JP2004043632A - Coating composition for fin, fin and heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィン用塗料組成物、フィン及び熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ルームエアコン、工業用熱交換器などの熱交換器のフィンに軽量性、加工性、熱伝導性からアルミニウムやアルミニウム合金（以下併せて、アルミニウム材という）が広く使用されている。
熱交換器のフィンに空気中から凝縮した水滴が付着すると通風抵抗の増加、熱交換器の能力低下をもたらすのでこれを防止するため、表面に親水性を付与することが行われている。
又、アルミニウム材は本来耐蝕性に優れているが凝縮水がフィン表面に長期間滞留すると、酸素濃淡電池を形成したり、大気中の汚染成分が付着・濃縮されて水和反応が生じたりして腐食が促進される。
又、マンションなどの密封型住宅では、フローリングフロアーの床磨きに用いられるフロワーワックスや、蚊取り線香、防臭剤及びてんぷら油などの微粒子などがエアコンの熱交換器に吸い込まれてフィン表面に付着し、エアコンの熱交換性能を低下させていることが判明し、問題視されている。
【０００３】
これらの問題を改善するため、フィンの耐蝕性を向上させるとともに、フィン表面の親水性にして、フロアーワックスや蚊取り線香、防臭剤及びてんぷら油などの微粒子を付着させない親水性塗膜や、付着してもエアコン運転時に発生する凝縮水により上記の微粒子などの汚染物質を流出させるというフィンの耐汚染性付与塗膜を設けることが行われている。
【０００４】
このような塗膜の形成にあたっては、フィンに加工したあとのアルミニウム材に塗装、焼き付けを行ってもよいが、工程の簡略化や塗膜の均一性の観点から、フィンに加工前のアルミニウム材に塗装、焼き付けを施し、これをフィンに加工するプレコート法が行われている。このプレコート法で用いる塗料としては、潤滑性が要求される。
【０００５】
また、このようなプレコート用親水性塗料としては、通常、カルボキシル基などを有する酸性樹脂が用いられており、その親水性を向上させるために、塩基性化合物で中和あるいは部分中和することが行われている。この塩基性化合物としては、アンモニアやアルキルアミン、アルカノールアミンなどの有機アミン化合物が用いられている。中でも、安価なことから、アンモニアが最も多く用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、エアコン用熱交換器の銅管に蟻の巣状腐蝕と呼ばれる特殊な形態の腐蝕が、銅管の板厚方向に進行し、場合によっては、銅管に穴があくといった問題が起こることがある。
これまでに、この銅管における蟻の巣状腐蝕の原因物質は、アルデヒド、アルコールおよび、ギ酸、酢酸などの有機酸であることが知られており、銅管の表面処理による腐食防止・抑制策が検討されてきた。
しかし、近年、熱交換器フィンへの親水持続性、耐汚染性処理方法が、この銅管における蟻の巣状腐蝕に影響を与える場合があることが判明した。
すなわち、本発明はエアコン用熱交換器の銅管における蟻の巣状腐蝕の発生を抑制し、親水性、耐蝕性、かつ、潤滑性に優れるフィン用塗料組成物、この塗料組成物を塗装してなるフィン、このフィンが組み込まれている熱交換器を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、このような状況に鑑み、フィン用塗料と蟻の巣状腐蝕の発生の関係に付き鋭意検討の結果、親水性プレコートフィン塗膜中のアンモニアや有機アミン化合物がこの蟻の巣状腐蝕の発生を助長することを突き止めた。そこで、この知見に基づき、さらに特定の構成の共重合体を部分中和した親水性樹脂と、特定の複素環系有機化合物を用いることにより、蟻の巣状腐蝕の発生を抑制し、また、親水性、耐蝕性、耐汚染性、かつ、潤滑性に優れるフィン用塗料組成物を見出し、本発明に到達した。
【０００８】
すなわち、本発明の塗料組成物は、親水性樹脂（Ａ）と複素環系有機化合物（Ｂ）とからなり、親水性樹脂（Ａ）が、ニトリル基を有する単量体（ａ１）と、ヒドロキシ基を有する単量体（ａ２）と、カルボキシル基を有する単量体（ａ３）と、アルキル基を有する単量体（ａ４）とから構成された四元共重合体（ａ）の酸基が、アルカリ金属の水酸化物で部分中和されてなる親水性樹脂であり、
複素環系有機化合物（Ｂ）が、１，３−ジオキサン環を２個以上有する複素環系有機化合物であることを特徴とする。
【０００９】
又、本発明のフィンは、前記塗料組成物を含有する塗料で形成した塗膜をアルミニウム又はアルミニウム合金の表面に形成してなることを特徴とする。
又、本発明の熱交換器は、前記フィンが組み込まれていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられる四元共重合体（ａ）の構成成分であるニトリル基を有する単量体（ａ１）におけるニトリル基は、ＣＮ結合、即ち炭素元素と窒素元素間の三重結合に起因するπ電子により双極子能率が著しく高くなっているので、樹脂の親水性を高める。しかし、樹脂自体のアルミニウム材に対する密着性を低下させる水溶化という現象を起させる程の力（極性又は双極子能率）はない。それにより、この双極子能率の大きいニトリル基の存在によってアルミニウム合金に対する密着性が向上するものとなっている。
このようなニトリル基を有する単量体（ａ１）としては、（メタ）アクリル酸−２−シアノエチル、（メタ）アクリロニトリルが挙げられる。中でも、アクリロニトリルが好ましい。
【００１１】
上記四元共重合体（ａ）の構成成分であるヒドロキシ基を有する単量体（ａ２）は、複素環系有機化合物（Ｂ）と反応し、強固な皮膜を形成させる役割を有し、架橋反応を起すことにより、アルミニウム合金材表面との密着性、機械的強度（強靭性）、可撓性などの特性に優れた塗膜を構成するものとなる。
このようなヒドロキシ基を有する単量体（ａ２）としては、例えば（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸−２又は３−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸−３又は４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸−２，３−ジヒドロキシプロピルや、２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、２又は３−ヒドロキシプロピルビニルエーテル及び４−ヒドロキシブチルビニルエーテル等が挙げられる。中でも、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、アクリル酸−２，３−ジヒドロキシプロピル及び２−ヒドロキシエチルビニルエーテル等が好ましい。
【００１２】
上記四元共重合体（ａ）の構成成分である上記カルボキシル基を有する単量体（ａ３）は、アニオン系の親水性を有しており、アルカリ金属の水酸化物による部分中和は四元共重合体（ａ）の親水性を一層高める。 更に、特筆するのは、上記複素環系有機化合物（Ｂ）が、ヒドロキシ基を有する単量体（ａ３）に有する水酸基と、上記複素環系有機化合物（Ｂ）と反応して架橋構造を形成する際に、上記のアルカリ金属の水酸化物との部分中和によって残存させている四元共重合体（ａ）の酸残基が、架橋反応の触媒として働くことである。
