CN102443329B - 涂料组合物以及使用其的铝散热片材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种涂料组合物以及使用其的铝散热片材,在用于热交换器的散热片材时,能够长时间维持优异的亲水性和污染物质除去性。该涂料组合物是含有丙烯酸类高分子体和离子性表面活性剂的涂料组合物,其中,所述丙烯酸类高分子体含有含磺酸基的单体和含羧基的单体,所述丙烯酸类高分子体中所含的所述含磺酸基的单体的比率为10~50mol%,所述离子性表面活性剂的含量相对于所述丙烯酸类高分子体的100重量份为0.01~10重量份,所述涂料组合物的pH为低于7。

Description

涂料组合物以及使用其的铝散热片材
技术领域
本发明涉及在空调机等热交换器的散热片材中使用的涂料组合物以及使用其的铝散热片材。
背景技术
在空调机中,由于地球温室化和能源短缺等问题的显著化,空调机的高效率化和小型化等的性能的提高要求不断高涨。出于这种要求,空调机的热交换器中,由于导热性、加工性、耐腐蚀性等优异,铝材被广泛使用。而且,为了高效地进行热交换,并且,为了使空间紧凑化,在热交换器中形成以窄间隔并列设置铝散热片材的结构。在空调机运转时,散热片材表面的温度在空气的露点以下时,附着在散热片材表面上的冷凝水凝集,会使相邻接的散热片材彼此之间堵塞。此时,如果铝散热片材表面的亲水性低,则水的接触角变大,因此,附着的冷凝水形成半球状,进一步使散热片的堵塞状态恶化。其结果是,热交换功能受阻,或冷凝水由于风压飞散到空调机外等,这些问题历来已经公知。为此,通过在铝散热片材的表面涂布水玻璃等的无机类表面处理剂,由此对散热片材表面赋予亲水性。但是,它们容易吸附环境中的异味成分,在运转开始时异味成分脱离产生异味。
为了解决这种问题,在专利文献1记载的技术中,在铝的表面形成铬酸盐皮膜,在其上形成氧化铝溶胶皮膜赋予亲水性。另外,如专利文献2记载的技术,还有使用以亲水性树脂为主成分的有机类表面处理剂的方法。作为以亲水性树脂为主成分的有机类表面处理剂可以使用丙烯酸类树脂的表面处理剂。
但是,即使使用这些组成的涂料,由于所使用的环境,各种污染附着导致本来的特性丧失。特别是在调理时发生的油滴等附着时,其影响显著。在附着的污染中,比较而言醛类等由于对水具有溶解度,因此自然溶解于冷凝水,但油脂类(地板蜡或调理时产生的油滴)等由于基本不会溶解于水,所以只要附着于涂膜表面就不会容易脱落。为了使油脂类不容易附着,还考虑有将涂膜的表面张力降为极低的方法,但同时表面成为斥水性,压力损失变大。另外,还考虑有通过在涂膜中预先混入具有界面活性作用的物质使油等的附着物质容易脱落的方法。但是,在该方法中,在界面活性物质全部溶出后其作用丧失。
为了解决这种问题,在专利文献3中公开了即使附着有油脂等污染物,通过制冷运转时的冷凝水洗刷污染物质,其结果是长时间内亲水性也不会降低的涂料组合物和热交换器用散热片的技术。具体地说,是在散热片表面的涂膜中含有包括磺酸碱金属盐的高分子体。包括磺酸碱金属盐的高分子体由于和油脂类的亲和性极低,所以油脂类难以沾粘,另外和水的亲和性也优异。在专利文献3中,通过这种磺酸碱金属盐的作用,通过冷凝水洗刷污染物质(油脂类)。
【先行技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开平8-200983号公报
【专利文献2】日本特开平7-268274号公报
