CN1721479A - 用于车用空调蒸发器的亲水性抗菌组合物 - Google Patents

用于车用空调蒸发器的亲水性抗菌组合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐用性有所改进的用于车用空调蒸发器的亲水性抗菌涂层组合物。在本发明的一个实施方式中，该抗菌组合物含有分子量在大约4,000至8,000范围内的亲水性有机聚合物、光滑剂、抗菌剂和去离子水。特别是，亲水功能基团与亲水性有机聚合物的交联基团之间的聚合程度极大地改进。该抗菌组合物由直径为几纳米的颗粒制成，这使得单位面积上的颗粒数目增加并使涂覆层的分解速度减低。

Description

用于车用空调蒸发器的亲水性抗菌组合物
相关申请的交叉索引
本申请是基于2004年7月13日提交的韩国申请第2004-0054409号并要求此优先权，该申请的公开内容全部引入本文以供参考。
技术领域
本发明主要涉及一种用于车用空调蒸发器的亲水性抗菌组合物。更具体地讲，本发明涉及一种耐用性有所改进的用于车用空调蒸发器的亲水性抗菌涂层组合物。
背景技术
汽车一般装有制冷和供暖设备。制冷设备通过控制温度、湿度和风速为汽车内部提供舒适的环境。空调代表了这种制冷设备。
空调由三个部件组成：鼓风机、蒸发器和加热器。鼓风机通过电动机将车内或车外空气输送到汽车内部。电机驱动的空气传输速度可以控制为三或四个等级。
蒸发器使制冷剂循环，该制冷剂在通过压缩机后，通过发动机驱动的皮带，经历压缩和膨胀过程。这使得空气在经鼓风机传输后，通过蒸发器进入汽车内部而冷却。
加热器部件与汽车发动机的制冷剂管路相连。由此，制冷剂的温度随着发动机的变热而升高。由于制冷剂总是通过泵进行循环，其可以在发动机运转时被加热，从而导致暖空气被输送到汽车内部。
通常在空调运作时，装配在单元结构中的汽车制冷装置会在汽车内部发出臭味。这是由于所有由鼓风机送出的空气均流经蒸发器，而蒸发器因存在冷凝水(由于周围温度的剧烈改变引起空气蒸汽冷凝而造成)而通常潮湿，从而为真菌和细菌提供适合的生活环境。
随着车用空调的变小和优化而紧密排列的散热片和扩大的通风体积导致通风阻力的增加，由此使浓缩水往往易于滴落。此外，当空气被例如尘埃、真菌和细菌的异物污染，并通过被输送到汽车内而流经蒸发器时，导致散发出常常成为车内乘客呼吸道疾病起因的臭气。
为了除去臭气，在蒸发器上涂上压缩气溶胶型抗微生物剂或亲水性抗菌涂层。在使用压缩气溶胶型抗微生物剂的情况下，该抗微生物剂通过外部入口进行喷洒，而经常粘附在鼓风机或通道中而未达到目标蒸发器。因此，不能期望获得有效的抗微生物活性。此外，通过喷洒香料掩盖臭味仅仅是暂时性的而不能持久。通常，通过将有机抗微生物剂、香料和除臭剂与乙醇相混和并在容器中充入压缩气制备气溶胶型抗微生物剂和除臭喷雾。然而，所喷洒的抗微生物剂不能有效地深入蒸发器而对其进行清洗，因此所喷洒的抗微生物剂不能对细菌和真菌起作用而将其根除。
在蒸发器上施用亲水性抗菌涂层时，该亲水性抗菌涂层由例如硅酸盐的无机亲水性颗粒和有机粘合剂组成，由于硅石颗粒相对大并因此不能紧密地排列，涂覆层中的裂缝使其可以在使用时轻易地剥离。此外，该涂层还在硅石颗粒周围为发出臭气的颗粒以及细菌和真菌提供可以生长的环境。该硅石颗粒发出令驾驶者不舒服的类似水泥的气味。此外，有机亲水性抗菌粘合剂的亲水性基团OH-157和H+158与水反应，导致涂覆层分解和挥发，从而使蒸发器上的铝暴露出来。实际上，涂覆层在从工厂交货后保持一或两年。此性能可以通过亲水性持久性试验进行分析。初始接触角是大约一至大约八度，而经过持久性试验后接触角一般大于40度。因此，由于缺少亲水性抗菌剂，抗菌和除臭性能由此非常低，也使得空调功能恶化。
发明内容
本发明提供了一种用于车用空调蒸发器的抗菌组合物，该抗菌组合物具有亲水性和抗菌性能以及改进的耐用性。本发明的抗菌组合物含有分子量在大约4,000至8,000范围内的亲水性有机聚合物、光滑剂、抗菌剂和去离子水。特别是，亲水功能基团与亲水性有机聚合物的交联基团之间的聚合程度极大地改进，而且该抗菌组合物由直径为几纳米的颗粒制成，这使得单位面积上的颗粒数目增加并使涂覆层的分解速度减低。
附图说明
由本发明的以下说明结合附图，本发明的上述和其它目的和特征将是显而易见的，其中：
