專利名稱：親水性改性劑,親水性改性方法和借此改性親水性的鋁材料或鋁合金材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及親水性改性劑和親水性改性方法，它們甚至在長周期使用過程中，能夠提供良好的親水性和防止氣味的能力，和更具體地，涉及適用于蒸發(fā)器和換熱器的親水性改性劑和親水性改性方法。
日本公開出版物平-05-302042公開了親水性改性劑，該改性劑包括聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、尼龍、酚醛樹脂等。日本公開出版物平-05-202313、日本公開出版物平-05-214273、JP2649297和日本公開出版物平-10-30069公開了親水性改性劑，該改性劑包括可水分散的有機(jī)樹脂和二氧化硅或氧化鋁。此外，日本公開出版物平-09-087576公開了用于親水性改性的組合物，該組合物包括少量親水性交聯(lián)的丙烯酸類聚合物粒子。
日本公開出版物平-07-323500、日本公開出版物平-09-14889和日本公開出版物平-11-131254公開了親水性改性劑，通過交聯(lián)如磺酸基的極性官能團(tuán)和用于不溶解性的丙烯酰胺，該改性劑被用于保持親水性。
日本公開出版物2000-262968公開一種用于鋁翅片的涂層，該涂層包括皂化度不小于90％的PVA和金屬鹽，并被用于抑制氣味散發(fā)和親水性的惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種親水性改性劑和親水性進(jìn)方法，它們不僅僅能夠抑制獲得的親水性涂層自身的氣味，也能抑制在曝露于氣味劑下之后散發(fā)出的令人不愉快的氣味，并甚至在長周期使用過程中保持親水性。本發(fā)明的另外目的是提供由該親水性改性方法得到的鋁材料或鋁合金材料，它合適地用于換熱器等。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在防銹處理之后，將由鋁或鋁合金制造的基材材料采用一種親水性改性劑處理時(shí)，該改性劑包括含羥基和酯鍵的自由基聚合物，該自由基聚合物的數(shù)均分子量為1,000-1,000,000，該聚合物包含分別占自由基聚合物中羥基和酯鍵總數(shù)50-99.9摩爾％的羥基和0.1-50摩爾％的酯鍵，這樣獲得的含親水性涂層的涂覆基材材料，可抑制來自基材材料的可能的氣味散發(fā)，和甚至在長周期使用過程中抑制來自上述親水性涂層自身的可能的氣味散發(fā)，甚至在曝露于氣味劑，如煙草、汗水和香料之后，可以抑制這些氣味劑令人不愉快的氣味散發(fā)，和保持足夠的親水性。在這樣發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。
因此本發(fā)明提供一種親水性改性劑，該改性劑包括含羥基和酯鍵的自由基聚合物，該自由基聚合物的數(shù)均分子量為1,000-1,000,000，該羥基和該酯鍵分別占自由基聚合物中羥基和酯鍵總數(shù)的50-99.9摩爾％和0.1-50摩爾％，和相對于該親水性改性劑，該自由基聚合物占0.1-30質(zhì)量％。
上述自由基聚合物優(yōu)選是皂化度不小于90％的聚乙烯醇。
優(yōu)選，上述親水性改性劑進(jìn)一步包括至少一種選自如下的組分Ca、Al、Mg、Fe和Zn的磷化合物鹽和硼化合物鹽，相對于上述樹脂聚合物基于固體物質(zhì)，其量為0.1-200質(zhì)量％。
上述親水性改性劑進(jìn)一步優(yōu)選包括至少一種選自如下的組分無機(jī)交聯(lián)劑、有機(jī)交聯(lián)劑和偶聯(lián)劑，和可包括小于50質(zhì)量％的平均粒子直徑為0.01-5μm的粒子，相對于上述自由基聚合物基于固體物質(zhì)。
優(yōu)選，上述親水性改性劑包括小于50質(zhì)量％的親水性有機(jī)化合物，相對于上述自由基聚合物基于固體物質(zhì)，該有機(jī)化合物含有至少一個(gè)選自如下的基團(tuán)羥基、羧基、磺基、酰氨基、氨基、膦酸基和腈基和醚鍵。優(yōu)選，上述親水性有機(jī)化合物含有聚氧乙烯鏈。