【专利文献3】日本特开2010-159379号公报
在专利文献3中使用的亲水性涂料组合物,为了将具有磺酸基的高分子体作为碱金属盐而使用氨或胺。另外,热交换器形成为热媒质流通的铜管和主要以热交换为目的的铝散热片相接的结构。因此,在铝散热片材的涂膜中含有即使是少量氨或胺成分的状态下使用热交换器时,氨或胺成分直接或溶解于冷凝水中与铜管相接,产生铜管腐蚀的问题。为此,在专利文献3中,由于不能大量含有涂料组合物中的磺酸金属盐,所以存在铝散热片材的亲水性和洗刷污染物质的污染物质除去性不充分的问题。
发明内容
本发明鉴于这样的现有技术的问题而完成的,其课题在于,提供一种涂料组合物以及使用其的铝散热片材,该涂料组合物在用于热交换器的散热片材时,能够长时间维持优异的亲水性和污染物质除去性。
为了解决所述课题,本发明的涂料组合物是含有丙烯酸类高分子体和离子性表面活性剂的涂料组合物,其中,所述丙烯酸类高分子体含有含磺酸基的单体和含羧基的单体,所述丙烯酸类高分子体中所含的所述含磺酸基的单体的比率为10~50mol%,所述离子性表面活性剂的含量相对于所述丙烯酸类高分子体的100重量份为0.01~10重量份,所述涂料组合物的pH不到7。
如此,本发明的涂料组合物含有丙烯酸类高分子体和离子性表面活性剂,其中所述丙烯酸类高分子体含有含磺酸基的单体和含羧基的单体,并且,为规定含磺酸基的单体的比率、离子性表面活性剂的含量和pH,由此,在作为铝散热片材的亲水性皮膜使用时,能够提高铝散热片材的亲水性和污染物质除去性,进一步提高它们的持续性。
本发明的铝散热片材具备铝板和形成于该铝板的表面的亲水性皮膜,所述亲水性皮膜由所述涂料组合物构成。
如此,通过形成由所述涂料组合物构成的亲水性皮膜,能够提高铝散热片材的亲水性和污染物质除去性,进一步提高它们的持续性。
优选本发明的铝散热片材在所述铝板和所述亲水性皮膜之间还具备化成皮膜,所述化成皮膜含有无机氧化物或有机-无机复合化合物。
如此,由于在所述铝板和所述亲水性皮膜之间还具备含有无机氧化物或有机-无机复合化合物的化成皮膜,所以能够提高铝散热片材的耐腐蚀性。
优选本发明的铝散热片材在所述铝板和所述亲水性皮膜之间还具备耐腐蚀性皮膜,所述耐腐蚀性皮膜含有耐腐蚀性树脂。
如此,由于在所述铝板和所述亲水性皮膜之间还具备含有耐腐蚀性树脂的耐腐蚀性皮膜,所以能够提高铝散热片材的耐腐蚀性。
优选本发明的铝散热片材在所述铝板和所述耐腐蚀性皮膜之间还具备化成皮膜,所述化成皮膜含有无机氧化物或有机-无机复合化合物。
如此,由于在所述铝板和所述耐腐蚀性皮膜之间还具备含有无机氧化物或有机-无机复合化合物的化成皮膜,所以能够进一步提高铝散热片材的耐腐蚀性。
优选本发明的铝散热片材在所述亲水性皮膜的表面还具备润滑性皮膜,所述润滑性皮膜含有润滑性树脂。
如此,由于在所述亲水性皮膜的表面还具备含有润滑性树脂的润滑性皮膜,所以能够提高在从铝散热片材制造热交换器用的散热片时的冲压成形性。
优选本发明的铝散热片材中,所述亲水性皮膜通过在所述铝板的表面涂装所述涂料组合物后在130~250℃进行烧结处理而形成。
如此,在铝板的表面涂装所述涂料组合物后,通过130~250℃的烧结处理而形成亲水性皮膜,由此,所述亲水性皮膜的密接性提高,亲水性和污染物质除去性进一步提高,进一步提高它们的持续性。
发明效果
