專利名稱：親水涂層鋁箔用水溶性潤滑組合物及其制備和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水溶性潤滑組合物，特別是一種空調(diào)器散熱片上所采用的親水涂層鋁箔用水溶性潤滑組合物，本發(fā)明還涉及該組合物的制備方法以及使用方法。
背景技術(shù)：
隨著空調(diào)制冷設(shè)備行業(yè)的不斷發(fā)展，空調(diào)熱交換器已廣泛采用親水涂層鋁箔制成翅片，翅片與金屬管(一般為銅管)組裝成兩器(冷凝器及蒸發(fā)器)。金屬管穿過翅片上的沖孔部位，經(jīng)過漲管后，金屬管與翅片緊密貼合，空調(diào)運(yùn)作時(shí)，制冷劑通過金屬管和翅片與外界交換熱量。由于翅片采用的親水涂層鋁箔親水性好，與水的接觸角小，翅片之間不會形成水橋，散熱效果好。翅片加工過程中常見的缺陷是沖孔開裂，翅片組合物的沖孔部位開裂會使翅片與金屬管的貼合不充分，影響熱交換的效果。同時(shí)，隨著翅片組合物厚度的進(jìn)一步減薄，為達(dá)到不產(chǎn)生開裂的要求，對親水涂層鋁箔表面的摩擦系數(shù)要求就更小。目前的翅片加工方法，大多采用了免清洗油潤滑方法，在實(shí)際使用中潤滑油的種類比較多，組分結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，對親水層的污染也不盡相同，有的可能會破壞表面親水涂層，最終影響熱交換的效果。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種親水涂層鋁箔用水溶性潤滑組合物，該組合物具有較低的摩擦系數(shù)與較強(qiáng)的抗剪切能力，適用于熱交換器翅片沖制過程中對模具的潤滑和對親水涂層的保護(hù)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種該組合物的制備方法及使用方法。
2、技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的親水涂層鋁箔用水溶性潤滑組合物，其特征在于該組合物的組份和重量配比是聚乙二醇醚70-90％、水性樹脂5-15％、流平劑0.5-1.5％、防凍劑0.5-1.5％、氧化聚乙烯蠟1-7％、去離子水1.5-10％。
其中水性樹脂是聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羥乙基纖維素中的一種或幾種的混合物。
流平劑是聚丙烯酸酯類流平劑或聚酯類流平劑。
防凍劑是乙二醇或丙二醇。
上述組合物的制備方法包括以下步驟1)水性潤滑樹脂聚乙二醇醚的制備用二異氰酸酯同聚乙二醇進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，并保證反應(yīng)過程中聚乙二醇過量，反應(yīng)溫度為70～80℃，預(yù)聚反應(yīng)時(shí)間為1～3小時(shí)；然后用終止劑終止活性端基使反應(yīng)終止，終止反應(yīng)時(shí)間為0.5～5小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后的生成物用溶劑稀釋冷卻，制得固含量35-45％的聚乙二醇醚，其中各反應(yīng)物的摩爾比為聚乙二醇∶二異氰酸酯∶終止劑＝0.9～0.2∶1∶0.2～0.9；該水性潤滑性能樹脂兩端均可以含有羥基，也可以只有一端含有羥基。
2)將步驟1)制得的聚乙二醇醚與其余組分按配比加入到高速分散機(jī)中進(jìn)行攪拌溶解，待樹脂全部溶解均勻一致后即可制備出固含量為5-15％的組合物。
所述的二異氰酸酯可以是甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、二甲苯基甲烷二異氰酸酯、IPDI(異佛爾酮二異氰酸酯)、NDI(1，5-萘二異氰酸酯)中的任意一種或幾種的混合物。
所述的終止劑可以是單甲醚聚乙二醇或(甲基)丙烯酸羥烷基酯。
所述溶劑可以是水、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇醚或丙二醇醚。
該組合物的使用方法包括以下步驟在涂布設(shè)備上，將制備好的水溶性潤滑組合物采用網(wǎng)輥涂布法涂布在鋁箔的正反兩面，網(wǎng)輥深度是40～100μ，線數(shù)是75～165線/英寸；涂布時(shí)固化條件是固化溫度為100～250℃、固化時(shí)間為10～30S。