本發(fā)明也提供一種親水性改性方法，該方法包括如下步驟在由鋁或鋁合金制造的基材材料的防銹處理之后，采用親水性改性劑，在基材上形成固體涂層量為0.02-3g/m2的涂層。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器采用上述親水性改性方法處理。
在如下部分，詳細(xì)描述本發(fā)明。
本發(fā)明的親水性改性劑包括含羥基和酯鍵的自由基聚合物。上述自由基聚合物具有良好的親水性和耐水性，自身不具有氣味和幾乎不使氣味劑在其上吸附，這樣包括上述自由基聚合物的本發(fā)明親水性改性劑的親水性和防氣味能力優(yōu)異。即使在曝露于水滴或曝露于流動水時(shí)，由其獲得的親水性涂層幾乎不惡化，因此幾乎不曝露無機(jī)物質(zhì)，如二氧化硅，或其它殘余單體組分，其是非必要地包含的和散發(fā)它們自身的粉塵氣味，和/或吸附在其上物質(zhì)的令人不愉快氣味，此外幾乎不曝露處理材料，如鋁，這樣可以防止處理的材料它們自身被分散，以散發(fā)粉塵的氣味或被腐蝕。
上述自由基聚合物在側(cè)鏈含有羥基和酯鍵。在其側(cè)鏈上，除羥基和酯鍵以外，上述自由基聚合物可含有另外的官能團(tuán)。官能團(tuán)包括親水性官能團(tuán)等，例如陰離子基團(tuán)，如羧基、磺酸基和膦酸基；陽離子基團(tuán)，如氨基和咪唑環(huán)；和非離子基團(tuán)如環(huán)氧基團(tuán)和醚鍵。除上述自由基聚合物中烴基如甲基和乙基以外，上述自由基聚合物中作為側(cè)鏈的羥基和酯鍵的總量優(yōu)選為80-100摩爾％，相對于總側(cè)鏈官能團(tuán)。
在上述自由基聚合物中，羥基占上述自由基聚合物中羥基和酯鍵總數(shù)的50-99.9摩爾％，優(yōu)選60-99.9摩爾％。當(dāng)羥基的比例小于50摩爾％時(shí)，獲得的涂層親水性變差。另一方面，當(dāng)該比例超過99.9摩爾％時(shí)，從生產(chǎn)工藝觀點(diǎn)出發(fā)，難以生產(chǎn)滿足上述條件的自由基聚合物。
上述酯鍵占上述自由基聚合物中羥基和酯鍵總數(shù)的0.1-50摩爾％，優(yōu)選0.1-40摩爾％。當(dāng)酯鍵的比例小于0.1摩爾％時(shí)，從生產(chǎn)工藝觀點(diǎn)出發(fā)，難以生產(chǎn)滿足上述條件的自由基聚合物。另一方面，當(dāng)該比例超過50摩爾％時(shí)，獲得的涂層親水性變差。
上述自由基聚合物并不特別限制，但可以是通過自由基聚合獲得的任何樹脂。一般情況下，它是可通過含有不飽和雙鍵，如乙烯基的單體或各種單體的自由基聚合獲得的聚合物。上述自由基聚合物的側(cè)鏈官能團(tuán)可以是預(yù)選包含在單體中，和因此通過聚合以側(cè)鏈直接引入的那些，或在聚合物形成之后通過改性引入的那些。
形成上述自由基聚合物的單體組分并不特別限制，但例如優(yōu)選是乙烯基酯；更優(yōu)選是醋酸乙烯酯或其衍生物。此外，單體組分可包括如下丙烯酸類單體的一種或多種如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯如丙烯酸2-羥乙酯和甲基丙烯酸2-羥乙酯和丙烯腈等。
改性并不特別限制，但包括，例如皂化、環(huán)氧改性、甲硅烷基改性、硫醇改性、羰基改性和另外陰離子改性如羧酸改性，和陽離子改性如胺改性。
上述自由基聚合物的羥基一般可通過皂化自由基聚合物獲得，該自由基聚合物可通過使用醋酸乙烯酯作為單體組分獲得。它們也可以通過包括含羥基單體的單體組分的自由基聚合獲得。
從防止氣味和提供親水性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選上述自由基聚合物是聚乙烯醇。上述聚乙烯醇的皂化度優(yōu)選不小于90％，更優(yōu)選不小于95％。當(dāng)皂化度小于90％時(shí)，親水性可變差。