このようなカルボキシル基を有する単量体（ａ３）としては、例えば（メタ）アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸及びイタコン酸、マレイン酸の炭素数１〜６の飽和の直又は側鎖を有するアルキルアルコールのハーフエステル等が挙げられる。
中でも、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸及びマレイン酸の炭素数１〜２の飽和アルキルアルコールのハーフエステルが好ましく用いられ、これらは、単独又は複数種組み合わせて用いられる。
【００１３】
上記単量体（ａ１）、（ａ２）及び（ａ３）のみによって構成された樹脂はガラス転移温度が高すぎるものとなり、アルミニウム材への密着性が劣り、更に強靭性及び柔軟性に劣ることによってプレス加工時に割れなどのトラブルの発生要因となる。
そこで、上記四元共重合体（ａ）の構成成分であるアルキル基を有する単量体（ａ４）は、本発明の四元共重合体（ａ）のガラス転移温度を調整させるために用いられるものである。即ち、この単量体（ａ４）を用いることによって、アルミニウム材への密着性、強靭性及び柔軟性の特徴が向上し、塗膜性が高まると共に、形成される皮膜のプレス加工が良好となる。
このようなアルキル基を有する単量体（ａ４）としては、例えば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸−ｎ又はｉ−プロピル、（メタ）アクリル酸−ｎ又はｉ又はｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸−ｎ又はｉ−ペンチル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジ−ｎ又はｉ−プロピル、イタコン酸ジ−ｎ又はｉ又はｔ−ブチル、イタコン酸−ｎ又はｉ−ペンチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジ−ｎ又はｉ−プロピル、マレイン酸ジ−ｎ又はｉ又はｔ−ブチル、マレイン酸−ジｎ又はｉ−ペンチル等が挙げられる。中でも、メタクリル酸メチル、メタクリル酸−ｉ−プロピル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル及びマレイン酸ジ−ｉ−プロピルが好ましい一例であり、これらは単独又は複数種組み合わせて用いられる。
【００１４】
本発明において、四元共重合体（ａ）としては、これを構成する単量体（ａ１）／（ａ２）／（ａ３）／（ａ４）の比率が、質量比で、５〜３０／１〜１０／６０〜９０／１〜１０であることが好ましく、１０〜２０／２〜５／７０〜８０／２〜５であることがより好ましい。
四元共重合体（ａ）の数平均分子量が１，０００〜５０、０００であることが好ましく、２，０００〜３５，０００であることがより好ましい。
上記範囲を外れると、優れた親水性が発揮されない。
この四元共重合体（ａ）は、通常の既知の重合方法で製造することができる。重合方法としては、レドックス重合法が好ましく、重合触媒は特に限定されるものではないが、望ましくは、得られる塗料の防食性を考慮すると、ハロゲン系化合物やイオン、硫酸などの強酸性化合物やイオンが配合されていない触媒が好ましい。特に、過酸化水素水―有機酸系レドックス触媒が良好である。
【００１５】
更に、本発明の塗料組成物を構成する親水性の樹脂（Ａ）は、この四元共重合体（ａ）を塩基性化合物で部分中和することによって製造され、四元共重合体（ａ）の酸基が、アルカリ金属の水酸化物で部分中和することにより親水性が発揮される。アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウムと水酸化カリウムが好ましく、このいずれかを単独で使用してもよく、両者を混合して使用してもよい。アルカリ金属水酸化物の代わりにアンモニアやアルキルアミンなどの有機アミン化合物を用いると、銅管における蟻の巣状腐蝕の発生要因になるので好ましくない。更に、複素環系化合物（Ｂ）が有する１，３−ジオキサン環の開環反応を阻害し、被膜の形成を阻害して密着性不良を招く。
【００１６】
本発明において、複素環系化合物（Ｂ）は、１，３−ジオキサン環を２個以上有する複素環系有機化合物であり、下記一般式１で表される１，３−ジオキサン環を有するカルボン酸（ｂ）から誘導される、１，３−ジオキサン環を２個以上有する複素環系有機化合物であることが好ましい。この複素環系有機化合物としては、例えば、下記一般式で示されるカルボン酸と、ヒドロキシ基を２個以上有するポリオールの反応により得られるエステルを例示できる。
【００１７】
【化１】
（一般式１において、Ｒ１、Ｒ２はＨ又は側鎖を有していてもよい総炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｒ３は炭素数１〜２のアルキル基を示す。）
【００１９】
本発明において、前記一般式１で表される１，３−ジオキサン環を有するカルボン酸（ｂ）としては、５−メチル−５−オキシカルボニル−１，３−ジオキサン、５−エチル−５−オキシカルボニル−１，３−ジオキサン，２，２−ジメチル−５−メチル−５−オキシカルボニル−１，３−ジオキサン、２，２−ジメチル−５−エチル−５−オキシカルボニル−１，３−ジオキサン、２−メチル−２−エチル−５−メチル−５−オキシカルボニル−１，３−ジオキサン，２−メチル−２−エチル−５−エチル−５−オキシカルボニル−１，３−ジオキサン、２−メチル−２−イソブチル−５−メチル−５−オキシカルボニル−１，３−ジオキサン，２−メチル−２−イソブチル−５−エチル−５−オキシカルボニル−１，３−ジオキサン等を例示できる。
【００２０】
又、複素環系有機化合物（Ｂ）が、複素環系有機化合物（Ｂ）は分子量４００〜２０００の低分子量複素環系有機化合物（Ｂ１）と、分子量２，０００を超える高分子量複素環系有機化合物（Ｂ２）の混合物であることが好ましい。この低分子量複素環系有機化合物と高分子量複素環系有機化合物の質量比が１５〜７５：２５〜８５であることが好ましく、３０〜５０：５０〜７０であることがより好ましい。
【００２１】
この低分子複素環系有機化合物（Ｂ１）としては、ポリエチレングリコール２００＃、ポリエチレングリコール４００＃、ポリエチレングリコール６００＃、ポリエチレングリコール１０００＃等の１，３−ジオキサン環を有するカルボン酸（ｂ）のジエステル、グリセリン、ジグリセリン，ポリグリセリン３１０＃、５００＃、７５０＃等の１，３−ジオキサン環を有するカルボン酸（ｂ）のジエステル又はトリエステル等を例示できる。
