專利名稱：親水涂層鋁箔用水溶性潤(rùn)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(rùn)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(rùn)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)熱交換器已普遍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，金屬管與翅片緊密貼合，空調(diào)運(yùn)行時(shí)，制冷劑通過金屬管和翅片與外界進(jìn)行熱交換。親水涂層鋁箔的親水性能直接影響空調(diào)的熱交換效果，親水性好，與水的接觸角小，翅片間不會(huì)形成水橋，風(fēng)阻小，散熱效果好。翅片加工過程中常見的缺陷是沖孔開裂，開裂會(huì)使翅片與金屬管的貼合不充分，影響熱傳導(dǎo)，熱交換的效果變差。同時(shí)，隨著翅片厚度的進(jìn)一步減薄，為滿足沖孔時(shí)不產(chǎn)生開裂的要求，親水涂層鋁箔表面的摩擦系數(shù)要求就更小。而目前的翅片加工，大多采用免清洗油潤(rùn)滑，但潤(rùn)滑油的種類較多，組分結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，對(duì)親水層的污染也不盡相同，有的甚至可能會(huì)破壞表面親水涂層，最終影響熱交換的效果。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對(duì)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(rùn)滑組合物，該組合物固化成膜后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(duì)模具的潤(rùn)滑和對(duì)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。
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(rùn)滑組合物，其特征在于該組合物的組份和重量配比是改性聚乙二醇醚10-25％、水性樹脂1-4％、流平劑0.6-1.4％、防凍劑0.6-1.4％、去離子水70-85％。
其中水性樹脂可以是聚乙烯醇PVAL1799、PVAL2699中的一種。
其中水性樹脂可以是聚乙烯吡咯烷酮，平均分子量30000～300000中的一種。
其中水性樹脂可以是羥乙基纖維素HS-6000，HS10000中的一種或幾種的混合物。
流平劑是聚丙烯酸酯類流平劑，平均分子量為6000～15000中的一種。
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(rùn)滑樹脂改性聚乙二醇醚的制備用一元酸同聚乙二醇進(jìn)行酯化反應(yīng)，并保證反應(yīng)過程中一元酸的過量，反應(yīng)溫度為110～150℃，反應(yīng)時(shí)間為3～5小時(shí)；加入少量催化劑；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％的水性潤(rùn)滑性樹脂，其中各反應(yīng)物的摩爾比為聚乙二醇∶一元酸∶催化劑＝1.0∶1.1～1.3∶0.001～0.01；該水性潤(rùn)滑性能樹脂兩端均可以全部封端，也可以部分封端。
所述的一元酸可以是甲酸、乙酸、丁酸中的任意一種或幾種的混合物。
所述的聚乙二醇可以是PEG10000，PEG12000，PEG20000中的一種或幾種的混合物 所述的催化劑可以是固體強(qiáng)酸或單丁基氧化錫中的一種。
所述溶劑可以是水、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇丁醚或丙二醇丁醚。
2)將步驟1)制得的改性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。
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(rùn)滑組合物采用網(wǎng)輥涂布法涂布在親水涂層鋁箔的正反兩面，網(wǎng)輥深度是42～95μ，線數(shù)是80～160線/英寸；涂布時(shí)固化條件是固化溫度為110～240℃、固化時(shí)間為12～28秒。
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(duì)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110～240℃、固化時(shí)間為12～28秒，能確保涂層符合規(guī)定的性能指標(biāo)。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是涂布潤(rùn)滑層后可以隔離潤(rùn)滑油對(duì)親水涂層的影響，保證有效的親水性，帶潤(rùn)滑層的親水涂層鋁箔表面磨擦系數(shù)小，能減少?zèng)_壓過程中對(duì)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?zèng)_制技術(shù)的發(fā)展要求。
