專利名稱：一種親水鋁箔涂料及其制備與固化方法
技術領域：
本發(fā)明屬于應用于親水鋁箔涂層防腐領域，特別涉及一種親水鋁箔的涂料及其制備與固化方法。
背景技術：
親水鋁箔涂覆材料是一種新型功能材料，其涂覆在空調(diào)換熱翅片上，克服了空調(diào)換熱翅片采用光箔時帶來的表面易腐蝕、易形成水橋、產(chǎn)生白粉、異味以及由此產(chǎn)生的換熱效率變低等缺陷，促進了空調(diào)向著節(jié)能環(huán)保和小型化方向發(fā)展。隨著提高空調(diào)換熱效率和降低成本的要求，親水涂層厚度要求從原先O. 8 I.Oym,降低到O. 2 O. 4 μ m，且對親水鋁箔的要求越來越高具有優(yōu)良的親水性和抗腐蝕能力，良好的成形性及對模具不磨損性，極強的耐沖壓油性、耐溶性、抗熱性，氣流阻力小，熱交換率提高10%-15%。傳統(tǒng)親水鋁箔涂料中，為了使漆膜具有良好的親水性，一般會加入一定量的無機材料如無定形氧化鋁、硅酸鹽、硅凝膠等無機親水物。但無機親水物加入過多，會破壞涂料原先具有的良好的加工性能，若無機親水物較少，則交聯(lián)密度太小，不利于保持持續(xù)親水性。另外，傳統(tǒng)的親水鋁箔涂料在涂裝過程中，主要是通過水與有機溶劑的揮發(fā)，加熱成膜固化。一方面，有機溶劑的揮發(fā)，不利于環(huán)保；另一方面，加熱固化耗能大，且生產(chǎn)效率下降。為克服傳統(tǒng)的親水鋁箔油漆的缺陷。本發(fā)明通過合成可進一步進行紫外光固化的親水性的亞麻油酸改性環(huán)氧脂，并將其混合活性稀釋劑以及光引發(fā)劑，制備新型的通過紫外光固化的親水鋁箔涂料。通過紫外光固化方式，無溶劑揮發(fā)、環(huán)保，且生產(chǎn)效率有顯著提高。涂料的樹脂本身帶有親水性基團，漆膜具有持續(xù)親水性，同時漆膜的力學性能較好，耐腐蝕性能強，完全可適用于于親水鋁箔的防腐涂裝領域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服傳統(tǒng)的親水鋁箔涂料的缺陷，提供一種親水鋁箔涂料及其制備與固化方法。為了達到上述目的，本發(fā)明首先通過合成制備亞麻油酸改性環(huán)氧酯，然后再在該主體樹脂中加入丙烯酸異冰片酯等不同活性稀釋劑、增韌劑以及光引發(fā)劑，混合物經(jīng)高速分散后，得到用于鋁箔涂裝的親水性光固化涂料，涂料涂裝于鋁箔表面后，經(jīng)過紫外光輻照，直接固化成膜。本發(fā)明實現(xiàn)目的所采取的一個技術方案是—種親水鋁箔涂料，按質(zhì)量百分比含量由組分亞麻油酸改性環(huán)氧酯為30 45%，丙烯酸異冰片酯(IBOA)為12 20%，二甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEG200DMA)為15 20%，乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯((EO)3TMPTA)為3 8%，1，6_己二醇雙丙烯酸酯(HDDA)為10 15%，甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)為5 10%，增韌劑為2 5%，光引發(fā)劑為4 8 %組成。其中，所述的亞麻油酸改性環(huán)氧酯，按質(zhì)量份含量由組分雙酚A環(huán)氧樹脂為33 56份，二乙醇胺為12 18份，亞麻油酸為32 49份混合組成。所述的雙酚A環(huán)氧樹脂為E-20環(huán)氧樹脂，E-44環(huán)氧樹脂和E_51環(huán)氧樹脂中任一種。所述的亞麻油酸的酸值為195mg/g。所述的增韌劑為鄰苯二甲酸辛酯(DOP)或鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)。所述的光引發(fā)劑為2-羥基-2-甲基-I-苯基-I-丙酮或I-羥基-環(huán)己基苯酮。