これらのうち、好ましいものとしては、ポリエチレングリコール４００＃ジ［α−〔５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリエチレングリコール６００＃ジ［α−〔５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリエチレングリコール１０００＃ジ［α−〔５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリグリセリン＃５００ジ［α−〔５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリグリセリン＃７５０トリ［α−〔５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリエチレングリコール４００＃ジ［α−〔２，２−ジメチル−５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリエチレングリコール６００＃ジ［α−〔２，２−ジメチル−５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリエチレングリコール１０００＃ジ［α−〔２，２−ジメチル−５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリグリセリン＃５００ジ［α−〔２，２−ジメチル−５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリグリセリン＃７５０トリ［α−〔２，２−ジメチル−５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート等が特に好ましい。
【００２２】
高分子量複素環系有機化合物（Ｂ２）としては、ポリエチレングリコール１５００＃、ポリエチレングリコール２０００＃、ポリエチレングリコール４０００＃、ポリエチレングリコール６０００＃、ポリエチレングリコール１００００＃、ポリエチレングリコール１３０００＃、ポリエチレングリコール２００００＃、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコール（ニューポールＰＥ−１０８，ＰＥ−１２８など），ポリオキシエチレン（９９００）−１２−ヒドロキシステアリルトリグリセリドエーテル等の１，３−ジオキサン環を有するカルボン酸（ｂ）のジエステル等を例示できる。
これらのうち、好ましいものとしては、ポリエチレングリコール２０００＃ジ［α−〔５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリエチレングリコール４０００＃ジ［α−〔５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリエチレングリコール６０００＃ジ［α−〔５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリエチレングリコール１００００＃ジ［α−〔５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリオキシエチレンオキシプレングリコール（ニューポールＰＥ−１２８）ジ［α−〔５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート，ポリオキシエチレン（９９００）−１２−ヒドロキシステアリルトリグリセリドエーテルトリ［α−〔５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリエチレングリコール２０００＃ジ［α−〔２，２−ジメチル−５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリエチレングリコール４０００＃ジ［α−〔２，２−ジメチル−５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリエチレングリコール６０００＃ジ［α−〔２，２−ジメチル−５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリエチレングリコール１００００＃ジ［α−〔２，２−ジメチル−５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート、ポリオキシエチレンオキシプレングリコール（ニューポールＰＥ−１２８）ジ［α−〔２，２−ジメチル−５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネート，ポリオキシエチレン（９９００）−１２−ヒドロキシステアリルトリグリセリドエーテルトリ［α−〔２，２−ジメチル−５−（１，３−ジオキサニル）〕］プロピオネートが特に好ましい。
【００２３】
親水性樹脂（Ａ）と複素環系有機化合物（Ｂ）の比率が質量比で１００：５０〜５００であることが好ましく、１００：１００〜３５０であることがより好ましい。親水性樹脂（Ａ）１００に対して複素環系有機化合物（Ｂ）の比率が５０未満であると親水性が劣り、５００を超えると、密着性、親水持続性、潤滑性、耐アルカリ性が劣る。
【００２４】
本発明の塗料組成物は、その成分中に、即ち、四元共重合体（ａ）の酸基が部分中和されてなる親水性樹脂（Ａ）を有するので親水性能を発揮する。
又、複素環系有機化合物（Ｂ）として、１，３−ジオキサン環を２個以上有する複素環系有機化合物を用い、四元共重合体（ａ）がヒドロキシ基を有する単量体（ａ２）から誘導される成分をその構成の一部として有しているので、皮膜形成時において、複素環系有機化合物（Ｂ）と四元共重合体（ａ）のヒドロキシ基と反応して強固な被膜を形成し、架橋反応を起こすことによりアルミニウム材表面への密着性、機械的強度（強靱性）、可撓性などの特性に優れた被膜となる。また、架橋構造の形成により、親水性能を有しながらも、耐水性をも有する皮膜が完成される。また、極性の低い物質が大部分を占める汚染物質は、ニトリル基が有する耐油性により耐汚染物質を寄せ付けぬ役割を発揮することになる。
【００２５】
低分子複素環系有機化合物（Ｂ１）と高分子量複素環系有機化合物（Ｂ２）は、水存在下ではオキシアルキレンのエーテル結合の酸素に水が配位して親水性を発揮し、水が存在しない状態ではワックス性を発揮し高潤滑性を示すため、本発明の塗料組成物をアルミニウム合金材に塗布、焼付け後のプレス加工時、特に、ドローレス加工に際しての潤滑特性に優れるという特徴を有する。
【００２６】
そして、本発明の塗料組成物からなる塗料が塗布、焼き付けされてなるアルミニウム合金コイルに対して所定の加工が施されてフィンが構成される。従って、本発明のフィンは親水性、耐蝕性、耐汚染性を有する。また、この加工に際して、アルミニウム材の表面には上記特徴の塗膜が設けられているから、金型の耐久性が良い。即ち、アルミニウム合金材の表面に設けられた塗膜自身に潤滑機能があることから、金型に損傷が起き難いのである。しかも、アルミニウム合金材及び潤滑性を有する塗膜の形成は１回の塗布で済むものであり、極めて簡単なものであるから、フィンの製造コストは低廉である。又、このフィンが組み込まれた熱交換器も耐クレージング性能、耐汚染性能及び親水持続性能を有する。
【００２７】
【実施例】
以下に、実施例を用いて、本発明を更に詳しく説明する。
【００２８】
（参考例１）〔四元共重合体（ａ）の製造〕
攪拌器、温度計、滴下ロート、窒素導入管及び還流冷却器を備えた１Ｌの五つ口フラスコに、アクリロニトリル（ａ１）９ｇと、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル（ａ２）１．５ｇと、アクリル酸（ａ３）３７．５ｇと、メタクリル酸エチル（ａ４）１．５ｇと、イオン交換水４５０ｇ及び触媒として過硫酸カリウム０．３ｇを仕込み、攪拌しながら窒素雰囲気下で重合温度６０〜６５℃で８時間反応をさせて、固形分濃度が１０質量％の四元共重合体（ａ）を得た。
得られた四元共重合体（ａ）を表１に記載の塩基性化合物で部分中和を行い、親水性樹脂（Ａ）を得た。なお、表中の塩基性化合物は、それぞれ１０％水溶液を示す。
【００２９】
（参考例２）［低分子量複素環系有機化合物（Ｂ１）の製造］