該方法包括鋁箔的涂布方式、固化條件二個(gè)方面。其中涂布方式的選擇對獲得涂布均勻、厚度適當(dāng)、性能合格的涂層至關(guān)重要。本發(fā)明采用網(wǎng)輥涂布法，通過選擇合理的網(wǎng)輥深度和線數(shù)，來確保涂層厚度保持均勻一致。而固化條件則直接影響涂層的外觀、附著力及其性能指標(biāo)。本發(fā)明確定固化溫度為100～250℃、固化時(shí)間為10～30S，能確保涂層符合規(guī)定的性能指標(biāo)。
3、有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是涂布潤滑層后可以隔離潤滑油對親水涂層的影響，保證有效的親水性，帶潤滑層的親水涂層鋁箔表面磨擦系數(shù)小，能減少沖壓過程中對模具的損耗，保護(hù)鋁箔表面的親水涂層，有利于滿足熱交換器翅片的特定要求及高速沖制技術(shù)的發(fā)展要求。
本發(fā)明所述的帶潤滑層的親水涂層鋁箔主要技術(shù)指標(biāo)如下

四具體實(shí)施方式
實(shí)施例1潤滑組合物組分和配比(重量％)是聚乙二醇醚70％、水性樹脂聚乙烯醇15％、流平劑(聚丙烯酸酯類)0.5％、防凍劑(乙二醇)1％、乳化蠟(氧化聚乙烯蠟)7％、去離子水6.5％。
潤滑組合物制備方法包括以下步驟1)水性潤滑樹脂聚乙二醇醚的制備用甲苯二異氰酸酯同聚乙二醇進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，然后用單甲醚聚乙二醇終止活性端基使反應(yīng)終止，保證聚乙二醇過量，其產(chǎn)物兩端可均有羥基。其工藝條件如下a.反應(yīng)物的摩爾比聚乙二醇∶甲苯二異氰酸酯∶單甲醚聚乙二醇＝0.8∶1∶0.2；b.反應(yīng)溫度70～80℃；c.反應(yīng)時(shí)間預(yù)聚1小時(shí)，終止反應(yīng)0.5小時(shí)；d.反應(yīng)結(jié)束后用水稀釋冷卻，制得固含量35％的聚乙二醇醚樹脂。
2)將上面所述潤滑組合物的組分按所述配比加入到高速分散機(jī)中，然后進(jìn)行攪拌溶解，待樹脂全部溶解均勻一致后即可制備出固含量為5％的組合物。
潤滑組合物的涂布方法是對鋁箔雙面采用網(wǎng)輥涂布法，網(wǎng)輥深度是40μ，線數(shù)是165線/英寸。固化溫度為100℃、固化時(shí)間為25S。
實(shí)施例2潤滑組合物組分和配比(重量％)是聚乙二醇醚80％、水性樹脂聚乙烯吡咯烷酮10％、流平劑(聚丙烯酸酯類)1％、防凍劑(乙二醇)1％、乳化蠟(氧化聚乙烯蠟)6％、去離子水2％。
潤滑組合物制備方法包括以下步驟1)水性潤滑樹脂聚乙二醇醚的制備用甲苯二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯混合物同聚乙二醇進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，然后用(甲基)丙烯酸羥烷基酯終止活性端基使反應(yīng)終止，保證聚乙二醇過量，其產(chǎn)物只有一端含有羥基。其工藝條件如下a.反應(yīng)物的摩爾比聚乙二醇∶甲苯二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯混合物∶(甲基)丙烯酸羥烷基酯＝0.6∶1∶0.4；b.反應(yīng)溫度70～80℃；c.反應(yīng)時(shí)間預(yù)聚1.5小時(shí)，終止反應(yīng)1小時(shí)；d.反應(yīng)結(jié)束后用乙醇稀釋冷卻，制得固含量40％的聚乙二醇醚樹脂。
2)將上面所述潤滑組合物的組分按所述配比加入到高速分散機(jī)中，然后進(jìn)行攪拌溶解，待樹脂全部溶解均勻一致后即可制備出固含量為10％的組合物。
潤滑組合物的涂布方法是對鋁箔雙面采用網(wǎng)輥涂布法，網(wǎng)輥深度是55μ，線數(shù)是140線/英寸。固化溫度為150℃、固化時(shí)間為20S。
實(shí)施例3潤滑組合物組分和配比(重量％)是聚乙二醇醚85％、水性樹脂(羥乙基纖維素)8％、流平劑(聚酯類)1％、防凍劑(乙二醇)0.5％、乳化蠟(氧化聚乙烯蠟)3％、去離子水2.5％。