本发明的涂料组合物和使用其的铝散热片材中,涂料组合物含有规定的丙烯酸类高分子体和粒子性表面活性剂,并且,铝散热片具备由该涂料组合物构成的亲水性皮膜。能够以长期优异的状态维持铝散热片材的表面的亲水性。因此,能够降低冷凝水导致的散热片材彼此之间的堵塞等问题,能够提供可高效进行热交换的热交换器。另外,即使使用环境中的挥发性有机化合物等的斥水性污染物附着在散热片材上,由于具有通过制冷运转时的冷凝水容易洗刷污染物质这种优异的污染物质除去性,所以,即使是长时期亲水性也不会降低,不会增加通风阻抗,能够长期防止作为热交换器的能力下降。
另外,根据本发明的铝散热片材,在亲水性皮膜之外,还具备化成皮膜、耐腐蚀性皮膜、润滑性皮膜中的至少一个,因此还具备优异的耐腐蚀性、冲压成形性。另外,根据本发明的铝散热片材,通过规定的涂布、烧结处理形成亲水性皮膜,所以亲水性、污染物质除去性和它们的持续性优异。
附图说明
图1的(a)~(e)是显示本发明的铝散热片材的剖面图。
符号说明
1铝板
2亲水性皮膜
3化成皮膜
4耐腐蚀性皮膜
5润滑性皮膜
10、10A、10B、10C、10D铝散热片材(散热片材)
具体实施方式
以下,参照适当的附图对本发明的涂料组合物和使用其的铝散热片材的实施方式进行详细说明。
《涂料组合物》
本发明的涂料组合物含有丙烯酸类高分子体和离子性表面活性剂,其中所述丙烯酸类高分子体含有含磺酸基的单体和含羧基的单体。另外,涂料组合物中,丙烯酸类高分子体中所含的含磺酸基的单体的比率、离子性表面活性剂的含量、涂料组合物的pH在规定范围内。
<丙烯酸类高分子体>
作为丙烯酸类高分子体中使用的含磺酸基的单体并不限定于特定的化学物质,例如可以使用从乙烯基磺酸、甲代烯丙基磺酸、烯丙基磺酸、磺乙基丙烯酸酯(スルホエチルアクリレ一ト)、苯乙烯磺酸中选出的至少一种等。
另外,丙烯酸类高分子体中使用的含羧基的单体也不限定于特定的化学物质,例如可以使用从甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸中选出的至少一种等。
当然,在含磺酸基的单体和含羧基的单体之外也可以在不妨碍所期待的亲水性和污染物质除去性等的性能的范围内含有其他单体。作为其他单体可以例举出2-羟基丙烯酸酯、2甲氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酰胺等。
在丙烯酸类高分子体中,含磺酸基的单体的比率为10~50mol%。通过将含磺酸基的单体限定在该范围,在将涂料组合物作为铝散热片材的亲水性皮膜成分使用时,能够赋予铝散热片材亲水性和污染物质除去性,并且,能够使这些性能长时间地持续。
含磺酸基的单体的比率低于10mol%时,不能显现所述的亲水性、污染物质除去性和这些性能的持续性。另一方面,含磺酸基的单体的比率超过50mol%时,丙烯酸类高分子体的聚合困难,即使聚合成功,分子量也低,不能充分显现所述性能。含磺酸基的单体的比率的优选范围为20~40mol%。
<离子性表面活性剂>
所谓离子性表面活性剂通常也被称为离子表面活性剂或离子型表面活性剂,是阴离子(性、型)表面活性剂、阳离子(性、型)表面活性剂、两性(两性离子)表面活性剂的总称。在表面活性剂中,相对于离子性表面活性剂,还有非离子性表面活性剂(非离子表面活性剂)。将表面活性剂作为构成热交换器的铝散热片的亲水性皮膜使用时,在由于热交换器的运转而产生的排水中也含有作为亲水性皮膜成分的表面活性剂。在此,作为表面活性剂使用非离子性表面活性剂时,会发生使存在于排水盘和排水管等排水流路中的树脂部件劣化的龟裂现象。因此,所使用的表面活性剂中,不适合使用非离子性表面活性剂,限定于离子性表面活性剂。