上述聚乙烯醇可與衍生自相同聚乙烯醇的部分改性物結(jié)合使用，將該聚乙烯醇改性以獲得一些其它官能團(tuán)，同時(shí)含有上述比例的羥基和酯鍵。
上述自由基聚合物的數(shù)均分子量為1,000-1,000,000，優(yōu)選10,000-200,000。當(dāng)它小于1,000時(shí)，成膜能力變差和涂層的親水性和其它物理性能也變差。當(dāng)它超過1,000,000時(shí)，獲得的親水性改性劑產(chǎn)生高度粘性的溶液，導(dǎo)致較差的可加工性和差的涂層物理性能。
相對于本發(fā)明親水性改性劑，上述自由基聚合物占0.1-30質(zhì)量％，優(yōu)選0.1-20質(zhì)量％。當(dāng)該數(shù)值小于0.1質(zhì)量％時(shí)，不能獲得足夠水平的成膜能力，及親水性和防氣味能力可能會變差。當(dāng)它超過30質(zhì)量％時(shí)，在獲得的親水性改性劑中傾向于發(fā)生聚集，在一些情況下導(dǎo)致較差的可加工性和差的涂層物理性能。
優(yōu)選，除上述含羥基和酯鍵的自由基聚合物以外，本發(fā)明的親水性改性劑進(jìn)一步包含親水性有機(jī)化合物否則會犧牲防氣味能力。當(dāng)它包含上述其它親水性有機(jī)化合物時(shí)，本發(fā)明的親水性改性劑可顯示進(jìn)一步改性的親水性。
除自由基聚合物以外的上述親水性有機(jī)化合物含有親水性官能團(tuán)，上述親水性官能團(tuán)包括，例如，羥基、羧酸、磺酸基、酰胺、氨基和膦酸基、醚鍵、咪唑環(huán)、和腈基。上述醚鍵包括乙縮醛鍵。這些親水性官能團(tuán)可以單獨(dú)使用或結(jié)合使用。作為上述親水性有機(jī)化合物，可以提及的是例如，聚酰胺，如水溶性尼龍物質(zhì)、聚丙烯酸、聚乙烯基磺酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯基咪唑、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基乙酰胺、聚胺、聚丙烯酰胺、類異戊二烯磺酸聚合物、聚乙烯基甲酰胺、聚烯丙基胺、聚乙烯亞胺、聚脒、聚谷氨酸、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、聚碳二亞胺、水溶性聚氨酯、水溶性聚酯、水溶性酚醛樹脂、水溶性環(huán)氧樹脂和相似樹脂，及其改性物、脫乙酰殼聚糖、藻酸和相似親水性低分子化合物。
在除自由基聚合物以外的上述親水性有機(jī)化合物中，上述醚鍵可以是聚氧化烯鏈。當(dāng)改性劑包括含聚氧化烯鏈的親水性有機(jī)化合物時(shí)，獲得的親水性涂層可顯示更加改性的親水性，同時(shí)保持與不加入其可達(dá)到的基本相同的防氣味能力。含聚氧化烯鏈的親水性有機(jī)化合物并不特別限制，但包括例如聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、非離子表面活性劑、反應(yīng)性烯化氧基表面活性劑、環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷嵌段聚合物、環(huán)氧乙烷-甲醛嵌段聚合物、含環(huán)氧乙烷-衍生部分的丙烯酸類樹脂、含環(huán)氧乙烷-衍生部分的聚酯樹脂、和含環(huán)氧乙烷-衍生部分的聚氨酯樹脂。
當(dāng)包含在改性劑中時(shí)，上述親水性有機(jī)化合物優(yōu)選占50質(zhì)量％，相對于本發(fā)明親水性改性劑中的樹脂固體物質(zhì)。當(dāng)含量超過50質(zhì)量％時(shí)，對上述親水性有機(jī)化合物的氣味劑附著可散發(fā)令人不愉快的氣味，同時(shí)，上述自由基聚合物的引入比例變得太低，改性劑作為一個(gè)整體的防氣味能力變差。優(yōu)選是小于30質(zhì)量％的含量。
