CN104403497B - 一种亲水涂层铝箔及其制造方法 - Google Patents

一种亲水涂层铝箔及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种亲水涂层铝箔及其制造方法，亲水涂层铝箔包括涂敷在0.050—0.100mm厚铝箔上的亲水涂层，所述亲水涂层包括底涂层、面涂层，而形成所述底涂层的底涂料包括如下主成份：含有固化剂的环氧树脂20‑28wt％、醇醚溶剂9‑14wt％、和余量的水；形成所述面涂层的面涂料包括如下主成份：丙烯酸树脂8‑15wt％、醇醚溶剂2.5‑3.5wt％、和余量的水。本发明亲水涂层铝箔通过更为合理的涂料配方，更优化的生产工艺及参数，更高的加工精度，从而有效地实现了更高耐腐蚀等级的亲水涂层铝箔，且加工性能优越。

Description

一种亲水涂层铝箔及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种亲水涂层铝箔，更具体地说，本发明涉及一种高耐腐的亲水涂层铝箔及其制造方法。
背景技术
目前现状，我国主要空调厂家普遍采用的有机亲水铝箔主要为蓝色涂层的相关型号，这些型号产品的耐盐雾等级目前已经达到9.8以上可耐受中性盐雾500小时。而高耐腐蚀型号产品可耐中性盐雾1500小时，等级达到9.5以上。以上两款等级基本满足空调厂家内销和出口要求，但从对市场的调查和分析特殊空调外机腐蚀案例来看，对特殊地区或独特安装环境而言，铝箔的防腐蚀性能仍然存在提高空间。
但是，亲水铝箔防腐蚀性能如何能够达到更高等级例如耐腐2000小时，对于相关业界仍然是一种很大的挑战。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种亲水涂层铝箔及其制造方法，其具有如下优点：通过更为合理的涂料配方，更优化的生产工艺及参数，更高的加工精度，从而有效地实现了更高耐腐蚀等级的亲水涂层铝箔，且加工性能优越。
为此，本发明的技术解决方案之一是一种亲水涂层铝箔，其包括涂敷在0.050—0.100mm厚铝箔上的亲水涂层，所述亲水涂层包括底涂层、面涂层，而形成所述底涂层的底涂料包括如下主成份：含有固化剂的环氧树脂20-28wt％、醇醚溶剂9-14wt％、和余量的水；形成所述面涂层的面涂料包括如下主成份：丙烯酸树脂8-15wt％、醇醚溶剂2.5-3.5wt％、和余量的水。
针对传统封装亲水涂层铝箔的环氧树脂与丙烯酸树脂共混的缺点，本发明采用无丙烯酸树脂的环氧树脂为主的底涂层，而采用全丙烯酸树脂为主的面涂层，辅之以更为合理优化的涂敷加工工艺，奠定了本发明亲水涂层铝箔更高耐腐蚀性能的微观结构基础。实施例效果测试表明：本发明亲水涂层铝箔能够承受2000小时盐雾试验，无腐蚀，耐腐达到10级。
为了进一步优化涂料配方、提高涂层结构效果和亲水涂层铝箔的耐腐蚀 性，本发明亲水涂层铝箔还包括如下改进：
所述固化剂包括聚醚二胺类、甲氧基三聚氰胺、异氰酸酯其中至少一种。
所述丙烯酸树脂包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙基酯其中至少一种的聚合物。
所述亲水涂层被对称地涂敷在铝箔两面上，所述亲水涂层两面上的总涂布量为3.3-4.25g/cm2；所述醇醚溶剂包括乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚其中至少一种；所述底涂料还包括相对其主成份质量比为0.5-3：80-110的润滑助剂，润滑助剂包括有机硅化合物、乙二醇丁醚和水。
相应地，本发明的另一技术解决方案是一种如上所述亲水涂层铝箔的制造方法，包括对铝箔依序采用如下加工步骤：脱脂-热水清洗-冷水清洗-纯水清洗-烘干-底涂涂覆-底涂固化-冷却-面涂涂覆-面涂固化-再冷却-卷取，
而所述底涂固化步骤中，控制铝箔箔面温度为210-241℃。
本发明亲水涂层铝箔的制造方法，在本发明特定涂料组份配方的基础上，因地制宜地利用已有生产设备，制得耐腐蚀性能更优良的亲水涂层铝箔成品，工艺简单，实施有效。
