处理(锆系、钛系、钒系、铈系、磷酸锌系、硅硅偶合剂系、树脂系等)。
实施发明的最佳型态
以下，同时举出实施例及比较例对本发明的亲水化处理剂、亲水化处理也就是亲水化处理方法的效果作一更具体说明，但，本发明的范围并不限定在这些实施例。
试验材料：
使用铝合金板(JIS-3004，尺寸：70mm×150mm，板厚0.12mm)。
处理条件：
依照下列工程[1]→[2]→[3]→[4]→[5]→[6]→[7]→[8]的顺序进行处理，制作亲水化处理板。[1]脱脂(65℃，2分钟，浸渍法)
使用市售的碱性脱脂剂水溶液(登录商标：Finecleaner-315的3％水溶液，日本巴卡莱近估股份有限公司制造)。[2]水洗(常温，30秒，喷涂法)[3]化成处理(40℃，1分钟，浸渍法)
使用市售的磷酸各酸盐化成处理剂水溶液(登录商标：AlcromK702SL；4％及AlcromK702AC；0.3％的混合水溶液，皆为日本巴卡莱近估股份有限公司制造)，于铝合金板上形成磷酸铬酸盐皮膜(硌附着量50～60mg/m2)[4]水洗(常温，30秒，喷涂法)[5]去离子水洗(常温，30秒，喷涂法)[6]去水干燥(50℃，3分钟，热风干燥机)[7]亲水化处理
将完全不挥发成分含有量调整为3％的亲水化处理液，使用辊涂机No.10于磷酸铬酸盐处理板上涂布(加热干燥后亲水化皮膜的厚度为0.4～0.5μm)；其中，亲水化处理剂利用下述成分及添加剂做调整，而亲水化处理液的组成示于表1：实施例1～10及表2：比较例1～7)。[8]加热干燥(150℃，10分钟，热风干燥机)
(a)亲水性聚合物
NVA/丙烯酸钠共聚物＝30/70(重量比)
NVA/丙烯酸共聚物＝60/40(重量比)
NVA/丙烯酸钾共聚物＝90/10(重量比)
NVA单聚物
聚丙烯酸(注)NVA：N-乙烯基乙醯胺(b)水溶性尿烷树脂聚醚系脂肪族尿烷树脂(非离子性，含有嵌段化异氰酸酯基)聚醚系芳香族尿烷树脂(阴离子性，含有嵌段化异氰酸酯基)聚酯系脂肪族尿烷树脂(阴离子性，含有嵌段化异氰酸酯基)聚酯系脂肪族尿烷树脂(阴离子性，不含有嵌段化异氰酸酯基)(c)无机二氧化硅水分散凝集胶体二氧化硅(粒子径：40～100nm)粉末状雾状二氧化硅(气体二氧化硅，粒子径：0.3μm)A硅酸钾(水玻璃，SiO2/K2O＝3/1(莫耳比))(d)添加剂(防菌剂)锌-2-吡啶硫醇-1-氧化物(界面活性剂)
阴离子性界面活性剂(三洋化成工业(股份)制EleminolJS-2：烷基烯丙基磺基琥珀酸钠)(交联剂)
乙二醛
比较例1中亲水性聚合物并非形成共聚物，而是形成如N-乙烯基醯般单聚物的亲水化皮膜。
比较例2利用完全不含使用N-乙烯基醯共聚成共聚物的亲水性共聚物，来形成亲水化皮膜。
比较例3形成不含水溶性尿烷树脂的亲水化皮膜。
比较例4中形成不含无机二氧化硅之亲水化皮膜。
比较例5为特公平7-109355号公报的实施例9。
比较例6为特开平8-60031号公报的实施例3。
比较例7为特开平4-366182号公报的实施例1。
评估方法：(1)亲水持续性
将前述亲水化处理板在室温下浸渍于去离子水中72小时，以80℃干燥5分钟后，将对于亲水化处理板表面的水的接触角利用FACE接触角计(型号：CA-P，协和界面科学(股份)制造)加以测定。
亲水持续性的评估基准如以下所示。
(对水接触角)
◎：未满10°
○：10°以上，未满20°
△：20°以上，未满30°
×：30°以上(2)耐水溶解性
将前述亲水化处理板在室温下浸渍于去离子水中72小时，以80℃干燥5分钟后，接着，由浸渍前后亲水化皮膜的重量差以下述公式求出水溶解率。
水溶解率(％)＝{(初期皮膜重量-浸渍后皮膜重量)/初期皮膜重量}×100
耐水溶解性的评估基准如以下所示。
(水溶解率)
◎：未满20％
○：20％以上，未满35％
△：35％以上，未满50％
×：50％以上(3)耐蚀性
以JIS-Z-2371为基准进行盐水喷雾实验240小时，目测盐水喷雾实验后表面处理板的腐蚀发生状态作一评估。
耐蚀性的评估基准如下所示。
(腐蚀面积率)
◎：未满10％
○：10％以上，未满30％
△：30％以上，未满50％
×：50％以上(4)异臭发生防止性
将前述亲水化处理板在室温下浸渍于去离子水中72小时，以80℃干燥1小时后，将该亲水化处理板曝晒于沸腾后的离子水水蒸气约1秒钟，迅速地嗅闻其臭气做一评估。
异臭发生防止性的评估基准如下所示。
(官能臭气)
◎：完全不感到有臭味
○：略有臭味
△：明显地感到臭味
×：感到非常强烈的臭味