潤滑組合物制備方法包括以下步驟1)水性潤滑樹脂聚乙二醇醚的制備用六亞甲基二異氰酸酯同聚乙二醇進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，然后用單甲醚聚乙二醇終止活性端基使反應(yīng)終止，保證聚乙二醇過量，其產(chǎn)物兩端均有羥基。其工藝條件如下a.反應(yīng)物的摩爾比聚乙二醇∶六亞甲基二異氰酸酯∶單甲醚聚乙二醇＝0.4∶1∶0.6；b.反應(yīng)溫度70～80℃；
c.反應(yīng)時(shí)間預(yù)聚2小時(shí)，終止反應(yīng)2小時(shí)；d.反應(yīng)結(jié)束后用乙二醇醚稀釋冷卻，制得固含量45％的聚乙二醇醚樹脂。
2)將上面所述潤滑組合物的組分按所述配比加入到高速分散機(jī)中，然后進(jìn)行攪拌溶解，待樹脂全部溶解均勻一致后即可制備出固含量為15％的組合物。
潤滑組合物的涂布方法是對鋁箔雙面采用網(wǎng)輥涂布法，網(wǎng)輥深度是75μ，線數(shù)是120線/英寸。固化溫度為200℃、固化時(shí)間為15S。
實(shí)施例4潤滑組合物組分和配比(重量％)是聚乙二醇醚90％、水性樹脂聚乙烯醇5％、流平劑(聚酯類)0.5％、防凍劑(丙二醇)0.5％、乳化蠟(氧化聚乙烯蠟)2％、去離子水2％。
潤滑組合物制備方法包括以下步驟1)水性潤滑樹脂聚乙二醇醚的制備用二甲苯基甲烷二異氰酸酯同聚乙二醇進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，然后用單甲醚聚乙二醇終止活性端基使反應(yīng)終止，保證聚乙二醇過量，其產(chǎn)物只有一端含有羥基。其工藝條件如下a.反應(yīng)物的摩爾比聚乙二醇∶二甲苯基甲烷二異氰酸酯∶單甲醚聚乙二醇＝0.2∶1∶0.9；b.反應(yīng)溫度70～80℃；c.反應(yīng)時(shí)間預(yù)聚3小時(shí)，終止反應(yīng)4小時(shí)；d.反應(yīng)結(jié)束后用丙醇稀釋冷卻，制得固含量38％的聚乙二醇醚樹脂。
2)將上面所述潤滑組合物的組分按所述配比加入到高速分散機(jī)中，然后進(jìn)行攪拌溶解，待樹脂全部溶解均勻一致后即可制備出固含量為10％的組合物。
潤滑組合物的涂布方法是對鋁箔雙面采用網(wǎng)輥涂布法，網(wǎng)輥深度是80μ，線數(shù)是100線/英寸。固化溫度為250℃、固化時(shí)間為10S。
實(shí)施例5潤滑組合物組分和配比(重量％)是聚乙二醇醚80％、水性樹脂聚乙烯吡咯烷酮7％、流平劑(聚丙烯酸酯類)0.5％、防凍劑(丙二醇)1.5％、乳化蠟(氧化聚乙烯蠟)1％、去離子水10％。
潤滑組合物制備方法包括以下步驟1)水性潤滑樹脂聚乙二醇醚的制備用IPDI同聚乙二醇進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，然后用單甲醚聚乙二醇終止活性端基使反應(yīng)終止，保證聚乙二醇過量，其產(chǎn)物兩端可均有羥基。其工藝條件如下a.反應(yīng)物的摩爾比聚乙二醇∶IPDI∶單甲醚聚乙二醇＝0.8∶1∶0.2；b.反應(yīng)溫度70～80℃；c.反應(yīng)時(shí)間預(yù)聚1小時(shí)，終止反應(yīng)0.5小時(shí)；d.反應(yīng)結(jié)束后用異丙醇乙二醇醚稀釋冷卻，制得固含量42％的聚乙二醇醚樹脂。
2)將上面所述潤滑組合物的組分按所述配比加入到高速分散機(jī)中，然后進(jìn)行攪拌溶解，待樹脂全部溶解均勻一致后即可制備出固含量為12％的組合物。
潤滑組合物的涂布方法是對鋁箔雙面采用網(wǎng)輥涂布法，網(wǎng)輥深度是40μ，線數(shù)是165線/英寸。固化溫度為100℃、固化時(shí)間為25S。
實(shí)施例6潤滑組合物組分和配比(重量％)是聚乙二醇醚85％、水性樹脂聚乙烯吡咯烷酮8％、流平劑(聚丙烯酸酯類)1.5％、防凍劑(乙二醇)1％、乳化蠟(氧化聚乙烯蠟)3％、去離子水1.5％。