为了进一步优化涂层的理化性能、工艺效果、提高产品性能稳定性，本发明制造方法还包括如下改进：
所述面涂固化步骤中，控制铝箔箔面温度为230-254℃；
所述底涂固化步骤、面涂固化步骤的箔面温度持续时间分别控制在8-18秒。
为了进一步优化本发明方法的对铝箔的清洗效果、提高产品性能，本发明制造方法还包括如下改进：
所述脱脂步骤包括：采用盛有脱脂剂浓度0.03-0.06mol/L之脱脂液的液槽对通过的铝箔进行浸泡式脱脂，脱脂液总碱控制在0.1mol/L以内、温度控制在50-60℃范围；
所述热水清洗、冷水清洗、纯水清洗步骤包括：分别采用盛有去离子纯水的水槽对通过的铝箔进行浸泡式清洗；其中，热水清洗步骤控制水温在50-60℃之间、控制槽液pH值在6-9之间；冷水清洗步骤控制槽液pH值在6-8之间；纯水清洗还包括采用纯水对铝箔进行喷洗；
所述烘干步骤包括：对铝箔辐射加热，控制箔面温度在160±10℃、持续 时间3-5秒。
所述脱脂剂包括碳酸钠、葡萄糖酸钠、表面活性剂；所述去离子纯水的电导率为1—10μS/cm。
为了进一步提高本发明方法的对铝箔的涂敷均匀程度、提高产品性能、更好适应市场，本发明制造方法还包括如下改进：
所述底涂涂覆步骤包括：采用邵氏硬度70HA的聚氨酯橡胶辊作为涂覆辊、不锈钢辊作为带料辊对铝箔进行底涂料涂覆，双面的底涂层的涂布量控制在3.10-3.45g/cm2；
所述面涂涂覆步骤包括：采用邵氏硬度60HA的聚氨酯橡胶辊作为涂覆辊、不锈钢辊作为带料辊对铝箔进行面涂料涂覆，双面的面涂层的涂布量控制在0.2-0.8g/cm2。
所述底涂涂覆步骤中，涂覆辊与带料辊的线速度之间的比率控制在1.20-1.35之间；
所述面涂涂覆步骤中，涂覆辊与带料辊的线速度之间的比率控制在1.00-1.25之间；
所述制造方法还包括后续的分切-包装-入库步骤。
总而言之，本发明的制造方法，通过如下生产工艺优化如：增强清洗效果(由喷淋式清洗改为浸泡式清洗)、提高涂覆质量(底涂层的涂辊硬度由PU60优化为PU70)、优化涂层固化工艺(底涂层反应箔温由232-254℃优化为210-241℃)、提高涂层涂布量(传统涂料涂布量2.0-3.0g/cm2，本发明涂层涂布量3.3-4.25g/cm2)等方面，形成一种本发明的高耐腐涂层铝箔制作方法，本发明涂层具有高耐腐性能，耐中性盐雾2000小时，等级达到10级。
优化措施分步骤描述如：
A:铝箔：使用0.088厚度铝箔生产，低厚度铝箔与高涂层厚度结合能提高加工性。
B:脱脂：使用浸泡式脱脂方式，提高铝箔清洗的效果；脱脂剂浓度控制在0.03-0.06mol/L；总碱控制在0.1mol/L以内；脱脂液温度控制在50-60℃之间。
C:热水清洗：热水槽温度控制在50-60℃之间；使用EC＝1-10μS/cm的纯水添加；槽液pH值控制在6-9之间。
D:冷水清洗，使用EC＝1-10μS/cm的纯水添加；槽液pH值控制在6-8之间。
E:纯水清洗，EC＝1-10μS/cm的纯水喷洗。
F:烘干：采用辐射加热；时间在3-5秒；辐射源距铝箔距离5-7cm；温度160±10℃。
G:底涂涂覆：使用聚氨酯橡胶辊作为底涂涂覆辊，不锈钢辊作为带料辊，增强涂覆的均匀性。使用底涂料涂覆；涂料添加助剂，提高加工性能；两面上的涂覆膜厚(即涂布量的俗称，下同)控制在3.10-3.45g/cm2；底涂反应箔温为210-241℃。
H:底涂固化：固化箔面温度210-241℃，时间8-18秒；
I:面涂涂覆及固化：使用聚氨酯橡胶辊作为涂覆，不锈钢辊作为带料辊，使用有机涂料涂覆，两面上的涂覆膜厚控制在0.2-0.8g/cm2。
J：卷取、分切、包装。
重点而言：
脱脂：由传统喷淋式清洗优化为浸泡式清洗，传统喷淋式清洗由于喷淋面不能完全覆盖，清洗面相对较小，本发明浸泡式清洗能最大范围的对铝箔进行清洗，清洗效果较优越。
底涂涂覆：本发明底涂层涂辊硬度由PU60优化为PU70，因PU70硬度高，涂覆的均匀性较PU60好，能很好的保证涂覆涂布量在整个箔面的均匀性，对耐腐蚀性有重要的作用。硬度的提升可提高涂覆均匀性，但与箔面的配合程度会有一定影响，易造成漏涂的问题；再通过配合调整涂覆辊的辊速比来解决漏涂的问题(由1.00-1.25调整为1.20-1.35)。