离子性表面活性剂是用于进一步提高亲水性皮膜所期待的亲水性和污染物质除去性以及这些性能的持续性的必要成分,其含量相对于所述丙烯酸类高分子体100重量份为0.01~10重量份。离子性表面活性剂的含量添加低于0.01重量份时,所述亲水性和污染物质除去性仅依靠丙烯酸类高分子体自身,不能充分体现。另一方面,离子性表面活性剂的含量添加超过10重量份时,原本在水中容易溶出的表面活性剂的固体成分比率过大,亲水性皮膜的密接性降低,亲水性和污染物质除去性的持续性显著下降。离子性表面活性剂的含量的优选范围为0.1~5重量份。
<涂料组合物pH>
本发明的涂料组合物的pH低于7。在此,pH为7以上时,确认到亲水性皮膜的密接性下降,铝散热片材的亲水性、污染物质除去性和它们的持续性下降。还有,考虑到涂料组合物使用时的安全性,pH的优选范围为3以上低于7。在此,含有丙烯酸类高分子体的涂料组合物,在其制造工序的特性上,具有成为pH低于3的酸性的可能性,因此,在发生问题时可以调整为任意的pH。
涂料组合物的pH的调整如下进行:通过碱金属氢氧化物等的碱金属化合物中和丙烯酸类高分子体中所含的磺酸基和羧基而形成碱金属盐,或者通过碱土类金属氢氧化物等的碱土类金属化合物进行中和而形成碱土类金属盐,或者并用两种方法进行中和。还有,单独记载“磺酸基”或“羧基”时,意思是包括一部分或全部形成碱金属盐或碱土类金属(H被碱金属或碱土类金属置换)的磺酸基或羧基。另外,作为碱金属盐可以例举锂盐、钠盐、钾盐等,优选钠盐。作为碱土类金属可以例举钙盐。
在此,作为pH的调整方法不添加氨或胺。通常添加这些物质会有中和的情况,在涂料组合物中添加这些物质时,即使如后所述由于制造工序中的烧结处理其大部分蒸发或分解,但会有少量残留于亲水性皮膜中。此时,与散热片材接触的铜管被氨或胺腐蚀,因此不使用氨或胺。
本发明的涂料组合物中,除丙烯酸类高分子体和离子性表面活性剂之外,为了改善涂装性和作业性等以及涂膜物性等,也可以添加各种水系溶剂和涂料添加物,例如可以单独或复合调配水溶性有机溶剂、交联剂、表面调整剂、湿润分散剂、防沉降剂、抗氧化剂、消泡剂、防锈剂、抗菌剂、防霉剂等各种溶剂和添加剂。
《铝散热片材》
如图1(a)所示,本发明的铝散热片材(以下,适当称为散热片材)10具备铝板1和形成于铝板1的表面的亲水性皮膜2。
<铝板>
铝板1由纯铝或铝合金构成,从导热性和加工性优异出发,优选JISH4000规定的1000系铝,更优选合金编号1200的铝。
还有,铝板1的板厚优选为0.06~0.3mm左右。这是因为,板厚低于0.06mm时,不能确保铝板1必要的强度,而超过0.3mm时,作为散热片材的加工性下降。
<亲水性皮膜>
亲水性皮膜2由所述涂料组合物构成,具体地说是使用包括丙烯酸类高分子体和离子性表面活性剂的树脂涂料(涂料组合物)形成的涂膜。亲水性皮膜2由所述涂料组合物构成,由此,能够赋予散热片材10优异的亲水性、污染物质除去性以及它们的持续性。另外,亲水性皮膜2如后所述,优选在将所述涂料组合物涂布在铝板1的表面后在130~250℃进行烧结处理。
在此,亲水性皮膜2的附着量没有特别限定,但优选每铝板1的单面为0.05g/m2以上5.0g/m2以下。在该范围内,能够比较容易地进行皮膜量的调整,不会阻碍涂装作业性和生产性。另外,优选为0.3g/m2以上2.0g/m2以下。