為了達到上述目的，本發(fā)明實現(xiàn)目的所采取的另一個技術方案是本發(fā)明的一種親水鋁箔涂料的制備方法，包括如下步驟I、亞麻油酸改性環(huán)氧酯的制備將環(huán)氧值在O. 20 O. 51的雙酚A環(huán)氧樹脂放入·反應容器中升溫加熱至90°C 120°C直至熔融態(tài)，然后按照環(huán)氧基與胺基等摩爾比的量稱量二乙醇胺，滴加O. 5 I小時，完畢后再升溫至120 150°C范圍反應I 3小時，然后降溫至90°C 110°C，通入氬氣進行保護，加入配比量的酸值為195mg/g的亞麻油酸進行中和，直到酸值小于5mg/g后獲得亞麻油酸改性環(huán)氧酯；2、親水鋁箔涂料的制備將亞麻油酸改性環(huán)氧酯、丙烯酸異冰片酯(ΙΒ0Α)，二甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEG200DMA)，乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯((EO) 3TMPTA)，1，6_己二醇雙丙烯酸酯(HDDA)，甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、增韌劑，在1500 2500轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下高速分散攪拌15 30分鐘，然后加入光引發(fā)劑，在1000 2000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下再攪拌10 15分鐘，得到親水鋁箔涂料。為了達到上述目的，本發(fā)明實現(xiàn)目的所采取的第三個技術方案是本發(fā)明的一種親水鋁箔涂料的固化方法，包括如下步驟首先采用脫脂劑和去離子水的混合液對基材鋁箔表面進行清洗，然后對基材鋁箔進行烘干處理；再將親水鋁箔涂料灌至涂輥上，通過涂輥的轉(zhuǎn)動，將涂料均勻的涂覆在基材鋁箔表面，基材鋁箔上涂覆的涂料控制在lg/m2。經(jīng)過功率為Ikw的高壓汞燈紫外光輻照30秒鐘固化，即得親水鋁箔涂層。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果主要在于I、本發(fā)明的親水鋁箔涂層的固化方式是經(jīng)過紫外光輻照方式直接固化成膜，無溶劑揮發(fā)，且固化速度快。2、本發(fā)明的基于親水的改性環(huán)氧樹脂的涂層的持續(xù)親水性強，硬度適中，附著力好，對沖制模具的磨損較小。
具體實施例方式以下結合實例對本發(fā)明做進一步具體描述，但不局限于此。實施例I :一·亞麻油酸改性環(huán)氧酯的合成(一)按質(zhì)量份配備組分E-20環(huán)氧樹脂(環(huán)氧值O. 20)56份，二乙醇胺12份，亞麻油酸32份。(二)制備
稱量56份環(huán)氧值為O. 2的雙酚A型環(huán)氧樹脂E-20，升溫加熱至120°C直至熔融，然后稱量12份二乙醇胺，滴加入熔融的環(huán)氧樹脂中，滴加時間為O. 5小時，完畢后再在150°C反應I小時，降溫至110°C，再加入32份酸值為195mg/g的亞麻油酸中和，直到到酸值小于5mg/g后，冷卻，得到改性環(huán)氧脂。二.親水鋁箔光固化涂料的制備(一)按質(zhì)量百分比含量配備組分
亞麻油酸改性環(huán)氧酯30%,
丙烯酸異冰片酯(IBOA)20%,
二甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEG200DMA)20%,
乙氧化三羥甲基丙烷二丙烯酸酯((EO)3TMPTA)4%，
1，6-己二醇雙丙烯酸酯(HDDA)13%,
甲基丙烯酸羥乙酯( ΕΜΑ)5%,
DOP2%,
2-經(jīng)基-2-甲基-I-苯基-I-丙麗6%。(二)制備按照順序，分別在其中加入改性環(huán)氧脂、IBOA等活性稀釋劑、增韌劑，高速分散1500轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下攪拌30分鐘，然后再加入2-羥基-2-甲基-I-苯基-I-丙酮，在1000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速攪拌下攪拌15分鐘，得到所要求的可紫外光輻照的親水鋁箔涂料。實施例2 一.亞麻油酸改性環(huán)氧酯的合成(一)按質(zhì)量份配備組分E-44環(huán)氧樹脂(環(huán)氧值O. 44)37份，二乙醇胺17份，亞麻油酸46份。(二)制備稱量37份環(huán)氧值為0.44的雙酚A型環(huán)氧樹脂E_44，升溫加熱至100°C，稱量17份二乙醇胺，在120°C下滴加入熔融的環(huán)氧樹脂中，滴加時間為O. 8小時，完畢后再在130°C反應2小時，降溫至100°C，再加入46份酸值為195mg/g的亞麻油酸中和，直到到酸值小于5mg/g后，冷卻，得到改性環(huán)氧脂。二.親水鋁箔光固化涂料的制備(一)按質(zhì)量百分比含量配備組分亞麻油酸改性環(huán)氧酯45%,