底涂固化：底涂层反应箔温由232-254℃优化至210-241℃，而传统有机涂料反应温度在232-254之间，本发明高耐腐有机涂料反应温度控制在210-241℃，降低反应温度以减少底涂的过度反应，增加反应基与面涂层的反应，增强底、面涂层之间的结合性，有效提高涂层的耐腐蚀性。
涂层涂布量：传统涂料涂布量2.0-3.0g/cm2，本发明高耐腐有机涂层涂布量为3.3-4.25g/cm2。涂层涂布量的增加能有效的提高涂层的耐腐蚀性。
以下结合具体实施例和附图对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明制造方法对铝箔上、下两面作底涂涂敷的工艺装备的结构示意图。
具体实施方式
本发明采用如图1所示的对铝箔上、下两面作底涂涂敷的工艺装备，同时还采用了串连其后且结构相同或类似、但未予图示的对铝箔上、下两面作面涂涂敷的工艺装备，进行了如下系列实施例加工；图中的工艺装备包括：涂敷上面用的：料盘10、带料辊11、涂敷辊12，涂敷下面用的：料盘20、带料辊21、涂敷辊22，居间的支承铝箔L的支承辊30；具体加工实施例如下：
实施例1：
面涂主成份：丙烯酸树脂8.9％，醇醚溶剂2.5％，其余为水。
底涂主成份：环氧树脂+固化剂25.5％，醇醚溶剂9.8％，其余为水
A:铝箔：使用0.088*776规格铝箔。
B:脱脂：浸泡式脱脂，脱脂剂浓度0.04mol/L；总碱0.03mol/L；脱脂液温度55℃。
C:热水清洗：纯水加热，水温54℃，EC＝3.8μS/cm；pH值7.5。
D:冷水清洗，纯水，EC＝3.8μS/cm，pH值7.2。
E:纯水清洗，纯水EC＝3.8μS/cm。
F:烘干：炉加热时间在3.5秒；温度166℃。
G:底涂涂覆：使用高硬度的70HA聚氨酯橡胶辊作为涂覆辊，不锈钢辊作为带料辊；使用底涂料涂覆，两面上的涂覆膜厚3.3g/cm2。
H:底涂固化：固化铝箔温度216℃；固化时间12秒。
I:面涂涂覆及固化：使用普通60HA聚氨酯橡胶辊作为涂覆，不锈钢辊作为带料辊，两面上的涂覆膜厚控制在0.48g/cm2；固化箔温241℃，固化时间12秒；
J：卷取、分切、包装。
耐腐试验：2000h盐雾试验，无腐蚀，高耐腐达到2000小时10级。
实施例2：
面涂主成份：丙烯酸树脂11.3％，醇醚溶剂3.1％，其余为水。
底涂主成份：环氧树脂+固化剂22.3％，醇醚溶剂11.7％，其余为水
A:铝箔：使用0.088*776规格铝箔。
B:脱脂：浸泡式脱脂，脱脂剂浓度0.05mol/L；总碱0.05mol/L；脱脂液温度58℃。
C:热水清洗：纯水加热，水温58℃，EC＝5.0μS/cm；pH值8.0。
D:冷水清洗，纯水，EC＝5.0μS/cm，pH值7.6。
E:纯水清洗，纯水EC＝5.0μS/cm。
F:烘干：炉加热时间在3.8秒；温度162℃。
G:底涂涂覆：使用高硬度的70HA聚氨酯橡胶辊作为涂覆辊，不锈钢辊作为带料辊；使用底涂料涂覆，两面上的涂覆膜厚3.35g/cm2。
H:底涂固化：固化铝箔温度210℃；固化时间12.8秒。
I:面涂涂覆及固化：使用普通60HA聚氨酯橡胶辊作为涂覆，不锈钢辊作为带料辊，两面上的涂覆膜厚控制在0.52g/cm2；固化箔温249℃，固化时间14秒；
J：卷取、分切、包装。
耐腐试验：2000h盐雾试验，无腐蚀，高耐腐达到2000小时10级。
实施例3：
面涂主成份：丙烯酸树脂13.5％，醇醚溶剂3.3％，其余为水。
底涂主成份：环氧树脂+固化剂26.4％，醇醚溶剂12.9％，其余为水
A:铝箔：使用0.088*746规格铝箔。
B:脱脂：使用浸泡式脱脂，脱脂剂浓度0.05mol/L；总碱0.04mol/L；脱脂液温度58℃。
C:热水清洗：纯水加热，水温56℃，EC＝7.5μS/cm；pH值8.5。
D:冷水清洗，纯水，EC＝7.5μS/cm，pH值8.0。
E:纯水清洗，纯水EC＝7.5μS/cm。