パラトルエンスルホン酸６３ｇを触媒にして、シクロヘキサン１００ｇ中、シクロヘキサンの沸点（８０．７℃）下で、ポリエチレングリコール＃１０００を３００ｇと、ジメチロールプロピオン酸８４ｇとのエステル化反応を行い、エステル化反応後、パラホルムアルデヒド１８．９ｇでエーテル化反応を行って、固形分濃度５０％の低分子量複素環系有機化合物（Ｂ１）を得た。
【００３０】
（参考例３）［高分子量複素環系有機化合物（Ｂ２）の製造 ］
パラトルエンスルホン酸２１ｇを触媒にして、シクロヘキサン１００ｇ中、シクロヘキサンの沸点（８０．７℃）下で、ポリエチレングリコール＃４０００を４００ｇと、ジメチロールプロピオン酸２８ｇとのエステル化反応を行い、エステル化反応後、パラホルムアルデヒド６．３ｇでエーテル化反応を行って、固形分濃度２０％の高分子量複素環系有機化合物（Ｂ２）を得た。
【００３１】
（参考例４）［直鎖状二塩基性カルボン酸誘導体（Ｃ２）の製造］
ポリエチレングリコール＃４０００を２００ｇと、無水フタル酸１２．８ｇとを８０℃で２時間、１００℃で１時間エステル化反応を行い、無色液状の二塩基性カルボン酸（ポリエチレングリコールの両末端にカルボキシエチルカルボニルオキシ基が結合したもの）を得、これにトリエチルアミン及びアンモニア水で部分中和させて、固形分濃度４０％、淡褐色状の直鎖状二塩基性カルボン酸誘導体（Ｃ２）を得た。
【００３２】
（実施例１〜３、比較例１〜３）
表１に示す親水性樹脂（Ａ）２０質量部と、参考例１で得た低分子量複素環系有機化合物（Ｂ１）８質量部と、高分子量複素環系有機化合物（Ｂ２）１０質量部と、イオン交換水４２質量部と、界面活性剤サンデックＢＬ（商品名、三洋化成工業社製）０．０２質量部とを配合して、固形分濃度１０質量％の塗料を得た。
リン酸クロメート処理による耐蝕性被膜が形成されたアルミニウム材の表面にこれらの塗料をそれぞれ塗布し、２００〜２５０℃の温度で焼き付けして、親水性塗膜を形成した。なお、親水性塗膜量は、固形分で０．３〜０．５ｇ／ｍ２とした。
この塗料を塗布したアルミニウム材をドローレスプレス加工方式の金型で、揮発性プレス油ＲＦ−１９０を用い、しごき率５５％の条件でプレスし、フィンを作成した。こうして作成したフィンに直径９．５２ｍｍの銅管を挿入し、拡管、ロウ付けし、熱交換器を得た。
このフィン表面の塗膜密着性、水濡性（親水性接触角）、耐蝕性及び潤滑性について評価した。また、これらの銅管付きフィンにつき、蟻の巣状腐蝕加速試験を行った。
【００３３】
（比較例４〜６）
低分子量複素環系有機化合物（Ｂ１）８質量部の代わりに、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル（Ｃ１）（商品名ユーキコートＥ−５８７、共栄社化学製、エチレングリコール鎖ｎ＝２２）を６質量部、高分子量複素環系有機化合物（Ｂ２）１０質量部の代わりに参考例４で得た直鎖状二塩基性カルボン酸誘導体（Ｃ２）を１２質量部とを用い、これらと、表１に示す親水性樹脂（Ａ）２０質量部と、イオン交換水４２質量部と、界面活性剤サンデックＢＬ（商品名、三洋化成工業社製）０．０２質量部とを配合して、固形分濃度１０質量％の塗料を得た。
これらの塗料を用いた以外は、実施例１と同様にして熱交換器を得、このフィン表面の塗膜密着性、水濡性（親水性接触角）、耐蝕性及び潤滑性について評価した。また、これらの銅管付きフィンにつき、蟻の巣状腐蝕加速試験を行った。
【００３４】
＊塗膜密着性：水で濡らしたペーパータオルで塗膜表面を荷重５００ｇの力を掛けて１０往復擦り、塗膜剥離の有無を観察した。
○：剥離全くなし
△：一部剥離あり
×：全面的に剥離
【００３５】
＊親水性接触角：試料を揮発性プレス油ＲＦ−１９０に６０秒間浸漬した後、１５０℃で５分間熱処理し、２４０時間水道流水に浸漬した後、水滴の接触角を測定した。
○：３０°未満
△：３０°以上４０°未満
×：４０°以上
【００３６】
＊耐蝕性：試料をＪＩＳ Ｚ２３７１に準じた塩水噴霧試験を行い、２４０時間後の表面状態をレイティングナンバー（ＲＮ）で評価した。
○：ＲＮ９．５以上
△：ＲＮ９．０以上、９．５未満
×：ＲＮ９．０未満
【００３７】
＊潤滑性；試料表面に揮発性プレス油ＲＦ−１９０を塗布し、バウデン式摩擦試験機で表面の動摩擦係数を測定した。
○：動摩擦係数０．１０未満
△：動摩擦係数０．１０以上、０．２０未満
×：動摩擦係数０．２０以上
【００３８】
＊蟻の巣状腐蝕加速試験：内容量１Ｌの密閉容器に１容量％の蟻酸水溶液を１００ｍｌ入れ、熱交換器から切り出したサンプルを、液に直接触れないように吊り下げて入れ、密閉して恒温槽に入れ、４０℃を１２時間、２５℃を１２時間保持することを繰り返し、１ヶ月後、２ヶ月後、３ヶ月後に銅管を切り出し、銅管における蟻の巣状腐蝕の発生を調べた。
○：蟻の巣状腐蝕の発生なし
△：軽度に蟻の巣状腐蝕の発生が認められる
×：銅管肉厚方向に蟻の巣状腐蝕の発生あり
【００３９】
これらの評価、試験結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
表１から明らかのように、１，３−ジオキサン環を２個以上有する複素環系有機化合物を含まない比較例４〜６は塗膜密着性、親水性、耐蝕性、潤滑性のいずれも不良であり、試験１ヶ月後で既に銅管の銅管肉厚方向に浸食した蟻の巣状腐蝕の発生が見られること、１，３−ジオキサン環を２個以上有する複素環系有機化合物を用いても、酸性樹脂の中和あるいは部分中和にアンモニアや有機アミン化合物を用いた比較例１〜３は、比較例４〜６よりは優れるが、銅管に比較的早期から蟻の巣状腐蝕が発生していることが分かる。これに対し、本発明の塗料組成物は親水性、耐蝕性、かつ、潤滑性に優れ、しかも、銅管における蟻の巣状腐蝕の発生を抑制していることがわかる。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の塗料組成物は親水性に優れ、従って水滴が付着しても、水滴は拡がり、塗膜としたときに通風抵抗を高めることはない。
かつ、耐蝕性にも富む。
また、本発明の塗料組成物からなる塗膜が潤滑性に優れているから、予め塗膜を形成しておいた材料をプレス加工しても金型が損傷し難い。従って、金型は耐久性に富み、フィンの製造コストは低廉である。そして、潤滑性に優れていることはプレス加工に際しての潤滑剤の使用量を少なくし、潤滑剤の使用量を少なくした場合には後工程での潤滑剤の除去が簡単となる。汚染性物質の付着による熱交換器の熱交換効率の低下が無い。
さらに、酸性樹脂の中和あるいは部分中和にアンモニアや有機アミン化合物を用いた場合に銅管に発生しやすい蟻の巣状腐蝕が生じないという特徴を有する。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fin coating composition, a fin, and a heat exchanger.
[0002]
[Prior art]
Aluminum and aluminum alloys (hereinafter collectively referred to as aluminum materials) are widely used for fins of heat exchangers such as room air conditioners and industrial heat exchangers because of their light weight, workability, and heat conductivity.