丙烯酸異冰片酯(IBOA)12%,
二甲基丙烯酸聚乙一·醇酯(PEG200DMA )15%，
乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯((EO)3TMPTA)3%，
1.6-己二醇雙內(nèi)烯酸酯(HDDA)10%,
甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)8%,
DOP3%， 1-輕基-環(huán)己基苯酮4%。(二)制備按照順序，分別在其中加入改性環(huán)氧脂、IBOA等活性稀釋劑、增韌劑，高速分散2000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下攪拌20分鐘，然后再加入I-羥基-環(huán)己基苯酮，在1500轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速攪拌下攪拌12分鐘，得到所要求的可紫外光輻照的親水鋁箔涂料。實施例3:一.亞麻油酸改性環(huán)氧酯的合成(一)按質(zhì)量份配備組分E-51環(huán)氧樹脂33份，二乙醇胺18份，亞麻油酸49份。(二)制備稱量33份環(huán)氧值為O. 51的雙酚A型環(huán)氧樹脂E_51，升溫加熱至90°C，然后稱量18份二乙醇胺，滴加入熔融的環(huán)氧樹脂中，滴加時間為I小時，完畢后再在120°C反應3小時，降溫至90°C,再加入49份酸值為195mg/g的亞麻油酸中和,直到到酸值小于5mg/g后，冷卻，得到改性環(huán)氧脂。二.親水鋁箔光固化涂料的制備(一)按質(zhì)量百分比含量配備組分
亞麻油酸改性環(huán)氧酯32%,
丙烯酸異冰片酯(IBOA)15%,
二甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEG200DMA)17%,
乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯((EO)3TMPTA)6%，
1.6-己二醇雙丙烯酸酯(HDDA)11%,
甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)6%,
DOP5%,
2-疑基-2-甲基-1-苯基小內(nèi)酬8% ο
(二)制備
按照順序，分別在其中加入改性環(huán)氧脂、IBOA等活性稀釋劑、增韌劑，高速分散2500轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下攪拌15分鐘，然后再加入2-羥基-2-甲基-I-苯基-I-丙酮，在2000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速攪拌下攪拌10分鐘，得到所要求的可紫外光輻照的親水鋁箔涂料。漆膜固化及其性能比較以實施例I為例，其固化過程首先是準備基材鋁箔，該基材鋁箔為光箔。對基材鋁箔進行預處理，所述預處理包括用脫脂劑和去離子水的混合液對基材鋁箔表面進行清洗以及對基材鋁箔進行烘干處理。在預處理之后，將實施例I的涂料灌至涂輥上，通過涂輥的轉(zhuǎn)動，將涂料均勻的涂覆在基材鋁箔袋雙表面上，基材鋁箔上涂覆的涂料控制在lg/m2左右。經(jīng)過功率為Ikw的高壓汞燈紫外光輻照30秒鐘固化，即可形親水鋁箔涂層。其性能如下
檢測項FiI檢測方法I檢測結果
親水性初期接觸角檢測儀<8°
持續(xù)流水(300M/1O再浸彡20°
IOOh后，室溫下干燥 后測其親水角
耐腐蝕件鹽霧R.N>9.5按照JIS2371標準，試驗時間72小時。
恒溫恒濕 R.N>9.5標準溫度40°C,濕度98%,試驗時間100
小時。
耐熱性微黃將試樣放在300土 10°C馬弗爐總放置5分鐘
耐油性無異狀完全揮發(fā)油中浸泡48小時后取出。
耐堿性無異狀在溫度20±2Γ的氫氧化鈉溶液中浸泡3分
鐘
耐溶劑性b I %85 ± 2 °C 氯乙烯中浸泡5分鐘。
權利要求