本發(fā)明的親水性改性劑優(yōu)選包含，與上述自由基聚合物結(jié)合的至少一種選自如下的組分Ca、Al、Mg、Fe和Zn的磷化合物鹽和硼化合物鹽。當(dāng)它包含上述磷化合物鹽和/或硼化合物鹽時(shí)，它自身并不散發(fā)出任何氣味，本發(fā)明的親水性改性劑顯示提高的防氣味能力，保持親水性，和顯示提高的成膜能力。
上述磷化合物鹽并不特別限制，但優(yōu)選是由磷原子和氧原子組成的酸如磷的含氧酸的鹽，包括，例如，磷酸鹽、亞磷(膦)酸鹽、次磷(次膦)酸鹽、植酸鹽、及縮合的磷酸鹽。以上縮合磷酸鹽并不特別限制但包括，例如，偏磷酸鹽、和多磷酸如焦磷酸和三聚磷酸的鹽。上述磷化合物鹽優(yōu)選幾乎不溶于水，更優(yōu)選在水中(20℃)的溶解度不大于1.0g/100cm3。
上述硼化合物鹽并不特別限制但包括，例如，硼酸鹽和氟硼酸鹽。
上述磷化合物鹽和硼化合物鹽的平均粒子直徑優(yōu)選為0.01-5μm。
上述磷化合物鹽和/或硼化合物鹽優(yōu)選占0.1-200質(zhì)量％，優(yōu)選5-50質(zhì)量％，相對于本發(fā)明親水性改性劑中的樹脂固體物質(zhì)。當(dāng)它小于0.1質(zhì)量％時(shí)，不能通過加入上述磷化合物鹽和/或硼化合物鹽，而增強(qiáng)防氣味能力和成膜能力。當(dāng)它超過200質(zhì)量％時(shí)，磷化合物鹽和/或硼化合物鹽自身可散發(fā)出氣味或涂層的物理性能可能惡化。
優(yōu)選，本發(fā)明的親水性改性劑進(jìn)一步包括至少一種選自如下的組分無機(jī)交聯(lián)劑、有機(jī)交聯(lián)劑和偶聯(lián)劑。當(dāng)它包含上述交聯(lián)劑和/或偶聯(lián)劑時(shí)，即使當(dāng)它們曝露于水滴或流動水之下，上述親水性改性劑可提供耐惡化例如侵蝕的親水性涂層，因此，可以進(jìn)一步提高親水性和/或成膜能力。
上述無機(jī)交聯(lián)劑并不特別限制。然而，優(yōu)選的是，能與上述自由基聚合物形成配合物的金屬化合物，例如含鋯、鈦、鉻、鋁或鋅的金屬化合物。二氧化硅也可用作上述無機(jī)交聯(lián)劑。上述有機(jī)交聯(lián)劑或偶聯(lián)劑并不特別限制，但包括含有能與羥基或與改性官能團(tuán)反應(yīng)的官能團(tuán)的那些，例如封閉異氰酸酯、酚醛樹脂、三聚氰胺、硅烷偶聯(lián)劑、鈦偶聯(lián)劑、環(huán)氧化合物、碳二亞胺、硫醇化合物、硅烷化合物、氨基樹脂、羧酸及其酐、胺、環(huán)乙亞胺化合物和類似有機(jī)化合物。
上述無機(jī)交聯(lián)劑、有機(jī)交聯(lián)劑和/或偶聯(lián)劑優(yōu)選占0.01-20質(zhì)量％，相對于本發(fā)明親水性改性劑中的樹脂固體物質(zhì)。當(dāng)它小于0.01質(zhì)量％時(shí)，不能通過加入這樣的交聯(lián)劑和/或偶聯(lián)劑，而增強(qiáng)親水性和成膜能力。當(dāng)它超過20質(zhì)量％時(shí)，這樣交聯(lián)劑和/或偶聯(lián)劑自身的氣味變得顯著，或可能吸附氣味劑以散發(fā)令人不愉快的氣味，或可能削弱親水性。
本發(fā)明親水性改性劑可進(jìn)一步包含平均粒子直徑為0.01-5μm的粒子。在本說明書中，平均粒子直徑為0.01-5μm的上述粒子不是上述親水性有機(jī)化合物、磷化合物鹽、硼化合物鹽、交聯(lián)劑和偶聯(lián)劑。當(dāng)它包含上述粒子時(shí)，本發(fā)明的親水性改性劑可使采用上述親水性改性劑處理而獲得的涂層表面變成不平坦的，和通過此不平坦提高親水性。
上述粒子可以是有機(jī)化合物粒子或無機(jī)化合物粒子。作為有機(jī)化合物，可以提及的是，例如，丙烯酸類、硅氧烷、三聚氰胺和以微小粒子形式的纖維素聚合物；氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、玻璃珠和二氧化硅可為無機(jī)化合物的例子。
