[发明专利]用于空调换热器铝翅片上的水性超防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于空调换热器铝翅片上的水性超防腐涂料及其制备方法，涉及防腐涂料技术领域，其通过原位聚合的形式将苯乙烯基三甲氧基硅烷改性后的氧化石墨烯(GO)均匀的分散在丙烯酸类单体中，以其表面的活泼基团作为引发物质，丙烯酸单体在其表面进行聚合、获得氧化石墨烯/水溶性丙烯酸树脂，并以此为基料制备了水性超防腐涂料，其包括如下组份：氧化石墨烯/水溶性丙烯酸树脂、氨基树脂、耐腐蚀粉体、碳黑、防沉粉体、涂料助剂和去离子水。本发明制备的水性超防腐涂料具有优异的附着力、机械性能，超长耐腐蚀性、同时具有较佳的散热功能。

技术领域

本发明涉及水性防腐涂料领域，具体涉及用于空调换热器铝翅片上的水性超防腐涂料及其制备方法。

背景技术

作为空调的重要工作部件，换热器热工性能的高低对空调设备的性能起着至关重要的作用。为了获得良好的热工性能，空调换热器通常采用小片距、复杂片形的铝翅片与铜管相接的结构，以强化制冷液与铜管间的热交换效率。铝的化学活泼性较铜高，但其表面形成的氧化铝具有良好的化学稳定性，一般不容易腐蚀，而在潮湿的大气中耐腐蚀性能大幅下降。图1为空调换热器腐蚀实物照片，从图中可以看出，腐蚀较为严重。

从材料特性上看，铜对氢的电极电位为+0.34V，铝对氢的电极电位为-1.66V，铜铝间的电极电位差为2V，相当于一节干电池电压的1.3倍；在有电解质存在的条件下，铜铝间就会发生放电反应，产生电化学腐蚀：铝不断丢失电子、被氧化成Al₂O₃，该腐蚀层随着电化学腐蚀时间的增加而逐渐变厚。其危害主要表现在：铝材的腐蚀泄露、腐蚀产物附着于换热器表面引起污垢热阻、腐蚀产物脱落引起管路堵塞和流道变窄，造成泵的功耗增加和运动部件的磨损，缩短空调使用寿命。

针对上述铝翅片腐蚀问题，通过涂敷耐腐蚀涂料可以隔离铝翅片与介质接触，有效防止电化学腐蚀的发生，使换热器具有抗冲刷、抗渗透、耐湿变和阻垢的作用，在一定程度上可以提高换热器性能和寿命。由于空调换热器铝翅片的厚度越来越薄(达到0.1mm)，对防腐涂层耐腐蚀性能的要求越来越高。现有防腐涂层会形成很多的微观多孔结构，腐蚀介质很容易通过孔隙、裂纹扩散，使得耐腐蚀效果不佳。

近年来，关于石墨烯复合防腐涂料的研究受到学者的广泛关注，这类石墨烯复合防腐涂料大多数都将石墨烯以功能性填料的形式进行添加的。由于石墨烯本身的不溶性、高比表面积，以及片层之间存在范德华力和π-π堆积作用，通常情况下，石墨烯在水、有机溶剂以及聚合物中容易发生不可逆的聚集和沉淀，不仅降低了自身的吸附能力，而且无法发挥石墨烯的二维片层的优异特性，从而影响了石墨烯复合防腐涂料的性能，导致这类防腐涂料虽耐腐蚀有一定程度提高，但是其耐腐蚀效果改善并不明显。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了用于空调换热器铝翅片上的水性超防腐涂料及其制备方法，本发明的技术方案如下：

一种用于空调换热器铝翅片上的水性超防腐涂料，包括如下重量份的组份：

氧化石墨烯/水溶性丙烯酸树脂40-45份、耐腐蚀粉体5-8份、碳黑1-3份、水性防沉功能材料5-8份、氨基树脂8-10份、涂料助剂1.5-2.9份和去离子水30-35份；其中，氧化石墨烯/水溶性丙烯酸树脂是将改性氧化石墨烯分散于丙烯酸单体中聚合得到。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述改性氧化石墨烯的制备方法为：将氧化石墨烯和8-12wt％NMP水溶液混合超声分散2-3h，调节pH值至3-4，加入苯乙烯基三甲氧基硅烷，加热至75-85℃恒温反应3-5h，冷却，洗涤，干燥，制得改性氧化石墨烯；反应方程式如图2所示。

其中，氧化石墨烯与NMP的质量比为(0.1-1)：10，氧化石墨烯和苯乙烯基三甲氧基硅烷的摩尔比为(1-2)：1。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述氧化石墨烯平均尺寸为285nm，单层率大于90％。