图1显示了根据本发明一个实施方式的用于车用空调蒸发器的亲水性抗菌组合物的示意图；
图2显示了根据本发明一个实施方式的用于车用空调蒸发器的亲水性抗菌组合物关于其尺寸的示意图；
图3显示了在根据本发明一个实施方式的用于车用空调蒸发器的亲水性抗菌组合物的亲水性试验中，用于测量初始接触角的方法示意图；以及
图4显示了在根据本发明一个实施方式的用于车用空调蒸发器的亲水性抗菌组合物的亲水性试验中，用于测量持久接触角的方法示意图。
具体实施方式
本发明的实施方式提供了一种用于车用空调蒸发器的亲水性和抗菌组合物，其含有亲水聚合物、光滑剂、抗菌剂和去离子水，从而除去典型的涂层组合物本身发出的臭气，同时改进耐用性并显示抗菌效果。
更具体的说，本发明采用分子量为大约4,000至大约8,000的亲水性有机聚合物作为抗菌组合物的组分，以改进耐用性并除去传统类型涂层组合物固有的臭气。亲水功能基团与交联剂之间的聚合程度也得以改进。此外，抗菌组合物的颗粒尺寸是直径范围在大约5×10-9至大约9×10-9m的超细微粒，这使得单位面积上的颗粒数目增加并由此使亲水基团或抗菌剂的分解速度得以延迟。
在本发明的一个实施方式中，将大约10至大约15wt％的聚乙烯醇、大约5至大约8wt％的二甘醇和大约3至大约5wt％的聚乙二醇混和在一起以形成抗菌组合物的亲水性有机聚合物。如果聚乙烯醇的含量少于10wt％，会导致初始和持久亲水性降低。另一方面，如果聚乙烯醇的含量超过15wt％，会导致抗菌性能和涂层均匀性恶化。如果二甘醇的含量少于5wt％，会导致作为聚乙烯醇的补充亲水性剂的功能性降低。而如果二甘醇的含量超过8wt％，会导致抗菌性能和涂层均匀性恶化。如果聚乙二醇的含量少于3wt％，会导致聚乙烯醇的聚合程度降低。相反地，如果聚乙二醇的含量超过5wt％，会导致抗菌性能和涂层均匀性恶化。
此外，可以向此抗菌组合物中加入可以改进光滑性的其它常用化合物，而在本发明的一个实施方式中使用二乙基辛二醇作为光滑剂。加入大约1至大约3wt％的上述光滑剂。如果光滑剂少于1wt％，则不会显示任何显著的效果。当光滑剂的含量超过3wt％时，会在涂覆过程中产生泡沫。
乙醛和Ti(OH)X(PO4)Y-ZnO颗粒在本发明中用作抗菌剂。Ti(OH)X(PO4)Y-ZnO颗粒的直径尺寸为大约2×10-12至大约9×10-12pm，其中X是2至4的整数，而Y是1至4的整数。当Ti(OH)X(PO4)Y-ZnO颗粒与氧气或水相接触时，会导致表面反应并由此产生非常不稳定的活性二价氧。这导致会接受电子的还原反应，还产生过氧化氢。过氧化氢变成能够进行强氧化反应的羟基，这使得有机物分解并消除真菌和细菌。
在本发明中，乙醛和Ti(OH)X(PO4)Y-ZnO颗粒一起使用以进一步改进亲水性抗菌组合物。在本发明的这个实施方式中加入大约1至大约2wt％的乙醛。如果乙醛的含量少于1wt％，则不能显示良好的抗菌效果。而如果其含量超过2wt％对人类是有毒的。加入大约7至大约10wt％的Ti(OH)X(PO4)Y-ZnO颗粒。如果Ti(OH)X(PO4)Y-ZnO颗粒的含量少于7wt％，则会导致组合物颗粒的氧化还原反应活性降低。而如果Ti(OH)X(PO4)Y-ZnO颗粒的含量超过10wt％，则可能使其光滑效果降低。
将本发明的抗菌组合物的前述组分溶解于去离子水。加入大约50至70wt％的去离子水。如果去离子水的含量少于50wt％，难以将此组合物的固体组分溶解。然而，如果去离子水的含量超过70wt％，则将使亲水性和抗菌性能降低。
如上所述，本发明的亲水性和抗菌组合物显示极好的耐用性以及亲水性和抗菌性能。此组合物适用于车用空调蒸发器的涂层。
基于以下实施例对本发明进行更详细的说明，然而，不应将这些实施例认作限制本发明的范围。
实施例
实施例1和比较实施例1
根据下表1中所示组成和含量制备亲水性涂层组合物。根据以下说明的方法对所制备的组合物的杀菌效果和耐用性进行测量，其结果见表1。
测量方法
1.抗菌性能
1)抗真菌效果测试
在玻璃板上涂覆预定厚度的真菌，其中样品在25℃和大约60至100％湿度下涂覆并保持3周。观察样品上的真菌生长。
(评估标准)
级别0：无真菌生长
级别1：10％真菌生长
级别2：10至30％真菌生长
级别3：30至60％真菌生长
级别4：多于60％真菌生长
2)抗细菌效果测试