评估结果示于表1及表2。
由表1及表2的评估结果清楚显示，使用本发明的亲水化处理剂、亲水化处理液及亲水化处理方法所形成的实施例1～10的亲水化皮膜，在耐久实验条件下具有优秀的亲水持续性、耐水溶解性、耐蚀性，异臭发生防止性也良好；相对于此，比较例1～7的亲水化皮膜中，部分性能不充足，无法满足实用上所要求的机能。
产业上的利用可能性
由上述说明可清楚得知，通过将本发明的亲水化处理剂、亲水化处理液及亲水化处理方法适用于金属材料，可形成具有优越亲水持续性、耐水溶解性、耐蚀性及异臭发生防止性的亲水化皮膜。
因此，本发明的亲水化处理剂、亲水化处理液及亲水化处理方法，为实际上极有用的发明。表1  实施例1～10中亲水化处理液的组成、条件及评估结果
    亲水化处理液之组成(成分及配合重量分)     评估结果
(a)亲水性聚合物 (b)有机系交联剂 (c)金属化合物   (d)添加剂 亲水持续性 耐水溶解性 耐蚀性 异臭发生防止性
实施例1   100   20   100     10315   ◎     ○   ◎     ◎
实施例2   100   600   900 -     -   ◎     ◎   ◎     ○
实施例3   100   400   500     505   ◎     ○   ◎     ○
实施例4   5050   50   200     310   ○     ○   ○     ◎
实施例5   100   200   400     5   ◎     ◎   ◎     ○
实施例6   100   200   200     2   ◎     ○   ◎     ○
实施例7   100   150   50     330   ○     ○   ◎     ◎
实施例8   100   50   20     350   ○     ○   ○     ◎
实施例9   8020   300   250250     5050   ◎     ◎   ◎     ○
实施例10   100   150150   45010     5   ◎     ○   ◎     ○
表2  比较例1～7中亲水化处理液的组成、条件及评估结果
    亲水化处理液之组成(成分及配合重量分)              评估结果
(a)亲水性聚合物 (b)有机系交联剂 (c)金属化合物   (d)添加剂 亲水持续性 耐水溶解性 耐蚀性 异臭发生防止性
  比较例1     100   150     50   330   △   △   ◎   ◎
  比较例2     100   200     200   2   △   ○   △   △
  比较例3     100 -   -     300   2   ○   △   ○   ×
  比较例4     100   200 -     -   2   ×   △   ○   ◎
  比较例5     特公平7-109355号公报的实施例9   ○   △   ○   △
  比较例6     特开平8-60031号公报的实施例3   △   ◎   ◎   ○
  比较例7     特开平4-366182号公报的实施例1   ×   △   ○   ○

Claims (28)

1.一种亲水化处理剂，其特征在于，含有N-乙烯基乙醯胺与具有COOX基(式中，X为氢原子、碱金属原子或铵盐)的聚合性单量体间的共聚物的亲水性聚合物(a)、水溶性尿烷树脂(b)、及无机二氧化硅(c)。
2.如权利要求1所述的亲水化处理剂，其特征在于，前述亲水性聚合物(a)中，N-乙烯基乙醯胺与具有COOX基(式中，X为氢原子、碱金属原子或铵盐)的聚合性单量体间的重量比于95∶5～20∶80范围内。
3.如权利要求1所述的亲水化处理剂，其特征在于，前述水溶性尿烷树脂(b)为分子中具有嵌段化异氰酸酯基的热反应型脂肪族尿烷树脂。
4.如权利要求1所述的亲水化处理剂，其特征在于，前述无机二氧化硅(c)为粒子径1～200nm的水分散凝集胶体二氧化硅。
5.如权利要求1至4任一所述的亲水化处理剂，其特征在于，还包含由防菌、防霉剂、界面活性剂及交联剂组成群中所选出的至少一种添加剂。
6.如权利要求1至4任一所述的亲水化处理剂，其特征在于，相对于亲水性聚合物(a)100重量分，水溶性尿烷树脂(b)以10～1000重量分、无机二氧化硅(c)以10～1000重量分的重量比例来配合。