F:烘干：炉加热时间在4.2秒；温度165℃。
G:底涂涂覆：使用高硬度的70HA聚氨酯橡胶辊作为涂覆辊，不锈钢辊作为带料辊；使用底涂料涂覆，两面上的涂覆膜厚3.41g/cm2。
H:底涂固化：固化铝箔温度224℃；固化时间14秒。
I:面涂涂覆及固化：使用普通60HA聚氨酯橡胶辊作为涂覆，不锈钢辊作为带料辊，两面上的涂覆膜厚0.45g/cm2；固化箔温250℃，固化时间16秒；
J：卷取、分切、包装。
耐腐试验：2000h盐雾试验，无腐蚀，高耐腐达到2000小时10级。

Claims (10)

1.一种亲水涂层铝箔，其包括涂敷在0.050—0.100mm厚铝箔上的亲水涂层，所述亲水涂层包括底涂层、面涂层，其特征在于：形成所述底涂层的底涂料包括如下主成份：含有固化剂的环氧树脂20-28wt％、醇醚溶剂9-14wt％、和余量的水；形成所述面涂层的面涂料包括如下主成份：丙烯酸树脂8-15wt％、醇醚溶剂2.5-3.5wt％、和余量的水。
2.如权利要求1所述亲水涂层铝箔，其特征在于：所述固化剂包括聚醚二胺类、甲氧基三聚氰胺、异氰酸酯其中至少一种。
3.如权利要求1所述亲水涂层铝箔，其特征在于：所述丙烯酸树脂包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙基酯其中至少一种的聚合物。
4.如权利要求1、2或3所述亲水涂层铝箔，其特征在于：所述亲水涂层被对称地涂敷在铝箔两面上，所述亲水涂层两面上的总涂布量为3.3-4.25g/cm2；所述醇醚溶剂包括乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚其中至少一种；所述底涂料还包括相对其主成份质量比为0.5-3：80-110的润滑助剂，润滑助剂包括有机硅化合物、乙二醇丁醚和水。
5.一种如权利要求1-4之一所述亲水涂层铝箔的制造方法，包括对铝箔依序采用如下加工步骤：脱脂-热水清洗-冷水清洗-纯水清洗-烘干-底涂涂覆-底涂固化-冷却-面涂涂覆-面涂固化-再冷却-卷取，其特征在于：
所述底涂固化步骤中，控制铝箔箔面温度为210-241℃。
6.如权利要求5所述亲水涂层铝箔的制造方法，其特征在于：所述面涂固化步骤中，控制铝箔箔面温度为230-254℃；
所述底涂固化步骤、面涂固化步骤的箔面温度持续时间分别控制在8-18秒。
7.如权利要求5所述亲水涂层铝箔的制造方法，其特征在于：
所述脱脂步骤包括：采用盛有脱脂剂浓度0.03-0.06mol/L之脱脂液的液槽对通过的铝箔进行浸泡式脱脂，脱脂液总碱控制在0.1mol/L以内、温度控制在50-60℃范围；
所述热水清洗、冷水清洗、纯水清洗步骤包括：分别采用盛有去离子纯水的水槽对通过的铝箔进行浸泡式清洗；其中，热水清洗步骤控制水温在50-60℃之间、控制槽液pH值在6-9之间；冷水清洗步骤控制槽液pH值在6-8之间；纯水清洗还包括采用纯水对铝箔进行喷洗；
所述烘干步骤包括：对铝箔辐射加热，控制箔面温度在160±10℃、持续时间3-5秒。
8.如权利要求7所述亲水涂层铝箔的制造方法，其特征在于：所述脱脂剂包括碳酸钠、葡萄糖酸钠、表面活性剂；所述去离子纯水的电导率为1—10μS/cm。
9.如权利要求5所述亲水涂层铝箔的制造方法，其特征在于：
所述底涂涂覆步骤包括：采用邵氏硬度70HA的聚氨酯橡胶辊作为涂覆辊、不锈钢辊作为带料辊对铝箔进行底涂料涂覆，双面的底涂层的涂布量控制在3.10-3.45g/cm2；
所述面涂涂覆步骤包括：采用邵氏硬度60HA的聚氨酯橡胶辊作为涂覆辊、不锈钢辊作为带料辊对铝箔进行面涂料涂覆，双面的面涂层的涂布量控制在0.2-0.8g/cm2。
10.如权利要求9述亲水涂层铝箔的制造方法，其特征在于：
所述底涂涂覆步骤中，涂覆辊与带料辊的线速度之间的比率控制在1.20-1.35之间；
所述面涂涂覆步骤中，涂覆辊与带料辊的线速度之间的比率控制在1.00-1.25之间；
所述制造方法还包括后续的分切-包装-入库步骤。
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