Research for a stable hydrophilic coating

The aim of the thesis is to establish some practical rule regarding the formulation and application of a long-lasting hydrophilic coating employed on the aluminium fins in the conditioning units to protect and guarantee the maximum efficiency. The stringent requirements of the industrial production have severely limited the choice of materials. For example the need to preserve the product before the application forbids the employment of a bi-component resin, the necessity of a fast heat treatment (6 seconds long) limits the choice to a thermally activated crosslinking process. The thesis deal with this aspects of the industrial application as well as more theoretical aspects regarding the necessaries chemical groups and the preferable morphological characteristics to obtain a coating hydrophilic but at the same time corrosion resistant. Many hydrophilic polymers have been employed during this work, for example we can name poly(ethylene glycol) or a polymer having commercial name T588 (alkanic main chain and PEG side chains) other additives has been solid particles like silica nanoparticles and titanium dioxide nanoparticles. The resins employed as binders were acrylic, alkyd and polyurethane resins. The tests performed has been mostly water contact angle analysis, in order to establish which formulations showed the best performances. To explain the behaviour of some sample more hydrophilic than others, some experiments were conducted to determine the morphology of the surface that are; optical microscopy, AFM and profilometer. Due to the few information provided by the data sheets, some tests were executed in order to characterize in more details the resins i.e. IR, TGA and DSC.

Lo scopo di questa tesi è quello di stabilire delle pratiche e dei materiali adatti alla formazione di un coating idrofilo stabile per l'applicazione su lamelle di alluminio da impiegarsi all'interno di condizionatori. Gli stringenti parametri industriali riguardo le caratteristiche del film e la sua preparazione hanno molto limitato le scelte riguardo i materiali. La necessità di conservare la formulazione prima dell'applicazione per esempio ha impedito l'utilizzo di resina bicomponente, l'esigenza di un ottenere un film molto sottile e resistente attraverso un veloce (6 secondi) trattamento termico ad alta temperatura ha obbligato all'utilizzo un polimero il cui processo di reticolazione fosse termicamente attivato. Nella tesi verranno discussi sia questi aspetti prettamente industriali che gli aspetti teorici riguardanti le caratteristiche chimiche e morfologiche necessarie per ottenere un coating idrofilo ma allo stesso tempo resistente a corrosione. La parte sperimentale della tesi ha visto l'impiego di innumerevoli polimeri "idrofili", quali polietilenglicole, un polimero dal nome commerciale T588 (essenzialmente costituito da una catena principale alcanica con catene laterali di polietilen glicole) e di altri tipi di additivi quali particelle solide di silice o diossido di titanio. Le resine impiegate come binder sono state resine di tipo acrilico, poliuretanico ed alchidico. Le prove eseguite sono state in gran parte prove di angolo di contatto utili a stabilire quali fossero le formulazioni con prestazioni migliori, inoltre al fine di spiegare da cosa derivasse un comportamento più o meno idrofilo sono state eseguite prove per determinare la morfologia superficiale ovvero microscopia ottica, AFM e profilometria. Date le scarse conoscenze fornite dalle schede tecniche riguardo i componenti delle resine è stato necessario eseguire prima di tutto dettagliate prove di caratterizzazione attraverso IR, TGA e DSC.