本發(fā)明所述的帶潤(rùn)滑層的親水涂層鋁箔主要技術(shù)指標(biāo)如下 其他質(zhì)量指標(biāo)與不帶潤(rùn)滑層的親水涂層鋁箔一致。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1 潤(rùn)滑組合物組分和配比(重量％)是改性聚乙二醇醚20％、水性樹脂(聚乙烯醇PVAL1799)2％、流平劑(聚丙烯酸酯類流平劑，平均分子量為6000)0.8％、防凍劑(乙二醇)1.2％、去離子水76％。
潤(rùn)滑組合物制備方法包括以下步驟 1)水性潤(rùn)滑樹脂改性聚乙二醇醚的制備用一元酸(甲酸)同聚乙二醇(PEG10000)進(jìn)行酯化反應(yīng)，并保證反應(yīng)過程中一元酸(甲酸)的過量，加入少量催化劑(固體強(qiáng)酸)；該水性潤(rùn)滑性能樹脂兩端均可以全部封端。其工藝條件如下 a.反應(yīng)物的摩爾比聚乙二醇(PEG10000)∶一元酸(甲酸)∶催化劑(固體強(qiáng)酸)＝1.0∶1.1∶0.005； b.反應(yīng)溫度130℃； c.反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)； d.反應(yīng)結(jié)束后的生成物用溶劑(水)稀釋冷卻，制得固含量35％的水性潤(rùn)滑性樹脂， 2)將上面所述潤(rùn)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9％的組合物。
潤(rùn)滑組合物的涂布方法是 對(duì)親水涂層鋁箔雙面采用網(wǎng)輥涂布法，網(wǎng)輥深度是42μ，線數(shù)是160線/英寸。固化溫度為110℃、固化時(shí)間為28秒。
實(shí)施例2 潤(rùn)滑組合物組分和配比(重量％)是改性聚乙二醇醚15％、水性樹脂(聚乙烯醇PVAL2699)2.4％、流平劑(聚丙烯酸酯類流平劑，平均分子量為8000)1.2％、防凍劑(丙二醇)1.4％、去離子水80％。
潤(rùn)滑組合物制備方法包括以下步驟 1)水性潤(rùn)滑樹脂改性聚乙二醇醚的制備用一元酸(乙酸)同聚乙二醇(PEG12000)進(jìn)行酯化反應(yīng)，并保證反應(yīng)過程中一元酸(乙酸)的過量，加入少量催化劑(單丁基氧化錫)；該水性潤(rùn)滑性能樹脂兩端可以部分封端。其工藝條件如下 a.反應(yīng)物的摩爾比聚乙二醇(PEG12000)∶一元酸(乙酸)∶催化劑(單丁基氧化錫)＝1.0∶1.2∶0.006； b.反應(yīng)溫度120℃； c.反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)； d.反應(yīng)結(jié)束后的生成物用溶劑(乙醇)稀釋冷卻，制得固含量38％的水性潤(rùn)滑性樹脂， 2)將上面所述潤(rùn)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8.1％的組合物。
潤(rùn)滑組合物的涂布方法是 對(duì)親水涂層鋁箔雙面采用網(wǎng)輥涂布法，網(wǎng)輥深度是50μ，線數(shù)是140線/英寸。固化溫度為130℃、固化時(shí)間為25秒。
實(shí)施例3 潤(rùn)滑組合物組分和配比(重量％)是改性聚乙二醇醚10％、水性樹脂(聚乙烯吡咯烷酮，平均分子量為100000)2.6％、流平劑(聚丙烯酸酯類流平劑，平均分子量為12000)1.4％、防凍劑(乙二醇)1.0％、去離子水85％。
潤(rùn)滑組合物制備方法包括以下步驟 1)水性潤(rùn)滑樹脂改性聚乙二醇醚的制備用一元酸(丁酸)同聚乙二醇(PEG20000)進(jìn)行酯化反應(yīng)，并保證反應(yīng)過程中一元酸(丁酸)的過量，加入少量催化劑(固體強(qiáng)酸)；該水性潤(rùn)滑性能樹脂兩端均可以全部封端。
其工藝條件如下 a.反應(yīng)物的摩爾比聚乙二醇(PEG20000)∶一元酸(丁酸)∶催化劑(固體強(qiáng)酸)＝1.0∶1.15∶0.001； b.反應(yīng)溫度110℃； c.反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)； d.反應(yīng)結(jié)束后的生成物用溶劑(丙醇)稀釋冷卻，制得固含量40％的水性潤(rùn)滑性樹脂， 2)將上面所述潤(rùn)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6.6％的組合物。