If water droplets condensed from the air adhere to the fins of the heat exchanger, the resistance to ventilation increases and the performance of the heat exchanger deteriorates. To prevent this, the surface is made hydrophilic.
In addition, aluminum material is inherently excellent in corrosion resistance, but if condensed water stays on the fin surface for a long period of time, an oxygen concentration cell may be formed, or contaminants in the air may adhere and concentrate, causing a hydration reaction. Corrosion is promoted.
In sealed houses such as condominiums, fine particles such as floor wax and mosquito coils, deodorants and tempura oil used for polishing the floor of the flooring are sucked into the heat exchanger of the air conditioner and adhere to the fin surface. It has been found that the heat exchange performance has been lowered, which is regarded as a problem.
[0003]
In order to improve these problems, while improving the corrosion resistance of the fins and making the fin surface hydrophilic, a hydrophilic coating that does not adhere to fine particles such as floor wax, mosquito coil, deodorant and tempura oil, In addition, a coating film for imparting stain resistance to fins, which allows contaminants such as the fine particles to flow out by condensed water generated during operation of an air conditioner, has been provided.
[0004]
In forming such a coating film, the aluminum material that has been processed into fins may be painted and baked, but from the viewpoint of simplification of the process and uniformity of the coating film, the aluminum material before processing into the fins is used. A pre-coating method is performed in which the fins are painted and baked and processed into fins. Lubricity is required for the paint used in this precoating method.
[0005]
Further, as such a hydrophilic paint for precoat, an acidic resin having a carboxyl group or the like is usually used, and in order to improve the hydrophilicity, neutralization or partial neutralization with a basic compound may be used. Is being done. As the basic compound, an organic amine compound such as ammonia, an alkylamine, or an alkanolamine is used. Among them, ammonia is most often used because it is inexpensive.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, a special form of corrosion called ant nest corrosion occurs in the copper tubes of air conditioner heat exchangers in the thickness direction of the copper tubes, and in some cases, there is a problem that holes are formed in the copper tubes. There is.
It has been known that ant nest-like corrosion in copper pipes is caused by aldehydes, alcohols, and organic acids such as formic acid and acetic acid. Has been considered.
However, in recent years, it has been found that a method of treating the heat exchanger fins for maintaining hydrophilicity and stain resistance may affect ant nest corrosion in the copper tube.
That is, the present invention suppresses the occurrence of ant nest corrosion in a copper tube of a heat exchanger for an air conditioner, and imparts hydrophilicity, corrosion resistance, and excellent lubricity to a fin coating composition. An object of the present invention is to provide a fin comprising a fin and a heat exchanger incorporating the fin.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In view of such a situation, the present inventors have conducted intensive studies on the relationship between the fin paint and the occurrence of ant nest-like corrosion, and found that ammonia and organic amine compounds in the hydrophilic pre-coated fin coating film indicate that this ant has a significant effect. It has been found that it promotes the occurrence of nest corrosion. Therefore, based on this finding, by using a hydrophilic resin partially neutralized copolymer of a specific configuration and a specific heterocyclic organic compound, the occurrence of ant-nest corrosion is suppressed, The present inventors have found a fin coating composition excellent in hydrophilicity, corrosion resistance, stain resistance, and lubricity, and have reached the present invention.
[0008]
That is, the coating composition of the present invention comprises a hydrophilic resin (A) and a heterocyclic organic compound (B), wherein the hydrophilic resin (A) comprises a monomer (a1) having a nitrile group, The acid group of a quaternary copolymer (a) composed of a monomer (a2) having a group, a monomer (a3) having a carboxyl group, and a monomer (a4) having an alkyl group , A hydrophilic resin partially neutralized with an alkali metal hydroxide,
The heterocyclic organic compound (B) is a heterocyclic organic compound having two or more 1,3-dioxane rings.
[0009]
Further, the fin of the present invention is characterized in that a coating film formed of a coating containing the coating composition is formed on a surface of aluminum or an aluminum alloy.
Further, the heat exchanger of the present invention is characterized in that the fin is incorporated.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The nitrile group in the monomer (a1) having a nitrile group, which is a component of the quaternary copolymer (a) used in the present invention, has a CN bond, that is, a π caused by a triple bond between a carbon element and a nitrogen element. Since the dipole efficiency is significantly increased by the electrons, the hydrophilicity of the resin is enhanced. However, there is not enough force (polarity or dipole efficiency) to cause a phenomenon of water solubilization that lowers the adhesion of the resin itself to the aluminum material. Thereby, the adhesion to the aluminum alloy is improved by the presence of the nitrile group having a large dipole efficiency.
Examples of the monomer (a1) having such a nitrile group include 2-cyanoethyl (meth) acrylate and (meth) acrylonitrile. Among them, acrylonitrile is preferred.
[0011]
The monomer (a2) having a hydroxy group, which is a constituent component of the quaternary copolymer (a), has a role of reacting with the heterocyclic organic compound (B) to form a strong film, and has a role of crosslinking. By causing the reaction, a coating film having excellent properties such as adhesion to the surface of the aluminum alloy material, mechanical strength (toughness), and flexibility is formed.
Examples of such a hydroxy group-containing monomer (a2) include (meth) acrylic acid-2-hydroxyethyl, (meth) acrylic acid-2 or 3-hydroxypropyl, (meth) acrylic acid-3 or 4 -Hydroxybutyl, 2,3-dihydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl vinyl ether, 2 or 3-hydroxypropyl vinyl ether, and 4-hydroxybutyl vinyl ether. Among them, 2-hydroxyethyl acrylate, 2,3-dihydroxypropyl acrylate and 2-hydroxyethyl vinyl ether are preferred.
[0012]
The carboxyl-containing monomer (a3), which is a constituent component of the quaternary copolymer (a), has anionic hydrophilicity, and is partially neutralized with an alkali metal hydroxide. The hydrophilicity of the copolymer (a) is further enhanced. What is particularly noteworthy is that the heterocyclic organic compound (B) reacts with the hydroxyl group of the hydroxy group-containing monomer (a3) with the heterocyclic organic compound (B) to form a crosslinked structure. In this case, the acid residue of the quaternary copolymer (a) remaining after the partial neutralization with the hydroxide of the alkali metal serves as a catalyst for the crosslinking reaction.
Examples of such a monomer having a carboxyl group (a3) include (meth) acrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid and itaconic acid, a saturated straight or side chain having 1 to 6 carbon atoms of maleic acid. A half ester of an alkyl alcohol having the formula
Among them, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and half esters of a saturated alkyl alcohol having 1 to 2 carbon atoms of maleic acid are preferably used, and these are used alone or in combination of two or more.
[0013]
The resin composed only of the monomers (a1), (a2) and (a3) has too high a glass transition temperature, has poor adhesion to an aluminum material, and has poor toughness and flexibility. This causes troubles such as cracks during press working.