7.如权利要求6所述的亲水化处理剂，其特征在于，还包含由防菌、防霉剂、界面活性剂及交联剂组成群中所选出的至少一种添加剂。
8.一种亲水化处理液，其特征在于，含有浓度1～100g/L的亲水化处理剂，而该亲水化处理剂包含N-乙烯基醯与具有COOX基(式中，X为氢原子、碱金属原子或铵盐)的聚合性单量体间的共聚物的亲水性聚合物(a)、水溶性尿烷树脂(b)、及无机二氧化硅(c)的。
9.如权利要求8所述的亲水化处理液，其特征在于，前述亲水性聚合物(a)中，N-乙烯基乙醯胺与具有COOX基(式中，X为氢原子、碱金属原子或铵盐)的聚合性单量体间的重量比于95∶5～20∶80范围内。
10.如权利要求8所述的亲水化处理液，其特征在于，前述水溶性尿烷树脂(b)为分子中具有嵌段化异氰酸酯基的热反应型脂肪族尿烷树脂。
11.如权利要求8所述的亲水化处理液，其特征在于，前述无机二氧化硅(c)为粒子径1～200nm的水分散凝集胶体二氧化硅。
12.如权利要求8至11中任一所述的亲水化处理液，其特征在于，还包含由防菌、防霉剂、界面活性剂及交联剂组成群中所选出的至少一种添加剂。
13.如权利要求8至11中任一所述的亲水化处理液，其特征在于，相对于亲水性聚合物(a)100重量分，水溶性尿烷树脂(b)以10～1000重量分、无机二氧化硅(c)以10～1000重量分的重量比例来配合。
14.如权利要求13所述的亲水化处理剂，其特征在于，还包含由防菌、防霉剂、界面活性剂及交联剂组成群中所选出的至少一种添加剂。
15.一种亲水化处理方法，其特征在于，将含有N-乙烯基乙醯胺与具有COOX基(式中，X为氢原子、碱金属原子或铵盐)的聚合性单量体间的共聚物的亲水性聚合物(a)、水溶性尿烷树脂(b)、及无机二氧化硅(c)的亲水化处理剂，附着于金属材料表面，使其干燥后形成亲水化皮膜。
16.如权利要求15所述的亲水化处理方法，其特征在于，前述亲水性聚合物(a)中，N-乙烯基乙醯胺与具有COOX基(式中，X为氢原子、碱金属原子或铵盐)的聚合性单量体间的重量比于95∶5～20∶80范围内。
17.如权利要求15所述的亲水化处理方法，其特征在于，前述水溶性尿烷树脂(b)为分子中具有嵌段化异氰酸酯基的热反应型脂肪族尿烷树脂。
18.如权利要求15所述的亲水化处理液，其特征在于，前述无机二氧化硅(c)为粒子径1～200nm的水分散凝集胶体二氧化硅。
19.如权利要求15至18任一所述的亲水化处理方法，其特征在于，还包含由防菌、防霉剂、界面活性剂及交联剂组成群中所选出的至少一种添加剂。
20.如权利要求15项至第18项任一所述的亲水化处理方法，其特征在于，相对于亲水性聚合物(a)100重量分，水溶性尿烷树脂(b)以10～1000重量分、无机二氧化硅(c)以10～1000重量分的重量比例来配合。
21.如权利要求20所述的亲水化处理剂，其特征在于，还包含由防菌、防霉剂、界面活性剂及交联剂组成群中所选出的至少一种添加剂。
22.一种亲水化处理方法，其特征在于，将含有N-乙烯基乙醯胺与具有COOX基(式中，X为氢原子、碱金属原子或铵盐)的聚合性单量体间的共聚物的亲水性聚合物(a)、水溶性尿烷树脂(b)、及无机二氧化硅(c)的亲水化处理剂，以含有1～100g/L浓度的亲水化处理液，附着于金属材料表面，使其干燥后形成亲水化皮膜。
23.如权利要求22所述的亲水化处理方法，其特征在于，前述亲水性聚合物(a)中，N-乙烯基乙醯胺与具有COOX基(式中，X为氢原子、碱金属原子或铵盐)的聚合性单量体间的重量比于95∶5～20∶80范围内。
24.如权利要求22所述的亲水化处理方法，其特征在于，前述前述水溶性尿烷树脂(b)为分子中具有嵌段化异氰酸酯基的热反应型脂肪族尿烷树脂。
25.如权利要求22所述的亲水化处理方法，其特征在于，前述无机二氧化硅(c)为粒子径1～200nm的水分散凝集胶体二氧化硅。
26.如权利要求22至25中任一所述的亲水化处理方法，其特征在于，还包含由防菌、防霉剂、界面活性剂及交联剂组成群中所选出的至少一种添加剂。
27.如权利要求22至25中任一所述的亲水化处理方法，其特征在于，相对于亲水性聚合物(a)100重量分，水溶性尿烷树脂(b)以10～1000重量分、无机二氧化硅(c)以10～1000重量分的重量比例来配合。
28.如权利要求27所述的亲水化处理方法，其特征在于，还包含由防菌、防霉剂、界面活性剂及交联剂组成群中所选出的至少一种添加剂。
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