潤(rùn)滑組合物的涂布方法是 對(duì)親水涂層鋁箔雙面采用網(wǎng)輥涂布法，網(wǎng)輥深度是60μ，線數(shù)是120線/英寸。固化溫度為150℃、固化時(shí)間為22秒。
實(shí)施例4 潤(rùn)滑組合物組分和配比(重量％)是改性聚乙二醇醚25％、水性樹脂(羥乙基纖維素HS-6000)1％、流平劑(聚丙烯酸酯類流平劑，平均分子量為10000)0.7％、防凍劑(丙二醇)0.7％、去離子水72.6％。
潤(rùn)滑組合物制備方法包括以下步驟 1)水性潤(rùn)滑樹脂改性聚乙二醇醚的制備用一元酸(甲酸、乙酸的混合物)同聚乙二醇(PEG10000，PEG12000的混合物)進(jìn)行酯化反應(yīng)，并保證反應(yīng)過程中一元酸(甲酸、乙酸的混合物)的過量，加入少量催化劑(單丁基氧化錫)；該水性潤(rùn)滑性能樹脂兩端可以部分封端。其工藝條件如下 a.反應(yīng)物的摩爾比聚乙二醇(PEG10000，PEG12000的混合物)∶一元酸(甲酸、乙酸的混合物)∶催化劑(單丁基氧化錫)＝1.0∶1.25∶0.003； b.反應(yīng)溫度130℃； c.反應(yīng)時(shí)間3.5小時(shí)； d.反應(yīng)結(jié)束后的生成物用溶劑(異丙醇)稀釋冷卻，制得固含量42％的水性潤(rùn)滑性樹脂， 2)將上面所述潤(rùn)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11.5％的組合物。
潤(rùn)滑組合物的涂布方法是 對(duì)親水涂層鋁箔雙面采用網(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180℃、固化時(shí)間為18秒。
實(shí)施例5 潤(rùn)滑組合物組分和配比(重量％)是改性聚乙二醇醚20％、水性樹脂(羥乙基纖維素HS10000)3％、流平劑(聚丙烯酸酯類流平劑，平均分子量為15000)1.1％、防凍劑(乙二醇)0.9％、去離子水75％。
潤(rùn)滑組合物制備方法包括以下步驟 1)水性潤(rùn)滑樹脂改性聚乙二醇醚的制備用一元酸(乙酸、丁酸的混合物)同聚乙二醇(PEG12000，PEG20000的混合物)進(jìn)行酯化反應(yīng)，并保證反應(yīng)過程中一元酸(乙酸、丁酸的混合物)的過量，加入少量催化劑(固體強(qiáng)酸)；該水性潤(rùn)滑性能樹脂兩端均可以全部封端。
其工藝條件如下 a.反應(yīng)物的摩爾比聚乙二醇(PEG12000，PEG20000的混合物)∶一元酸(乙酸、丁酸的混合物)∶催化劑(固體強(qiáng)酸)＝1.0∶1.3∶0.008； b.反應(yīng)溫度150℃； c.反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間為4.5小時(shí)； d.反應(yīng)結(jié)束后的生成物用溶劑(乙二醇丁醚)稀釋冷卻，制得固含量45％的水性潤(rùn)滑性樹脂。
2)將上面所述潤(rùn)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(rùn)滑組合物的涂布方法是 對(duì)親水涂層鋁箔雙面采用網(wǎng)輥涂布法，網(wǎng)輥深度是95μ，線數(shù)是80線/英寸。固化溫度為210℃、固化時(shí)間為15秒。
實(shí)施例6 潤(rùn)滑組合物組分和配比(重量％)是改性聚乙二醇醚24.8％、水性樹脂(羥乙基纖維素HS-6000，HS10000的混合物。)4％、流平劑(聚丙烯酸酯類流平劑，平均分子量為13000)0.6％、防凍劑(丙二醇)0.6％、去離子水70％。
潤(rùn)滑組合物制備方法包括以下步驟 1)水性潤(rùn)滑樹脂改性聚乙二醇醚的制備用一元酸(甲酸、丁酸的混合物)同聚乙二醇(PEG10000、PEG20000的混合物)進(jìn)行酯化反應(yīng)，并保證反應(yīng)過程中一元酸(甲酸、丁酸的混合物)的過量，加入少量催化劑(單丁基氧化錫)；該水性潤(rùn)滑性能樹脂兩端可以部分封端。
其工藝條件如下 a.反應(yīng)物的摩爾比聚乙二醇(PEG10000、PEG20000的混合物)∶一元酸(甲酸、丁酸的混合物)∶催化劑(單丁基氧化錫)＝1.0∶1.28∶0.01； b.反應(yīng)溫度145℃； c.反應(yīng)時(shí)間4.2小時(shí)； d.反應(yīng)結(jié)束后的生成物用溶劑(丙二醇丁醚)稀釋冷卻，制得固含量36％的水性潤(rùn)滑性樹脂。
2)將上面所述潤(rùn)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13％的組合物。
潤(rùn)滑組合物的涂布方法是 對(duì)親水涂層鋁箔雙面采用網(wǎng)輥涂布法，網(wǎng)輥深度是90μ，線數(shù)是95線/英寸。固化溫度為240℃、固化時(shí)間為12秒。