Therefore, the monomer (a4) having an alkyl group, which is a component of the quaternary copolymer (a), is used for adjusting the glass transition temperature of the quaternary copolymer (a) of the present invention. Things. That is, by using this monomer (a4), the characteristics of adhesion to an aluminum material, toughness, and flexibility are improved, the coating properties are improved, and the formed film is pressed well. .
Examples of such a monomer having an alkyl group (a4) include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, -n or i-propyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid-n Or i or t-butyl, -n or i-pentyl (meth) acrylate, dimethyl itaconate, diethyl itaconate, di-n or i-propyl itaconate, di-n or i-t-butyl itaconate, itacone Acid-n or i-pentyl, dimethyl maleate, diethyl maleate, di-n or i-propyl maleate, di-n or i or t-butyl maleate, di-n- or i-pentyl maleate and the like. Can be Among them, methyl methacrylate, i-propyl methacrylate, dimethyl maleate, diethyl maleate and di-i-propyl maleate are preferred examples, and these are used alone or in combination of two or more.
[0014]
In the present invention, as the quaternary copolymer (a), the ratio of the monomers (a1) / (a2) / (a3) / (a4) constituting the quaternary copolymer (a) is 5 to 30/1 by mass ratio. It is preferably from 10/60 to 90/1 to 10, more preferably from 10/20/2 to 5/70 to 80/2 to 5.
The number average molecular weight of the quaternary copolymer (a) is preferably from 1,000 to 50,000, more preferably from 2,000 to 35,000.
Outside the above range, excellent hydrophilicity is not exhibited.
This quaternary copolymer (a) can be produced by an ordinary known polymerization method. As the polymerization method, a redox polymerization method is preferable, and the polymerization catalyst is not particularly limited. However, in consideration of the anticorrosion property of the obtained paint, a halogenated compound or ion, a strongly acidic compound such as sulfuric acid or an ion is preferably used. Is preferred. In particular, a hydrogen peroxide water-organic acid-based redox catalyst is preferable.
[0015]
Further, the hydrophilic resin (A) constituting the coating composition of the present invention is produced by partially neutralizing the quaternary copolymer (a) with a basic compound to obtain the quaternary copolymer (a). The hydrophilicity is exhibited by partially neutralizing the acid group of (2) with an alkali metal hydroxide. As the alkali metal hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide are preferable. Either of these may be used alone, or both may be used in combination. It is not preferable to use an organic amine compound such as ammonia or an alkylamine in place of the alkali metal hydroxide, because it may cause nest-like corrosion in the copper tube. Furthermore, it inhibits the ring-opening reaction of the 1,3-dioxane ring of the heterocyclic compound (B), impedes the formation of a coating, and causes poor adhesion.
[0016]
In the present invention, the heterocyclic compound (B) is a heterocyclic organic compound having two or more 1,3-dioxane rings, and a carboxylic acid having a 1,3-dioxane ring represented by the following general formula 1 It is preferably a heterocyclic organic compound having two or more 1,3-dioxane rings derived from (b). Examples of the heterocyclic organic compound include an ester obtained by reacting a carboxylic acid represented by the following general formula with a polyol having two or more hydroxy groups.
[0017]
Embedded image
(In the general formula 1, R 1 , R 2 Represents H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may have a side chain; 3 Represents an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms. )
[0019]
In the present invention, as the carboxylic acid (b) having a 1,3-dioxane ring represented by the general formula 1, 5-methyl-5-oxycarbonyl-1,3-dioxane, 5-ethyl-5-oxy Carbonyl-1,3-dioxane, 2,2-dimethyl-5-methyl-5-oxycarbonyl-1,3-dioxane, 2,2-dimethyl-5-ethyl-5-oxycarbonyl-1,3-dioxane, 2-methyl-2-ethyl-5-methyl-5-oxycarbonyl-1,3-dioxane, 2-methyl-2-ethyl-5-ethyl-5-oxycarbonyl-1,3-dioxane, 2-methyl- 2-isobutyl-5-methyl-5-oxycarbonyl-1,3-dioxane, 2-methyl-2-isobutyl-5-ethyl-5-oxycarbonyl-1,3-dioxane and the like It can be shown.
[0020]
Further, the heterocyclic organic compound (B) is a heterocyclic organic compound (B), a low molecular weight heterocyclic organic compound (B1) having a molecular weight of 400 to 2,000, and a high molecular weight heterocyclic organic compound having a molecular weight exceeding 2,000. It is preferably a mixture of the compound (B2). The mass ratio of the low molecular weight heterocyclic organic compound to the high molecular weight heterocyclic organic compound is preferably from 15 to 75:25 to 85, and more preferably from 30 to 50:50 to 70.
[0021]
Examples of the low molecular weight heterocyclic organic compound (B1) include diesters of a carboxylic acid (b) having a 1,3-dioxane ring such as polyethylene glycol 200 #, polyethylene glycol 400 #, polyethylene glycol 600 #, and polyethylene glycol 1000 #. Glycerin, diglycerin, polyglycerin 310 #, 500 #, 750 # and the like, and diesters or triesters of carboxylic acid (b) having a 1,3-dioxane ring.
Of these, polyethylene glycol 400 # di [α- [5- (1,3-dioxanyl)]] propionate and polyethylene glycol 600 # di [α- [5- (1,3-dioxanyl)] are preferred. ] Propionate, polyethylene glycol 1000 # di [α- [5- (1,3-dioxanyl)]] propionate, polyglycerin # 500 di [α- [5- (1,3-dioxanyl)]] propionate, polyglycerin # 750 tri [α- [5- (1,3-dioxanyl)]] propionate, polyethylene glycol 400 # di [α- [2,2-dimethyl-5- (1,3-dioxanyl)]] propionate, polyethylene glycol 600 #Di [α- [2,2-dimethyl-5- (1,3-dioxanyl)]] propione Polyethylene glycol 1000 # di [α- [2,2-dimethyl-5- (1,3-dioxanyl)]] propionate, polyglycerin # 500 di [α- [2,2-dimethyl-5- (1, 3-dioxanyl)]] propionate, polyglycerin # 750 tri [α- [2,2-dimethyl-5- (1,3-dioxanyl)]] propionate and the like are particularly preferable.
[0022]
As the high molecular weight heterocyclic organic compound (B2), polyethylene glycol 1500 #, polyethylene glycol 2000 #, polyethylene glycol 4000 #, polyethylene glycol 6000 #, polyethylene glycol 10,000 #, polyethylene glycol 13000 #, polyethylene glycol 20000 #, polyoxy Examples include diesters of carboxylic acid (b) having a 1,3-dioxane ring such as ethyleneoxypropylene glycol (e.g., Newpol PE-108, PE-128), polyoxyethylene (9900) -12-hydroxystearyl triglyceride ether, and the like. it can.