當(dāng)上述粒子的平均粒子直徑小于0.01μm時(shí)，難以獲得足以改性親水性涂層表面的親水性的不平坦輪廓。當(dāng)它超過5μm時(shí)，上述涂層表面的不平坦變得過度，這樣在涂層表面上可發(fā)生冷凝水的保留，或在一些情況下涂層的外觀可變差。優(yōu)選的平均粒子直徑是0.1-2μm。
上述粒子優(yōu)選占小于50質(zhì)量％，相對于本發(fā)明親水性改性劑的樹脂固體物質(zhì)。當(dāng)它不小于50質(zhì)量％時(shí)，上述粒子自身可散發(fā)氣味和/或在其上吸附的氣味劑可散發(fā)令人不愉快的氣味。優(yōu)選，它低于30質(zhì)量％。
本發(fā)明的親水性改性劑可進(jìn)一步包含分散劑，這樣上述自由基聚合物可均勻分散。上述分散劑并不特別限制但包括，例如，高分子多羧酸烷醇胺鹽、丙烯酸類共聚物、多羧酸酰胺溶液、脂肪族多元羧酸和高分子酸聚酯鹽。也可以加入各種表面活性劑用于獲得分散體。
可以向本發(fā)明的親水性改性劑中加入任何各種抗微生物劑。
可用作上述抗微生物劑的是，例如，巰氧吡啶鋅、2-(4-噻唑基)-苯并咪唑、1，2-苯并異噻唑啉、2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮、N-(氟二氯甲基硫代)鄰苯二甲酰亞胺、N，N’-二甲基-N’-苯基-N’-(氟二氯甲基硫代)磺酰胺、甲基2-苯并咪唑氨基甲酸酯、雙(二甲基硫代氨基甲酰)二硫化物、N-(三氯甲基硫代)-4-環(huán)己烷-1，2-二羧酰亞胺、偏硼酸鋇、烯丙基異硫氰酸酯；聚氧化烯三烷基銨鹽、有機(jī)硅季銨鹽、六亞甲基雙胍鹽酸鹽、和類似的季銨鹽；氯化三正丁基tera癸基磷鎓等季鏻鹽；多元酚抗微生物劑、苯酰胺抗微生物劑、和雙胍抗微生物劑。
根據(jù)需要，可以在本發(fā)明親水性改性劑中引入不是上述那些的各種添加劑。作為上述添加劑，可以提及的是潤滑劑、抗微生物劑、抗真菌劑、防腐劑、抗菌劑、表面活性劑、顏料、染料和提供耐腐蝕性的抑制劑等。
可以按通常的方式制備本發(fā)明的親水性改性劑。例如，可以使用這樣的方法，該方法包括將上述自由基聚合物，如需要與其它親水性有機(jī)合物一起，在整個(gè)改性劑中溶解或分散，加入非必要的組分，如磷化合物鹽和/或硼化合物鹽、平均粒子直徑為0.01-5μm的粒子、交聯(lián)劑、偶聯(lián)劑、和其它添加劑，和，如必須，使用超聲波分散混合機(jī)、使用微介質(zhì)或類似物質(zhì)的分散混合機(jī)，進(jìn)行強(qiáng)制分散。
本發(fā)明提供一種親水性改性方法，該方法包括如下步驟在由鋁或鋁合金制造的基材材料的防銹處理之后，采用親水性改性劑，在基材上形成固體涂層量為0.02-3g/m2的涂層。
一般情況下，通過采用酸性或堿性清潔劑清潔，將基材材料預(yù)先進(jìn)行脫脂處理。
上述酸性清潔劑并不特別限制但包括，例如，酸性水溶液，如硝酸、硫酸和氫氟酸的那些或這些物質(zhì)的結(jié)合物。上述酸性清潔劑的酸濃度優(yōu)選為1-10N，更優(yōu)選3-6N。也優(yōu)選采用選自如下金屬的鹽或酸鹽補(bǔ)充酸性清潔劑鐵、鎳、鈷、鉬和鈰。
上述堿性清潔劑并不特別限制但包括，例如，包含如下物質(zhì)至少一種的堿性水溶液氫氧化鈉、硅酸鈉和磷酸鈉。也可以向上述堿性水溶液中加入表面活性劑，因此以增加其去垢力。
清潔上述基材材料的方法不特別限制但包括，例如，采用上述清潔劑噴淋基材材料，或?qū)⒒牟牧辖氚鲜銮鍧崉┑脑≈?。上述清潔劑的液體溫度優(yōu)選為10-70℃，和與上述清潔劑的接觸時(shí)間優(yōu)選為1秒-5分鐘。當(dāng)液體溫度低于10℃或上述接觸時(shí)間短于1秒時(shí)，刻蝕可能不充分，從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)出發(fā)，超過70℃的溫度或超過5分鐘的時(shí)間可能是不利的。將以上述方式清潔的基材材料采用水洗滌，和然后進(jìn)行防銹處理。
采用化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方式，使用化學(xué)轉(zhuǎn)化劑，進(jìn)行上述的防銹處理?？梢允褂玫纳鲜龌瘜W(xué)轉(zhuǎn)化劑是通常的彩色鉻酸鹽化試劑、磷酸彩色試劑和非鉻處理劑。