潤滑組合物制備方法包括以下步驟1)水性潤滑樹脂聚乙二醇醚的制備用NDI同聚乙二醇進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，然后用(甲基)丙烯酸羥烷基酯終止活性端基使反應(yīng)終止，保證聚乙二醇過量，其產(chǎn)物兩端均有羥基。其工藝條件如下a.反應(yīng)物的摩爾比聚乙二醇∶NDI∶(甲基)丙烯酸羥烷基酯＝0.4∶1∶0.6；b.反應(yīng)溫度70～80℃；c.反應(yīng)時(shí)間預(yù)聚2小時(shí)，終止反應(yīng)2小時(shí)；d.反應(yīng)結(jié)束后用丙二醇醚稀釋冷卻，制得固含量36％的聚乙二醇醚樹脂。
2)將上面所述潤滑組合物的組分按所述配比加入到高速分散機(jī)中，然后進(jìn)行攪拌溶解，待樹脂全部溶解均勻一致后即可制備出固含量為8％的組合物。
潤滑組合物的涂布方法是
對鋁箔雙面采用網(wǎng)輥涂布法，網(wǎng)輥深度是75μ，線數(shù)是120線/英寸。固化溫度為200℃、固化時(shí)間為15S。
實(shí)施例7潤滑組合物組分和配比(重量％)是聚乙二醇醚75％、水性樹脂羥乙基纖維素10％、流平劑(聚酯類)1.5％、防凍劑(乙二醇)1.5％、乳化蠟(氧化聚乙烯蠟)7％、去離子水4％。
潤滑組合物制備方法包括以下步驟1)水性潤滑樹脂聚乙二醇醚的制備用六亞甲基二異氰酸酯和二甲苯基甲烷二異氰酸酯的混合物同聚乙二醇進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，然后用單甲醚聚乙二醇終止活性端基使反應(yīng)終止，保證聚乙二醇過量，其產(chǎn)物兩端均有羥基。其工藝條件如下a.反應(yīng)物的摩爾比聚乙二醇∶六亞甲基二異氰酸酯和二甲苯基甲烷二異氰酸酯的混合物∶單甲醚聚乙二醇＝0.4∶1∶0.6；b.反應(yīng)溫度70～80℃；c.反應(yīng)時(shí)間預(yù)聚2小時(shí)，終止反應(yīng)2小時(shí)；d.反應(yīng)結(jié)束后用乙二醇醚稀釋冷卻，制得固含量40％的聚乙二醇醚樹脂。
2)將上面所述潤滑組合物的組分按所述配比加入到高速分散機(jī)中，然后進(jìn)行攪拌溶解，待樹脂全部溶解均勻一致后即可制備出固含量為6％的組合物。
潤滑組合物的涂布方法是對鋁箔雙面采用網(wǎng)輥涂布法，網(wǎng)輥深度是75μ，線數(shù)是120線/英寸。固化溫度為200℃、固化時(shí)間為15S。
實(shí)施例8潤滑組合物組分和配比(重量％)是聚乙二醇醚90％、水性樹脂羥乙基纖維素5％、流平劑(聚丙烯酸酯類)0.5％、防凍劑(丙二醇)0.5％、乳化蠟(氧化聚乙烯蠟)2％、去離子水2％。
潤滑組合物制備方法包括以下步驟1)水性潤滑樹脂聚乙二醇醚的制備用IPDI和NDI的混合物同聚乙二醇進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，然后用單甲醚聚乙二醇終止活性端基使反應(yīng)終止，保證聚乙二醇過量，其產(chǎn)物只有一端含有羥基。其工藝條件如下a.反應(yīng)物的摩爾比聚乙二醇∶IPDI和NDI的混合物∶單甲醚聚乙二醇＝0.2∶1∶0.9；b.反應(yīng)溫度70～80℃；c.反應(yīng)時(shí)間預(yù)聚3小時(shí)，終止反應(yīng)4小時(shí)；d.反應(yīng)結(jié)束后用異丙醇乙二醇醚稀釋冷卻，制得固含量35％的聚乙二醇醚樹脂。
2)將上面所述潤滑組合物的組分按所述配比加入到高速分散機(jī)中，然后進(jìn)行攪拌溶解，待樹脂全部溶解均勻一致后即可制備出固含量為12％的組合物。
潤滑組合物的涂布方法是對鋁箔雙面采用網(wǎng)輥涂布法，網(wǎng)輥深度是80μ，線數(shù)是100線/英寸。固化溫度為250℃、固化時(shí)間為10S。
權(quán)利要求
1.一種親水涂層鋁箔用水溶性潤滑組合物，其特征在于該組合物的組份和重量配比是聚乙二醇醚70-90％、水性樹脂5-15％、流平劑0.5-1.5％、防凍劑0.5-1.5％、氧化聚乙烯蠟1-7％、去離子水1.5-10％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的親水涂層鋁箔用水溶性潤滑組合物，其特征在于水性樹脂是聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羥乙基纖維素中的一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的親水涂層鋁箔用水溶性潤滑組合物，其特征在于流平劑是聚丙烯酸酯類流平劑或聚酯類流平劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的親水涂層鋁箔用水溶性潤滑組合物，其特征在于防凍劑是乙二醇或丙二醇。