1.一種親水鋁箔涂料，其特征在于按質(zhì)量百分比含量由下列組分組成亞麻油酸改性環(huán)氧酯30 45%,丙燦酸異冰片酯12 20%,二甲基丙烯酸聚乙二醇酷15 20%，乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯3 8%,1,6-己二醇雙丙烯酸酯10 15%，甲基丙烯酸羥乙酯5 10%,增韌劑2 5%,光引發(fā)劑4 8%; 其中，所述的亞麻油酸改性環(huán)氧酯，按質(zhì)量份含量由組分雙酚A環(huán)氧樹脂為33 56份，二乙醇胺為12 18份，亞麻油酸為32 49份混合組成。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種親水鋁箔涂料，其特征在于所述的雙酚A環(huán)氧樹脂為E-20環(huán)氧樹脂，E-44環(huán)氧樹脂和E-51環(huán)氧樹脂中任一種。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種親水鋁箔涂料，其特征在于所述的增韌劑為鄰苯二甲酸辛酯或鄰苯二甲酸二丁酯。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種親水鋁箔涂料，其特征在于所述的光引發(fā)劑為2-羥基-2-甲基-I-苯基-I-丙酮或I-羥基-環(huán)己基苯酮。
5.一種如權利要求I所述的親水鋁箔涂料的制備方法，其特征在于包括如下步驟 (1)、亞麻油酸改性環(huán)氧酯的制備將環(huán)氧值在O.20 O. 51的雙酚A環(huán)氧樹脂放入反應容器中升溫加熱至90°C 120°C直至熔融態(tài)，然后按照環(huán)氧基與胺基等摩爾比的量稱量二乙醇胺，滴加O. 5 I小時，完畢后再升溫至120 150°C范圍反應I 3小時，然后降溫至90°C 110°C，通入氬氣進行保護，加入配比量的酸值為195mg/g的亞麻油酸進行中和，直到酸值小于5mg/g后獲得亞麻油酸改性環(huán)氧酯； (2)、親水鋁箔涂料的制備將亞麻油酸改性環(huán)氧酯、丙烯酸異冰片酯(IBOA)，二甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEG200DMA)，乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯((EO) 3TMPTA)，1,6-己二醇雙丙烯酸酯(HDDA)，甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、增韌劑，在1500 2500轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下高速分散攪拌15 30分鐘，然后加入光引發(fā)劑，在1000 2000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下再攪拌10 15分鐘，得到親水鋁箔涂料。
6.一種如權利要求I所述親水鋁箔涂料的固化方法，其特征在于固化步驟是首先采用脫脂劑和去離子水的混合液對基材鋁箔表面進行清洗，然后對基材鋁箔進行烘干處理；再將親水鋁箔涂料灌至涂輥上，通過涂輥的轉(zhuǎn)動，將涂料均勻的涂覆在基材鋁箔表面，基材鋁箔上涂覆的涂料控制在lg/m2，采用功率為Ikw的高壓汞燈紫外光輻照30秒鐘固化，即得未水招猜涂層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種親水鋁箔涂料及其制備與固化方法，該涂料按質(zhì)量百分比含量由組分亞麻油酸改性環(huán)氧酯為30～45％，丙烯酸異冰片酯為12～20％，二甲基丙烯酸聚乙二醇酯為15～20％，乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯為3～8％，1，6-己二醇雙丙烯酸酯為10～15％，甲基丙烯酸羥乙酯為5～10％，增韌劑為2～5％，光引發(fā)劑為4～8％組成。其制備方法是先按質(zhì)量份含量由組分雙酚A環(huán)氧樹脂為33～56份，二乙醇胺為12～18份，亞麻油酸為32～49份混合得到亞麻油酸改性環(huán)氧酯，然后依次加入丙烯酸異冰片酯等不同活性稀釋劑、增韌劑、光引發(fā)劑組成物，高速分散混合，得到親水鋁箔涂料；將涂料涂于鋁箔表面經(jīng)紫外光輻照，固化成膜的涂層持續(xù)親水性強，硬度適中，附著力好。
文檔編號C09D7/12GK102876200SQ20121043477
公開日2013年1月16日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權日2012年11月5日
發(fā)明者李為立 申請人:江蘇科技大學