Of these, preferred are polyethylene glycol 2000 # di [α- [5- (1,3-dioxanyl)]] propionate and polyethylene glycol 4000 # di [α- [5- (1,3-dioxanyl)]. ] Propionate, polyethylene glycol 6000 # di [α- [5- (1,3-dioxanyl)]] propionate, polyethylene glycol 10000 # di [α- [5- (1,3-dioxanyl)]] propionate, polyoxyethylene Oxyprene glycol (Newpol PE-128) di [α- [5- (1,3-dioxanyl)]] propionate, polyoxyethylene (9900) -12-hydroxystearyl triglyceride ether tri [α- [5- (1 , 3-dioxanyl)]] propionate, polyether Lenglycol 2000 # di [α- [2,2-dimethyl-5- (1,3-dioxanyl)]] propionate, polyethylene glycol 4000 # di [α- [2,2-dimethyl-5- (1,3- Dioxanyl)]] propionate, polyethylene glycol 6000 # di [α- [2,2-dimethyl-5- (1,3-dioxanyl)]] propionate, polyethylene glycol 10,000 # di [α- [2,2-dimethyl-5 -(1,3-dioxanyl)]] propionate, polyoxyethyleneoxyprene glycol (Newpol PE-128) di [α- [2,2-dimethyl-5- (1,3-dioxanyl)]] propionate, poly Oxyethylene (9900) -12-hydroxystearyl triglyceride ether tri [α- [2,2 Dimethyl-5- (1,3-dioxanyl)]] propionate are particularly preferred.
[0023]
The weight ratio of the hydrophilic resin (A) to the heterocyclic organic compound (B) is preferably from 100: 50 to 500, and more preferably from 100: 100 to 350. When the ratio of the heterocyclic organic compound (B) to the hydrophilic resin (A) 100 is less than 50, the hydrophilicity is poor, and when it exceeds 500, the adhesion, hydrophilicity persistence, lubricity, and alkali resistance are poor. .
[0024]
The coating composition of the present invention exhibits hydrophilic performance because it has a hydrophilic resin (A) in which the acid groups of the quaternary copolymer (a) are partially neutralized.
Further, as the heterocyclic organic compound (B), a heterocyclic organic compound having two or more 1,3-dioxane rings is used, and the quaternary copolymer (a) is a monomer (a2) having a hydroxy group. Is formed as a part of the structure, and at the time of forming the film, the heterocyclic organic compound (B) reacts with the hydroxy group of the quaternary copolymer (a) to form a strong film. By forming a cross-linking reaction, a film having excellent properties such as adhesion to the aluminum material surface, mechanical strength (toughness), and flexibility is obtained. Further, by forming the crosslinked structure, a film having hydrophilicity and water resistance is completed. In addition, pollutants, which are mostly composed of low-polarity substances, play a role of repelling contaminants due to the oil resistance of the nitrile group.
[0025]
In the presence of water, the low-molecular-weight heterocyclic organic compound (B1) and the high-molecular-weight heterocyclic organic compound (B2) exhibit hydrophilicity due to the coordination of water to the oxygen of the ether bond of the oxyalkylene, and the presence of water. In a state where the coating composition is not used, the coating composition of the present invention exhibits excellent lubricating properties at the time of press working after application and baking, particularly at the time of drawless processing, because it exhibits wax properties and exhibits high lubricity when not performed.
[0026]
Then, predetermined processing is performed on the aluminum alloy coil obtained by applying and baking a paint made of the paint composition of the present invention to form a fin. Therefore, the fin of the present invention has hydrophilicity, corrosion resistance, and stain resistance. In addition, at the time of this processing, since the coating film having the above characteristics is provided on the surface of the aluminum material, the mold has good durability. That is, since the coating film provided on the surface of the aluminum alloy material has a lubricating function, damage to the mold is unlikely to occur. In addition, since the formation of the aluminum alloy material and the lubricating coating film can be performed by only one application and is extremely simple, the production cost of the fin is low. The heat exchanger incorporating the fin also has crazing resistance, contamination resistance, and hydrophilic sustainability.
[0027]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
[0028]
(Reference Example 1) [Production of quaternary copolymer (a)]
9 g of acrylonitrile (a1), 1.5 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (a2) and acryl were placed in a 1 L five-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel, nitrogen inlet tube and reflux condenser. 37.5 g of acid (a3), 1.5 g of ethyl methacrylate (a4), 450 g of ion-exchanged water and 0.3 g of potassium persulfate as a catalyst were charged, and the mixture was stirred at a polymerization temperature of 60 to 65 ° C. under a nitrogen atmosphere. The reaction was carried out for 8 hours to obtain a quaternary copolymer (a) having a solid content of 10% by mass.
The resulting quaternary copolymer (a) was partially neutralized with a basic compound shown in Table 1 to obtain a hydrophilic resin (A). The basic compounds in the table each represent a 10% aqueous solution.
[0029]
(Reference Example 2) [Production of low molecular weight heterocyclic organic compound (B1)]
Using 63 g of p-toluenesulfonic acid as a catalyst, an esterification reaction was performed between 300 g of polyethylene glycol # 1000 and 84 g of dimethylolpropionic acid in 100 g of cyclohexane at a boiling point of cyclohexane (80.7 ° C.). Thereafter, etherification reaction was performed with 18.9 g of paraformaldehyde to obtain a low-molecular-weight heterocyclic organic compound (B1) having a solid content of 50%.
[0030]
(Reference Example 3) [Production of high molecular weight heterocyclic organic compound (B2)]
Using 21 g of p-toluenesulfonic acid as a catalyst, an esterification reaction was carried out between 400 g of polyethylene glycol # 4000 and 28 g of dimethylolpropionic acid in 100 g of cyclohexane at a boiling point of cyclohexane (80.7 ° C.). Thereafter, an etherification reaction was performed with 6.3 g of paraformaldehyde to obtain a high molecular weight heterocyclic organic compound (B2) having a solid content concentration of 20%.
[0031]
(Reference Example 4) [Production of linear dibasic carboxylic acid derivative (C2)]
Esterification reaction of 200 g of polyethylene glycol # 4000 and 12.8 g of phthalic anhydride was carried out at 80 ° C. for 2 hours and at 100 ° C. for 1 hour to obtain a colorless liquid dibasic carboxylic acid (carboxyethyl at both ends of polyethylene glycol). This was partially neutralized with triethylamine and aqueous ammonia to obtain a light brown linear dibasic carboxylic acid derivative (C2) having a solid content of 40%.
[0032]
(Examples 1-3, Comparative Examples 1-3)
20 parts by mass of the hydrophilic resin (A) shown in Table 1, 8 parts by mass of the low molecular weight heterocyclic organic compound (B1) obtained in Reference Example 1, 10 parts by mass of the high molecular weight heterocyclic organic compound (B2) , 42 parts by mass of ion-exchanged water and 0.02 parts by mass of a surfactant Sundec BL (trade name, manufactured by Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) to obtain a paint having a solid content concentration of 10% by mass.