上述實(shí)施例不以任何方式限制本發(fā)明，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得的技術(shù)方案均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種親水涂層鋁箔用水溶性潤(rùn)滑組合物，其特征在于該組合物的組份和重量配比是
改性聚乙二醇醚10-25％、水性樹脂1-4％、流平劑0.6-1.4％、防凍劑0.6-1.4％、去離子水70-85％，其中
水性樹脂可以是聚乙烯醇PVAL1799、PVAL2699中的一種，或是平均分子量30000～300000的聚乙烯吡咯烷酮中的一種，或是分子量為6000、10000的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，平均分子量為6000～15000中的一種；
防凍劑是乙二醇或丙二醇。
2.一種親水涂層鋁箔用水溶性潤(rùn)滑組合物的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟
1)水性潤(rùn)滑樹脂改性聚乙二醇醚的制備用一元酸同聚乙二醇進(jìn)行酯化反應(yīng)，并保證反應(yīng)過程中一元酸的過量，反應(yīng)溫度為110～150℃，反應(yīng)時(shí)間為3～5小時(shí)；加入少量催化劑；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％的水性潤(rùn)滑性樹脂，其中各反應(yīng)物的摩爾比為聚乙二醇∶一元酸∶催化劑＝1.0∶1.1～1.3∶0.001～0.01；該水性潤(rùn)滑性能樹脂兩端均可以全部封端，也可以部分封端。
2)將步驟1)制得的改性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。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的親水涂層鋁箔用水溶性潤(rùn)滑組合物的制備方法，其特征在于在步驟1)中所述的一元酸可以是甲酸、乙酸、丁酸中的任意一種或幾種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的親水涂層鋁箔用水溶性潤(rùn)滑組合物的制備方法，其特征在于在步驟1)中所述的聚乙二醇可以是PEG10000，PEG12000，PEG20000中的一種或幾種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的親水涂層鋁箔用水溶性潤(rùn)滑組合物的制備方法，其特征在于在步驟1)中所述的催化劑可以是固體強(qiáng)酸或單丁基氧化錫中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的親水涂層鋁箔用水溶性潤(rùn)滑組合物的制備方法，其特征在于在步驟1)中所述溶劑可以是水、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇丁醚或丙二醇丁醚。
7.一種親水涂層鋁箔用水溶性潤(rùn)滑組合物的使用方法，其特征在于包括以下步驟在涂布設(shè)備上，將制備好的水溶性潤(rùn)滑組合物采用網(wǎng)輥涂布法涂布在親水涂層鋁箔的正反兩面，網(wǎng)輥深度是42～95μ，線數(shù)是80～160線/英寸；涂布時(shí)固化條件是固化溫度為110～240℃、固化時(shí)間為12～28秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種親水涂層鋁箔用水溶性潤(rùn)滑組合物，及其制備方法和使用方法；該組合物的組份和重量配比是改性聚乙二醇醚 10-25％、水性樹脂 1-4％、流平劑 0.6-1.4％、防凍劑 0.6-1.4％、去離子水 70-85％；該組合物制備方法包括1)水性潤(rùn)滑樹脂改性聚乙二醇醚的制備；2)將步驟1)制得的改性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；使用該組合物時(shí)將組合物涂布在親水涂層鋁箔的正反兩面，涂布潤(rùn)滑層后可以隔離潤(rùn)滑油對(duì)親水涂層的影響，保證有效的親水性，帶潤(rùn)滑層的親水涂層鋁箔表面磨擦系數(shù)小，能減少?zèng)_壓過程中對(duì)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?zèng)_制技術(shù)的發(fā)展要求。
文檔編號(hào)C10N50/02GK101768504SQ201010109789
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者朱軍, 繆曉鋒 申請(qǐng)人:江蘇常鋁鋁業(yè)股份有限公司