5.一種親水涂層鋁箔用水溶性潤滑組合物的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟1)聚乙二醇醚的制備用二異氰酸酯與聚乙二醇進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，反應(yīng)過程中的聚乙二醇過量，反應(yīng)溫度為70～80℃，預(yù)聚反應(yīng)時(shí)間為1～3小時(shí)；然后用終止劑終止活性端基使反應(yīng)終止，終止反應(yīng)時(shí)間為0.5～5小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后用溶劑稀釋冷卻，制得固含量35-45％的聚乙二醇醚，其中各反應(yīng)物的摩爾比為聚乙二醇∶二異氰酸酯∶終止劑＝0.9～0.2∶1∶0.2～0.9；2)將步驟1)制得的聚乙二醇醚與其余組分按配比加入到高速分散機(jī)中進(jìn)行攪拌溶解，待樹脂全部溶解均勻一致后即可制備出固含量為5-15％的水溶性潤滑組合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的親水涂層鋁箔用水溶性潤滑組合物的制備方法，其特征在于步驟1)的產(chǎn)物聚乙二醇醚兩端均可以含有羥基，也可以只有一端含有羥基。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的親水涂層鋁箔用水溶性潤滑組合物的制備方法，其特征在于步驟1)中的二異氰酸酯是甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、二甲苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、1，5-萘二異氰酸酯中的任意一種或幾種的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的親水涂層鋁箔用水溶性潤滑組合物的制備方法，其特征在于步驟1)中的終止劑是單甲醚聚乙二醇或(甲基)丙烯酸羥烷基酯。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的親水涂層鋁箔用水溶性潤滑組合物的制備方法，其特征在于步驟1)中的溶劑是水、乙醇、丙醇、異丙醇乙二醇醚或者丙二醇醚。
10.一種親水涂層鋁箔用水溶性潤滑組合物的使用方法，其特征在于它包括以下步驟將上述親水涂層鋁箔用水溶性潤滑組合物采用網(wǎng)輥涂布法涂布在鋁箔的兩面，網(wǎng)輥深度是40～100μ，線數(shù)是75～165線/英寸；涂布時(shí)固化條件是固化溫度為100～250℃、固化時(shí)間為10～30S。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空調(diào)器散熱片所采用的親水涂層鋁箔用水溶性潤滑組合物及其制備和使用方法，該組合物是聚乙二醇醚70－90％、水性樹脂5－15％、流平劑0.5－1.5％、防凍劑0.5－1.5％、氧化聚乙烯蠟1－7％、去離子水1.5－10％。制備方法是首先用二異氰酸酯與聚乙二醇進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，然后用終止劑終止活性端基使反應(yīng)終止，再用溶劑稀釋冷卻制得聚乙二醇醚，然后將各組分按配比加入高速分散機(jī)中攪拌溶解，待樹脂全部溶解后即制備出水溶性潤滑組合物。將該組合物采用網(wǎng)輥涂布法涂布在鋁箔的兩面，網(wǎng)輥深度是40～100μ，線數(shù)是75～165線/英寸；固化溫度為100～250℃、固化時(shí)間為10～30S。
文檔編號C10M107/32GK1884458SQ20061008821
公開日2006年12月27日 申請日期2006年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月4日
發(fā)明者朱俊明, 張敏達(dá), 繆曉鋒, 朱軍 申請人:江蘇常鋁鋁業(yè)股份有限公司