Each of these paints was applied to the surface of the aluminum material on which the corrosion-resistant coating was formed by the phosphoric acid chromate treatment, and baked at a temperature of 200 to 250 ° C. to form a hydrophilic coating. The amount of the hydrophilic coating is 0.3 to 0.5 g / m3 in solid content. 2 And
The aluminum material coated with the paint was pressed in a drawless press mold using volatile press oil RF-190 under the condition of an ironing rate of 55% to form fins. A copper tube having a diameter of 9.52 mm was inserted into the fin thus formed, expanded, and brazed to obtain a heat exchanger.
The coating film adhesion, water wettability (hydrophilic contact angle), corrosion resistance and lubricity of the fin surface were evaluated. The fins with copper tubes were subjected to an ant nest-like corrosion acceleration test.
[0033]
(Comparative Examples 4 to 6)
Instead of 8 parts by mass of the low molecular weight heterocyclic organic compound (B1), 6 parts by mass of polyethylene glycol diglycidyl ether (C1) (trade name: Yukicoat E-587, manufactured by Kyoeisha Chemical, ethylene glycol chain n = 22), Instead of 10 parts by mass of the high molecular weight heterocyclic organic compound (B2), 12 parts by mass of the linear dibasic carboxylic acid derivative (C2) obtained in Reference Example 4 was used. 20 parts by mass of the water-soluble resin (A), 42 parts by mass of ion-exchanged water, and 0.02 parts by mass of a surfactant Sundec BL (trade name, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), and a solid content concentration of 10% by mass Paint was obtained.
A heat exchanger was obtained in the same manner as in Example 1 except that these paints were used, and the fin surface was evaluated for coating film adhesion, water wettability (hydrophilic contact angle), corrosion resistance, and lubricity. The fins with copper tubes were subjected to an ant nest-like corrosion acceleration test.
[0034]
* Coating film adhesion: The coating film surface was rubbed with a paper towel wet with water under a load of 500 g for 10 reciprocations, and the presence or absence of peeling of the coating film was observed.
：: No peeling at all
△: Partly peeled off
×: Completely peeled
[0035]
* Hydrophilic contact angle: The sample was immersed in volatile press oil RF-190 for 60 seconds, heat-treated at 150 ° C for 5 minutes, immersed in running tap water for 240 hours, and the contact angle of a water droplet was measured.
○: less than 30 °
△: 30 ° or more and less than 40 °
×: 40 ° or more
[0036]
* Corrosion resistance: A sample was subjected to a salt spray test according to JIS Z2371 and the surface state after 240 hours was evaluated by a rating number (RN).
：: RN 9.5 or more
Δ: RN 9.0 or more and less than 9.5
×: less than RN9.0
[0037]
* Lubricity: A volatile press oil RF-190 was applied to the sample surface, and the dynamic friction coefficient of the surface was measured with a Bowden friction tester.
：: Dynamic friction coefficient less than 0.10
Δ: Dynamic friction coefficient 0.10 or more and less than 0.20
×: Dynamic friction coefficient 0.20 or more
[0038]
* Ant nest-like corrosion accelerated test: 100 ml of a 1% by volume formic acid aqueous solution was placed in a 1 L closed container, and a sample cut out from a heat exchanger was hung so as not to come into direct contact with the solution, and sealed. Repeated holding in a thermostat at 40 ° C. for 12 hours and 25 ° C. for 12 hours, cut out the copper tube after 1 month, 2 months and 3 months, and examined the occurrence of ant nest corrosion in the copper tube. Was.
○: No ant nest corrosion occurred
Δ: Slight occurrence of ant nest corrosion is observed
×: Ant nest-like corrosion occurred in the thickness direction of the copper tube
[0039]
Table 1 shows the evaluation and test results.
[0040]
[Table 1]
As is clear from Table 1, Comparative Examples 4 to 6, which do not contain a heterocyclic organic compound having two or more 1,3-dioxane rings, have poor coating film adhesion, hydrophilicity, corrosion resistance, and lubricity. One month after the test, the occurrence of ant nest-like corrosion already eroded in the copper tube thickness direction of the copper tube was observed, and a heterocyclic organic compound having two or more 1,3-dioxane rings was used. However, Comparative Examples 1 to 3 in which ammonia or an organic amine compound was used for neutralization or partial neutralization of the acidic resin were superior to Comparative Examples 4 to 6, but the ant's nest corrosion of the copper tube was relatively early. It can be seen that is occurring. In contrast, it can be seen that the coating composition of the present invention is excellent in hydrophilicity, corrosion resistance, and lubricity, and suppresses the occurrence of ant-like corrosion in the copper tube.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, the coating composition of the present invention has excellent hydrophilicity. Therefore, even if water droplets adhere, the water droplets spread and do not increase the ventilation resistance when forming a coating film.
Also, it is rich in corrosion resistance.
In addition, since the coating film made of the coating composition of the present invention has excellent lubricity, the die is hardly damaged even if the material on which the coating film is formed in advance is pressed. Therefore, the mold has high durability and the production cost of the fin is low. The excellent lubricity reduces the amount of the lubricant used in the press working, and when the amount of the lubricant is reduced, the removal of the lubricant in a subsequent step becomes easy. There is no decrease in the heat exchange efficiency of the heat exchanger due to the attachment of pollutants.
Furthermore, when ammonia or an organic amine compound is used for neutralization or partial neutralization of an acidic resin, ant nest-like corrosion, which is likely to occur in a copper tube, does not occur.
Claims (7)
複素環系有機化合物（Ｂ）が、１，３−ジオキサン環を２個以上有する複素環系有機化合物であることを特徴とする塗料組成物。A hydrophilic resin (A) comprising a hydrophilic resin (A) and a heterocyclic organic compound (B), wherein the hydrophilic resin (A) comprises a monomer (a1) having a nitrile group and a monomer (a2) having a hydroxy group. The acid group of the quaternary copolymer (a) composed of the monomer (a3) having a carboxyl group and the monomer (a4) having an alkyl group has a partial alkali metal hydroxide. It is a hydrophilic resin obtained by summing,
A coating composition, wherein the heterocyclic organic compound (B) is a heterocyclic organic compound having two or more 1,3-dioxane rings.
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| JP2002202642A JP2004043632A (en) | 2002-07-11 | 2002-07-11 | Coating composition for fin, fin and heat exchanger |
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| JP2002202642A JP2004043632A (en) | 2002-07-11 | 2002-07-11 | Coating composition for fin, fin and heat exchanger |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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-
2002
- 2002-07-11 JP JP2002202642A patent/JP2004043632A/en active Pending
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|---|---|---|---|---|
| CN102200409A (en) * | 2010-03-26 | 2011-09-28 | 株式会社神户制钢所 | Aluminum fin material for heat exchanger |
| CN104075608A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-01 | 株式会社神户制钢所 | Aluminum fin material |
| JP2014199152A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | 株式会社神戸製鋼所 | Aluminum fin material |
| CN104075608B (en) * | 2013-03-29 | 2017-01-04 | 株式会社神户制钢所 | Aluminum fin material |
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