确定待测试细菌的类型。将其在冷冻设备中在-50℃下储存，随后在测试前将其转移至冰箱在5℃下放置12小时。首先，准备所选细菌的培养介质。将该培养介质与预定细菌数目的所选细菌相混和，并且不加入任何试验样品(即空白)在37℃和95％湿度下培养24小时，然后计算细菌的数目。随后，将培养介质和所选细菌的混合物(在将其置于样品上之前计算细菌的数目)置于试验样品顶部，并且在37℃和95％湿度下培养24小时，然后计算所得细菌数目以观察样品对细菌生长的影响。
2.亲水性测试
1)初始接触角
在将0.05cc水滴加到测试区域后，使用如图3所示的接触角测量器在大约八至十秒内测量“q”角度。随后，将“2q”的值读作“接触角”。滴水的高度接近于“0”。
2)持久接触角
样品在40℃和大于90％的相对湿度下保持6分钟，以-10℃/min的速度冷却至0℃以下，然后立即以10℃/min的速度加热至40℃，并在40℃和大约90％的湿度下保持6分钟。上述步骤整个过程视为一个循环，在重复500个循环后，通过与测量初始接触角所使用的方法相同的方法对持久接触角进行测量。
3.气味测试
1)干燥条件下
在建立室温下的标准测试条件后，将待测蒸发器安装到测试装置中。随后，开动空气鼓风机以在测试区域保持1m/sec风通过速度，并且进行排放分析以检测任何气味的存在和程度。
2)潮湿条件下
在40℃的室外空气温度和大于90％的相对湿度下放置72小时后，将待测蒸发器安装到测试装置中。随后，开动空气鼓风机以在测试区域保持1m/sec风通过速度，并且进行排放分析以检测任何气味的存在和程度。在将蒸发器安装到测试装置之前，将其整个表面用水润湿。
3)气味测试的标准(排放分析：多于10人)
-气味强度
级别1：强烈气味
级别2：明显存在的气味
级别3：轻微气味
级别4：极轻微气味
级别5：无气味
比较实施例2
用与实施例1相同的方法对传统类型的涂层组合物的抗菌性能和耐用性进行测试。结果见表1。
                                 表1
  分类(wt％)   实施例1   比较实施例1   比较实施例2
  亲水性聚合物  聚乙烯醇   12   7 亲水性试剂：无机硅酸盐(SiO2)：10-20％其它有机粘合剂
 二甘醇   7   3
 聚乙二醇   4   3
  光滑剂  二乙基辛二醇   2   2
抗菌剂  乙醛   2   2
 Ti(OH)X(PO4)Y-ZnO   9   4
  去离子水   64   79   剩余的
物理性能 抗菌性能   (1)抗真菌性能：级别0(2)细菌减低率：99.9％   (1)抗真菌性能：级别1(2)细菌减低率：85％   (1)抗真菌性能：级别0(2)细菌减低率：90％
亲水性接触角   初始：2°持久：15°   初始：7°持久：35°   初始：5°持久：28°
 气味   级别0   级别3   级别3-4
如上表1所示，本发明的抗菌涂层组合物在抗菌活性、亲水性和气味方面显示了改进。此外，在比较实施例1中还显示具有本发明特征范围之外特征的涂层抗菌组合物，不能有效地表现所需活性。
本发明通过其优选的实施方式进行了详细说明。然而，可以明白本领域的技术人员在考虑本公开内容的基础上，可以在本发明的范围和精神内进行修改和改进。

Claims (2)

1.一种用于车用空调蒸发器的亲水性抗菌组合物，其特征在于所述亲水性抗菌组合物含有：
(a)大约10至大约15wt％的聚乙烯醇、大约5至大约8wt％的二甘醇和大约3至大约5wt％的聚乙二醇，均作为分子量在大约4,000至8,000范围内的亲水性有机聚合物；
(b)大约1至大约3wt％的二乙基辛二醇，作为光滑剂；
(c)大约1至大约2wt％的乙醛和大约7至大约10wt％的颗粒尺寸为大约2×10-12至大约9×10-12pm的Ti(OH)X(PO4)Y-ZnO颗粒，二者均作为抗菌剂，其中X是2至4的整数，而Y是1至4的整数；和
(d)大约50至大约70wt％的去离子水。
2.根据权利要求1所述的用于车用空调蒸发器的亲水性抗菌组合物，其特征在于所述亲水性有机聚合物聚乙烯醇、二甘醇和聚乙二醇的颗粒尺寸分别在大约5×10-9至大约9×10-9m的范围内。
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