如图1(b)所示,散热片材10A是在所述散热片材10(参照图1(a))中,在铝板1和亲水性皮膜2之间还具备化成皮膜3。还有,铝板1、亲水性皮膜2如前述,因此省略说明。
<化成皮膜>
化成皮膜3是通过对铝板1的表面实施磷酸铬酸盐(リン酸クロメ一ト)处理、涂布型锆处理等无机氧化物处理、有机-无机复合化合物的处理等公知的化成处理形成。通过形成化成皮膜3,散热片材10A的耐腐蚀性提高。另外,优选化成皮膜3的附着量以Cr换算为1~100mg/m2。另外,这些化成处理在形成所述亲水性皮膜2之前进行,在铝板1和亲水性皮膜2之间形成化成皮膜3。还有,后述的散热片材10C、10D也同样在形成其他皮膜(耐腐蚀性皮膜4、亲水性皮膜3、润滑性皮膜5)之前进行,在铝板1和耐腐蚀性皮膜4之间形成化成皮膜3(参照图1(d)、(e))。
如图1(c)所示,散热片材10B是在所述散热片材10(参照图1(a))中,在铝板1和亲水性皮膜2之间还具备耐腐蚀性皮膜4。还有,铝板1、亲水性皮膜2如前所述。
<耐腐蚀性皮膜>
耐腐蚀性皮膜4是使用现有公知的树脂涂料形成的涂膜。用于树脂涂料的耐腐蚀性树脂的种类没有特别限定,例如可以例举聚酯类、聚烯烃类、环氧类、丙烯酸类、聚氨酯类等各种树脂及其交联性树脂,当然,可以混合它们之中的一种或两种以上使用。
通过形成耐腐蚀性皮膜4,散热片材10B的耐腐蚀性提高,因此,能够提高热交换器的耐久性。另外,耐腐蚀性皮膜4为疏水性,因此,能够抑制水浸透铝板1而腐蚀皮膜下所产生的异味。
用于形成耐腐蚀性皮膜4的树脂涂料,在所述耐腐蚀性树脂之外,为了改善涂装性和作业性等以及涂膜物性等,也可以添加各种水系溶剂和涂料添加物,例如可以单独或复合配合水溶性有机溶剂、交联剂、表面活性剂、表面调整剂、湿润分散剂、防沉降剂、抗氧化剂、消泡剂、防锈剂、抗菌剂、防霉剂等各种溶剂和添加剂。
散热片材10B的耐腐蚀性皮膜4的附着量并没有特别限定,但优选为0.01~8.0g/m2。这是因为,低于0.01g/m2时,不能确保散热片材10B的耐腐蚀性,超过8.0g/m2时耐腐蚀性皮膜4成为隔热层,有可能使热交换的效率恶化。更优选为0.5~4.0g/m2
如图1(d)所示,散热片材10C是在所述散热片材10B(参照图1(c))中,在铝板1和耐腐蚀性皮膜4之间还具备化成皮膜3。还有,铝板1、化成皮膜3、耐腐蚀性皮膜4和亲水性皮膜2如前所述。
如图1(e)所示,散热片材10D是在所述散热片材10C(参照图1(d))中,在亲水性皮膜2的表面(与铝板1相对侧的表面)还具备润滑性皮膜5。另外,铝板1、化成皮膜3、耐腐蚀性皮膜4和亲水性皮膜2如前所述。
<润滑性皮膜>
润滑性皮膜5是使用现有公知的树脂涂料形成的涂膜。用于树脂涂料的润滑性树脂的种类没有特别限定,例如可以例举含有选自聚乙二醇、羧甲基纤维素和羧甲基纤维素的碱金属盐中的一种以上。在并用聚乙二醇和羧甲基纤维素钠时,造膜性和润滑性(冲压成形性)更为良好,因此,是更优选的实施方式。并用时的比率以质量比计聚乙二醇∶羧甲基纤维素钠为5~9∶1~5左右。
通过形成润滑性皮膜5,能够降低散热片材10D的摩擦系数,因此,进一步提高热交换器制造时的冲压成形性。还有,即使润滑性皮膜5在亲水性皮膜2的表面形成,润滑性皮膜5具有亲水性,因此,不会使亲水性皮膜2发挥的功能(散热片材的亲水性和污染物质除去性的提高、它们的长期维持等)降低。