上述彩色鉻酸鹽化試劑是包含鉻酸、氟化物和強(qiáng)酸的水溶液，和包括反應(yīng)性鉻酸鹽和電解質(zhì)鉻酸鹽，它的主組分是三價(jià)鉻，和涂料類型鉻酸鹽，其中混合了六價(jià)鉻和三價(jià)鉻。上述磷酸鉻酸鹽化試劑是包含鉻酸、正磷酸和氟化物的混合水溶液。在采用上述鉻酸鹽化劑進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理中，必須分別控制六價(jià)鉻離子、磷酸根離子和氟離子的數(shù)量。
上述非鉻處理試包括反應(yīng)性處理劑和涂料類型處理劑。上述反應(yīng)性處理劑包括鋯鹽、鈦鹽、硅鹽、硼鹽和高錳酸鹽。也優(yōu)選這些鹽的氟化物。上述涂料類型處理劑包括，例如，涂料類型非鉻處理劑，其中鋯鹽與水溶性樹脂混合。優(yōu)選，其中需要時(shí)，將至少一種選自如下的組分加入到上述非鉻處理劑中錳、釩、鎢、鉬、鈦和鋁及包含這些元素的化合物，如錳酸、高錳酸、釩酸、鎢酸和鉬酸、二氧化硅、磷酸和磷酸鹽。
上述基材材料的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法并不特別限制但包括，例如，浸漬方法和噴淋方法。在其中上述基材材料具有復(fù)雜輪廓，如汽車蒸發(fā)器的情況下，優(yōu)選浸漬方法。在上述化學(xué)轉(zhuǎn)化處理中，處理溫度優(yōu)選為平常溫度或略微升高的溫度，更優(yōu)選10-70℃，和處理時(shí)間優(yōu)選為1秒-5分鐘。
作為上述的防銹處理，可以在基材上涂敷環(huán)氧、聚氨酯或丙烯酸類的樹脂底漆。
通過上述化學(xué)轉(zhuǎn)化處理獲得的化學(xué)轉(zhuǎn)化涂層優(yōu)選具有10-300mg/m2的固體涂層量，基于如附著的Cr、Zr或Ti。當(dāng)量小于10mg/m2時(shí)，防銹性能可能不足。當(dāng)量超過300mg/m2時(shí)，在經(jīng)濟(jì)上是不利的，另外，由于與親水性涂層的反應(yīng)，可導(dǎo)致親水性的降低。在上述化學(xué)轉(zhuǎn)化處理之后，將基材采用水洗滌，如需要，然后使用上述親水性改性劑進(jìn)行親水性改性。
上述親水性改性方法并不特別限制但包括，例如，浸漬方法和涂敷方法。在其中上述基材材料具有復(fù)雜輪廓，如汽車蒸發(fā)器的情況下，優(yōu)選浸漬方法。在其中基材材料是翅片材料的情況下，優(yōu)選是涂敷方法。當(dāng)在上述親水性改性中采用浸漬方法時(shí)，處理液體溫度優(yōu)選為約10-60℃，和處理時(shí)間優(yōu)選為約3秒-約5分鐘。通過上述親水性改性，形成固體涂層量為0.02-3g/m2的涂層。當(dāng)它小于0.02g/m2時(shí)，不能產(chǎn)生親水性能。當(dāng)它超過3g/m2時(shí)，生產(chǎn)率會降低。它優(yōu)選是0.05-3g/m2，更優(yōu)選0.1-1g/m2。
在上述親水性改性之后，分別在如下條件下進(jìn)行烘烤在其中上述基材材料是模塑物質(zhì)的情況下，烘烤在100-220℃進(jìn)行10-60分鐘，和在其中上述基材材料是翅片材料的情況下，在100-330℃進(jìn)行3-40分鐘，因此可以獲得親水性涂層。在低于上述下限的烘烤溫度下，可導(dǎo)致不令人滿意的可成膜性，在高于上限的烘烤溫度下，親水性的持久性會降低。在其中上述基材材料是模塑物質(zhì)的情況下，烘烤溫度優(yōu)選為120-200℃，和在其中上述基材材料是翅片材料的情況下，烘烤溫度優(yōu)選為180-280℃。
本發(fā)明的親水性改性劑包括自由基聚合物，該聚合物包含分別占分子中羥基和酯鍵總數(shù)50-99.9摩爾％的羥基和0.1-50摩爾％的酯鍵，因此，從上述親水性改性劑獲得的親水性涂層顯示非常良好的親水性，另外，作為涂層的內(nèi)在性能，不僅粉塵或類似不愉快氣味的散發(fā)減弱，而且在曝露于氣味劑之后，氣味劑的不愉快氣味的散發(fā)減弱。本發(fā)明親水性改性方法產(chǎn)生這樣有利效果的機(jī)理并不完全清楚，但可能是如下的原因。