散热片材10D的润滑性皮膜5的附着量没有特别限定,但优选为0.01~1.0g/m2。这是因为,低于0.01g/m2时,对散热片材10D的涂装困难,超过1.0g/m2时,润滑性皮膜5所期待的加工性难以进一步提高,没有必要。更优选为0.05~0.6g/m2
用于形成润滑性皮膜5的树脂涂料,在所述润滑性树脂之外,为了改善涂装性和作业性等以及涂膜物性等,也可以添加各种水系溶剂和涂料添加物,例如可以单独或复合配合水溶性有机溶剂、交联剂、表面活性剂、表面调整剂、湿润分散剂、防沉降剂、抗氧化剂、消泡剂、防锈剂、抗菌剂、防霉剂等各种溶剂和添加剂。
本发明的散热片材如图1(e)所示是具备润滑性皮膜5的散热片材的构成,但也不限于此,也可以是在散热片材10(参照图1(a))、散热片材10A(参照图1(b))、散热片材10B(参照图1(c))、散热片材10C(参照图1(d))的亲水性皮膜2的各自表面上形成润滑性皮膜5的构成(未图示)。另外,本发明的散热片材不限于仅在铝板1的单面上形成亲水性皮膜2等的构成(图1(a)~(e)),也可以是在铝板1的两面上形成亲水性皮膜2等的构成(未图示)。
对于所述本发明的散热片材而言,亲水性皮膜2相对于水的接触角、或者在亲水性皮膜2的表面形成有润滑性皮膜5的状态下相对于水的接触角小,在初期状态为10°以下。现有的亲水性皮膜和水接触时,具有接触角逐渐增大(亲水性下降)的倾向,但本发明的技术中,能够抑制该接触角的增大。因此,对于使用本发明的散热片材制造的热交换器而言,冷凝水以小的接触角的状态存在于散热片材的表面。其后,由重力落下而除去,因此在长时间内不会引起通风阻抗的增加以及随之而来的热交换性能的降低。另外,由于热交换器的使用环境,以挥发性有机化合物为代表的斥水性物质作为污染物质在散热片表面附着,导致散热片材的亲水性降低,成为引起所述通风阻抗增大的原因,但在本发明的散热片材中,由于抑制该污染物质的附着,所以能够抑制散热片材的亲水性的降低。
《铝散热片材的制造方法》
散热片材10、10A~10D的制造方法没有特别限定,例如可以使用辊涂装置等对于铝板1、或者在表面形成有化成皮膜3的铝板1,反复涂布、干燥各树脂涂料,由此,形成耐腐蚀性皮膜4、亲水性皮膜2、润滑性皮膜5。另外,化成皮膜3可以通过现有公知的化成处理液对铝板1的表面进行处理而形成。
在此,在亲水性皮膜2的形成工序中的树脂涂料的干燥中,通过烤炉等进行加热。加热的适当到达温度(铝板1的到达温度)的范围优选为130~250℃。低于130℃时,亲水性皮膜2的密接性有可能下降。另外,干燥所要时间也容易变长,容易成为生产性下降的原因。另一方面,超过250℃的温度时,亲水性皮膜2的硬化过度,促进丙烯酸类高分子体中的分解,磺酸基和羧基有可能难以有效发挥性能。加热干燥工序中的更优选的到达温度范围为160~220℃。另外,耐腐蚀性皮膜4、润滑性皮膜5的形成工序中的树脂涂料的干燥也通过烤炉等进行加热,其加热温度(适当到达温度)没有特别限定。
另外,在耐腐蚀性皮膜4、亲水性皮膜2、润滑性皮膜5的形成中,从生产性的观点出发,推荐采用辊涂装置等对辊状的铝板1连续进行脱脂、涂装、加热、卷取等。
【实施例】
通过以下实施例进一步详述本发明,但下述实施例并不限定本发明,在不脱离本发明宗旨的范围内变更实施的方案全部包含于本发明内。
《铝散热片材的制造》
通过现有公知的制造方法制造由纯铝系的A1200(JIS H4000)构成的铝板(板厚0.10mm)。通过碱性试剂(日本ペイント社製“サ一フクリ一ナ一(注册商标)360”)对该铝板进行脱脂。并且,在形成化成皮膜时,进行适当的磷酸铬酸盐处理。化成皮膜的附着量以Cr换算为30mg/m2
<亲水性皮膜用树脂涂料(涂料组合物)的调制>
将由含磺酸基的单体和含羧基的单体构成且以规定比率含有磺酸基的丙烯酸类高分子体聚合,再含有规定量的离子性表面活性剂,制备将pH任意调整后的涂料组合物A~Y。在此,作为含磺酸基的单体使用烯丙基磺酸,作为含羧基的单体使用丙烯酸。丙烯酸类高分子体中的磺酸基的比率、涂料组合物中的离子性表面活性剂的含量、涂料组合物的pH如表1所示。另外,离子性表面活性剂使用作为阴离子表面活性剂的磷酸酯型表面活性剂。而且,涂料组合物的pH的调整如下进行:以任意比率在钠盐中中和丙烯酸类高分子体的磺酸基和羧基,或者通过添加离子交换水进行稀释。
<耐腐蚀性皮膜用以及润滑性皮膜用树脂涂料的制备>
耐腐蚀性皮膜树脂涂料使用聚氨酯类树脂涂料、环氧类树脂涂料、聚酯类树脂涂料中的任一个。润滑性皮膜用树脂涂料混合使用羧甲基纤维素钠20重量份(固体成分)和聚乙二醇80重量份(固体成分)。
<各皮膜的形成>
以表2所示的皮膜构成在铝板的表面形成化成皮膜、耐腐蚀性皮膜、亲水性皮膜、润滑性皮膜,制造铝散热片材。耐腐蚀性皮膜、亲水性皮膜、润滑性皮膜使用棒涂布机进行涂布,其后加热干燥成形。加热干燥使用热风干燥炉在适当设定的条件下进行。
皮膜的形成以化成皮膜、耐腐蚀性皮膜、亲水性皮膜、润滑性皮膜的顺序进行。在耐腐蚀性皮膜的形成中,涂布后的加热干燥温度以铝板的到达温度计成为160℃而实施,其附着量在0.5~4.0g/m2的范围内适当设定。在亲水性皮膜的形成中,涂布后的加热干燥温度以铝板的到达温度计在120~260℃的范围内适当调整,其附着量在0.3~2.0g/m2的范围内适当设定。在润滑性皮膜的形成中,涂布后的加热干燥温度以铝板的到达温度计成为160℃而实施,其附着量在0.05~0.6g/m2的范围内适当设定。还有,到达温度通过热熔胶带确认。
《性能评价》
以如下方法进行性能评价,结果一并在表2中显示。
<亲水性>
对铝散热片材,以在流量为0.1升/分钟的离子交换水的流水中浸渍8小时后再在80℃干燥16小时的工序作为一个循环,进行5个循环。其后,将铝散热片材返回到室温,在表面滴下0.5μl的纯水,使用接触角测定器(协和截面科学社制:CA-0.5型)测定接触角。评价标准如下所述。
◎(特别良好):接触角低于20°
○(良好):接触角为20°以上低于40°
△(大致良好):接触角为40°以上低于60°
×(不良):接触角为60°以上
<污染物质除去性>
作为污染物质,将作为斥水性物质的硬脂酸1g放入具有6升容量的干燥器的底部,在该试药的上部悬吊从散热片材切下的5cm×10cm的供试材。其后,在100℃加热干燥器24小时后,放冷到室温,取出供试材,在纯水中浸渍1分钟,在室温进行干燥。反复进行5次上述操作后,测定接触角。
◎(特别良好):接触角低于20°
○(良好):接触角为20°以上低于40°
△(大致良好):接触角为40°以上低于60°
×(不良):接触角为60°以上
<亲水性皮膜的密接性(持续性)>
用由水浸湿的布擦拭涂膜表面10次后,目测观察表面的水润湿性,进行判断。将没有剥离,即水润湿性基本没有变化,目测95%以上为良好状态的作为◎(特别良好),将基本没有剥离,即水润湿性目测为80%以上低于95%的状态为良好的作为○(良好),将有一定程度的剥离,即水润湿性目测为50%以上低于80%的下降状态的作为△(大致良好),将有很大剥离,即水润湿性目测为低于50%状态的作为×(不良)。