這樣，由于其中包含的羥基，上述自由基聚合物顯示高的親水性水平，相反上述自由基聚合物，特別是聚乙烯醇結(jié)晶度較高和密度較高，這樣即使氣味劑附著到羥基上，推測它不累積而是釋放，因此不會散發(fā)上述氣味劑不愉快的氣味。
因此，本發(fā)明的親水性改性劑和使用上述親水性改性劑的親水性改性方法適合用于鋁或鋁合金材料，和更適合用于特別是蒸發(fā)器如汽車蒸發(fā)器、換熱器、汽車翅片、房間空調(diào)器等。
具有上述構(gòu)造的本發(fā)明親水性改性方法，不會散發(fā)粉塵氣味，該粉塵氣味在親水性改性劑的一些組分中是內(nèi)在的，或不會散發(fā)吸附在其上氣味劑不愉快的氣味。因此，即使在長周期使用過程中，也可以抑制獲得的親水性涂層自身氣味，和可以抑制曝露于氣味劑之后不令人愉快的氣味散發(fā)，同時(shí)可以保持親水性。因此，親水性改性劑，親水性改性方法和通過上述親水性改性方法處理的鋁或鋁合金材料適合用于蒸發(fā)器、換熱器、汽車翅片、房間空調(diào)器等。
0點(diǎn) 無氣味；1點(diǎn) 剛剛聞到微弱的氣味；2點(diǎn) 相當(dāng)容易地聞到氣味；3點(diǎn) 清楚地聞到氣味；4點(diǎn) 聞到強(qiáng)烈的氣味；5點(diǎn) 聞到非常強(qiáng)烈的氣味。4.附著氣味(1)將親水性改性產(chǎn)品與流動自來水接觸72小時(shí)，然后放入會議室(50m3)中，其中將產(chǎn)品曝露于20支香煙的煙霧下3小時(shí)。然后，將它在另一個(gè)無煙會議室(50m3)中靜置1小時(shí)，其后，根據(jù)如上3所述的0-5標(biāo)準(zhǔn)將它進(jìn)行感官評價(jià)。
5.附著氣味(2)將親水性改性產(chǎn)品與流動自來水接觸72小時(shí)，然后放入會議室(50m3)中，其中將產(chǎn)品曝露于四種每種都為100ml的市售香料的氣味下，這四種香料是CKone(Calvin Klein)、Ptisenbon(Givenchy)、True Love(Elizabeth Arden)和Tendre Poison(Christian Dior)。然后，將它在另一個(gè)無氣味會議室(50m3)中靜置1小時(shí)，其后，如上3所述的0-5標(biāo)準(zhǔn)將它進(jìn)行感官評價(jià)。
表1

對比例1-4按實(shí)施例1中相同的方式獲得親水性改性產(chǎn)品，區(qū)別在于使用分別具有如表2所示組成的親水性改性劑。在親水性改性劑中使用的是聚丙烯酸[均聚物，數(shù)均分子量為100,000]、膠體二氧化硅[SiO2的水分散體，平均粒子直徑為0.3μm]、羧甲基纖維素[數(shù)均分子量為20,000]、聚乙烯基磺酸[均聚物，數(shù)均分子量為20,000]、聚丙烯酰胺[均聚物，數(shù)均分子量為20,000]、聚乙烯基吡咯烷酮[均聚物，數(shù)均分子量為20,000]和聚環(huán)氧乙烷[PEO，數(shù)均分子量為100,000]。評價(jià)結(jié)果見表2。
表2

從表1和表2可見，在對比例中獲得的親水性改性產(chǎn)品，它們不在本發(fā)明范圍之內(nèi)，親水性和/或防氣味能力較差，在實(shí)施例中獲得的親水性改性產(chǎn)品，它們在本發(fā)明范圍之內(nèi)，親水性和防氣味能力優(yōu)異。
實(shí)施例19-31在65℃下，將基材采用堿性清潔劑[Surfcleaner 340，1％，NipponPaint的產(chǎn)品]處理5秒，然后在50℃下，采用磷酸鉻基防銹劑[Alsurf407/47，3％/0.5％，Nippon Paint的產(chǎn)品]進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理5秒。然后，使用刮涂機(jī)，將具有如表3所示各自組成的親水性改性劑，其中所述組分是在實(shí)施例1-18的親水性改性劑中使用的組分，涂敷到基材上。然后在220℃下，將涂層烘烤20秒，以得到親水性改性產(chǎn)品，將固體涂層量調(diào)節(jié)到0.3g/m2。按實(shí)施例1中相同的方式，評價(jià)獲得的親水性處理產(chǎn)品。評價(jià)結(jié)果見表3。
表3

從表1和表3可見，在實(shí)施例19-31中，改變了脫脂處理、防銹處理和烘烤條件，與實(shí)施例1-18相比，在防氣味能力保持幾乎相同情況下，在大多數(shù)情況下親水性得到提高。
權(quán)利要求
1.一種親水性改性劑，該改性劑包括含羥基和酯鍵的自由基聚合物，該自由基聚合物的數(shù)均分子量為1,000-1,000,000，該羥基和該酯鍵分別占自由基聚合物中羥基和酯鍵總數(shù)的50-99.9摩爾％和0.1-50摩爾％，和相對于該親水性改性劑，該自由基聚合物占0.1-30質(zhì)量％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的親水性改性劑，其中自由基聚合物是皂化度不小于90％的聚乙烯醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的親水性改性劑，它包括至少一種選自如下的組分Ca、Al、Mg、Fe和Zn的磷化合物鹽和硼化合物鹽，相對于樹脂固體物質(zhì)，其量為0.1-200質(zhì)量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)的親水性改性劑，它包括至少一種選自如下的組分無機(jī)交聯(lián)劑、有機(jī)交聯(lián)劑和偶聯(lián)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)的親水性改性劑，它包括相對于樹脂固體物質(zhì)小于50質(zhì)量％的平均粒子直徑為0.01-5μm的粒子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)的親水性改性劑，它包括相對于樹脂固體物質(zhì)小于50質(zhì)量％的親水性有機(jī)化合物，該有機(jī)化合物含有至少一個(gè)選自如下的基團(tuán)羥基、羧基、磺基、酰氨基、氨基、膦酸基和腈基和醚鍵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的親水性改性劑，其中親水性有機(jī)化合物含有聚氧乙烯鏈。
8.一種親水性改性方法，該方法包括如下步驟在由鋁或鋁合金制造的基材材料的防銹處理之后，采用根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)的親水性改性劑，在基材上形成固體涂層量為0.02-3g/m2的涂層。
9.由根據(jù)權(quán)利要求8的親水性改性方法處理的鋁或鋁合金。
全文摘要
提供了一種親水性改性劑和親水性改性方法,它們不僅能夠抑制獲得的親水性涂層自身的氣味,也能抑制在曝露于氣味劑下之后散發(fā)出的令人不愉快的氣味,并甚至在長周期使用過程中保持親水性,和由該親水性改性方法得到的鋁材料或鋁合金材料,它適合用于換熱器等。一種親水性改性劑,該改性劑包括含羥基和酯鍵的自由基聚合物,該自由基聚合物的數(shù)均分子量為1,000－1,000,000,該羥基和該酯鍵分別占自由基聚合物中羥基和酯鍵總數(shù)的50－99.9摩爾%和0.1－50摩爾%,相對于該親水性改性劑,該自由基聚合物占0.1－30質(zhì)量%。
文檔編號F28D17/00GK1389524SQ02108070
公開日2003年1月8日 申請日期2002年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月27日
發(fā)明者印部俊雄, 前川進(jìn), 牛尾朗, 齊藤宏一 申請人:日本油漆株式會社