<耐腐蚀性>
根据JIS Z2371所示的方法,进行480小时的盐水喷雾试验,确认表面的腐蚀程度,以规定的分级(Rating Number,以下称为R.N.)实施腐蚀程度的评价。R.N.为9.8以上的为◎(特别良好),9.5以上低于9.8的为○(良好),9.3以上低于9.5的为△(大致良好),低于9.3的为×(不良)。
<加工性评价:摩擦系数>
使用波顿式附着滑动试验机,在无涂油,荷重0.2kgf,移动速度4mm/秒的条件下测定摩擦系数。
<加工性评价:冲压加工性>
用散热片成形用的冲压成形机将铝散热片材成型为散热片形状,目测评价套环(collar)的内面有无烧结。评价标准如下所述。
○(良好):套环的内面完全没有烧结
△(大致良好):套环的内面可见有轻微烧结
×(不良):套环的内面整面可见烧结
根据表2明确可知,本发明的实施例(No.1~22)的亲水性、污染物质除去性、亲水性皮膜的密接性(持续性)均显示良好的性能。另外,耐腐蚀性、冲压加工性也显示良好的性能。
对此,在比较例中,比较例(No.23)所使用的亲水性皮膜用的涂料组合物的磺酸基的比率低于10mol%,污染物质除去性低。比较例(No.24)所使用的亲水性皮膜用的涂料组合物的磺酸基的比率超过50mol%,亲水性皮膜的密接性(持续性)低。因此,污染物质除去性也低。比较例(No.25)所使用的亲水性皮膜用的涂料组合物中的离子性表面活性剂的添加量少,污染物质除去性低。比较例(No.26)所使用的亲水性皮膜用的涂料组合物中的离子性表面活性剂的添加量过量,亲水性皮膜的密接性(持续性)低。比较例(No.27)所使用的亲水性皮膜用的涂料组合物的pH超过7,亲水性皮膜的亲水性低。

Claims (7)

1.一种涂料组合物,其是含有丙烯酸类高分子体和离子性表面活性剂的涂料组合物,所述丙烯酸类高分子体含有含磺酸基的单体和含羧基的单体,其特征在于,
所述丙烯酸类高分子体中含有的所述含磺酸基的单体的比率为10~50mol%,
所述离子性表面活性剂的含量相对于所述丙烯酸类高分子体100重量份为0.1~10重量份,
所述涂料组合物的pH为3以上且低于7。
2.一种铝散热片材,其特征在于,具备铝板和形成于所述铝板的表面的亲水性皮膜,所述亲水性皮膜由权利要求1所述的涂料组合物构成。
3.根据权利要求2所述的铝散热片材,其特征在于,在所述铝板和所述亲水性皮膜之间还具备化成皮膜,所述化成皮膜含有无机氧化物或有机-无机复合化合物。
4.根据权利要求2所述的铝散热片材,其特征在于,在所述铝板和所述亲水性皮膜之间还具备耐腐蚀性皮膜,所述耐腐蚀性皮膜含有耐腐蚀性树脂。
5.根据权利要求4所述的铝散热片材,其特征在于,在所述铝板和所述耐腐蚀性皮膜之间还具备化成皮膜,所述化成皮膜含有无机氧化物或有机-无机复合化合物。
6.根据权利要求2所述的铝散热片材,其特征在于,在所述亲水性皮膜的表面还具备润滑性皮膜,所述润滑性皮膜含有润滑性树脂。
7.根据权利要求2所述的铝散热片材,其特征在于,所述亲水性皮膜通过在所述铝板的表面涂装所述涂料组合物后再在130~250℃进行烧结处理而形成。
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