鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法

2023-05-31 23:55:26

專利名稱：鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法
技術領域：
本發明涉及利用納克洛克釺焊法(Nocolok brazing,以下也稱為NB法)釺劑釺焊而得的鋁材制熱交換器(以下也稱為NB熱交換器)、特別是汽車用空調所用的鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法，更具體而言，涉及對該熱交換器即使不預先實施化學轉化處理而通過用含鋰離子的親水化處理液實施表面處理，也能夠在不損害表面的親水性的情況下使耐腐蝕性大幅提高並且防臭性也提高的NB熱交換器的耐腐蝕處理方法。
背景技術：
對於汽車用空調所用的熱交換器，通常為了儘可能增大熱交換的表面積以狹小的間隔保持鋁翅片，而且錯綜複雜地配置有用於向這些翅片供給致冷劑的鋁管而變得結構複雜。空調運轉時，空氣中的水分作為凝結水附著於翅片表面，此時，在潤溼性差的翅片表面形成大致半球狀的水滴，以橋狀存在於翅片之間，因此導致妨礙排氣順暢流動、使通風阻力·增大的結果。如上，如果翅片表面的潤溼性差，則會使熱交換效率降低。還有，構成鋁翅片及鋁管(以下稱為「鋁翅片等」)的鋁及其合金通常本來的防鏽性優良，但如果凝結水長時間滯留於翅片表面，則形成氧濃差電池，或者大氣中的汙染成分逐漸附著、濃縮而促進水合反應及腐蝕反應。該腐蝕生成物堆積於翅片表面，除危害熱交換特性外，還變為白色微粉而被鼓風機排出。因此，為了改善這些問題，提出了以下技術方案例如對鋁材制熱交換器進行酸清洗後，浸潰於鋯類化學轉化處理液中以進行鋯化學轉化處理，然後浸潰於混合有改性聚乙烯醇、磷化合物鹽、硼化合物鹽、親水性有機化合物、交聯劑等的親水化處理液中以進行親水化處理，賦予鋁表面以良好的親水性和防臭性的表面處理方法等(參照專利文獻I)。另一方面，汽車用空調中所用的鋁材制熱交換器是在將多個鋁翅片和鋁管組裝後，將鋁翅片彼此及鋁翅片和鋁管接合而成的，但由於鋁表面生成了牢固且緻密的氧化皮膜，因此無法簡單地進行機械接合法以外的釺焊、錫焊等的接合，作為釺焊方法，主要實施在真空中進行釺焊的VB法(真空釺焊法)。但是，近年來，作為有效地除去、破壞氧化皮膜的技術，開發了齒素類釺劑，由於釺焊的管理容易、爐的成本低、釺焊加工的成本低等理由，逐漸開始使用以在氮氣中進行釺焊的NB法為代表的釺劑釺焊法。該NB法為在將鋁翅片等組裝後，使用KAlF4及K2AlF5等釺劑在氮氣中對鋁翅片等進行釺焊的方法，還適用於汽車用空調中的熱交換器的製作。但是，對於由該NB法製作的NB熱交換器，由於釺劑不可避免地殘留於鋁表面，因此表面狀態變得不均一，無法進行化學轉化處理、親水化處理等均一的表面處理，而存在耐腐蝕性、密封性等變得不充分等NB熱交換器特有的問題。因此，到目前為止，在NB熱交換器的表面處理中依次實施(I)釺劑除去工序、(2)化學轉化處理工序(防鏽工序)、(3)親水化處理工序，但是有在釺劑除去工序中產生滷素類廢水等問題。此外，釺劑除去工序是為了提高化學轉化性而用酸及鹼進行蝕刻的工序，但是由於無法只除去釺劑，因此會發生對鋁翅片的過度蝕刻，存在無法進行均一的化學轉化處理等問題。還有，從對人體的安全性的問題來看，需要不摻合Cr6+的化學轉化處理，但是該情況下耐腐蝕性會不充分。此外，還希望減少工序數。作為用於應對上述問題的對NB熱交換器進行表面處理的方法，提出了以下表面處理方法例如，將NB熱交換器浸潰於鋯類化學轉化處理液中以進行鋯化學轉化處理，然後浸潰於混合有聚乙烯醇、聚氧化烯改性聚乙烯醇、無機交聯劑、胍化合物等的親水化處理液中以進行親水化處理，除賦予良好的耐腐蝕和親水化效果外，還賦予防臭效果(參照專利文獻2) ο另一方面，特別是對於室外機的熱交換翅片材料，作為親水性及耐腐蝕性優良並且能夠形成防結霜性優良的皮膜的親水化處理劑，公開了含有選自鹼金屬及鹼土金屬的金屬的矽酸鹽、優選矽酸鋰(a)，聚乙烯醇(b)，及具有3000 300000的範圍內的重均分子 量且具有400mgK0H/g以上的樹脂酸值的丙烯酸樹脂(c)的熱交換器翅片材料用親水化處理劑，還公開了將該親水化處理劑塗布於鋁翅片材料表面，進行燒結而形成乾燥膜厚為O. 2 5 μ m的皮膜的熱交換器鋁翅片材料的親水化處理方法(參照專利文獻3)。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本專利特開2003-003282號公報專利文獻2 :日本專利特開2006-069197號公報專利文獻3 :日本專利特開2001-164175號公報

發明內容
發明所要解決的技術問題如果使用上述專利文獻2中所述的對NB熱交換器進行表面處理的方法，則除能夠賦予良好的耐腐蝕性、親水化效果外還能夠賦予除臭效果。這些效果被認為是由於親水化處理液中所含的胍化合物對鋁原料的吸附，使皮膜阻擋性提高而引起的。另一方面，專利文獻3所述的熱交換器翅片用親水化處理劑在包含聚乙烯醇和特定的丙烯酸樹脂的同時，優選還包含矽酸鋰。該技術的目的在於通過使所得的皮膜的水接觸角降低來實現由親水性提高引起的防結霜性。但是，引用文獻3中公開的親水化處理劑是針對室外機的熱交換翅片材料的處理齊U，親水化處理劑被應用於組裝鋁翅片之前的鋁板，不存在針對由NB法製作的熱交換器的親水化處理所特有的上述問題。本發明是在上述情況下而完成的發明，目的在於提供對於利用NB法釺劑釺焊而得的鋁材制熱交換器、特別是汽車用空調所用的鋁材制熱交換器，即使不預先實施化學轉化處理，也能夠在不損害親水性的情況下使耐腐蝕性大幅提高並且防臭性也提高的熱交換器的耐腐蝕處理方法。解決技術問題所採用的技術方案為了達到上述目的，本發明人進行了反覆認真研究，結果發現通過使用含親水性樹脂及鋰離子的親水化處理液對利用NB法釺劑釺焊而得的鋁材制熱交換器進行表面處理，能夠在不損害表面的親水性的情況下使耐腐蝕性大幅提高並且防臭性也提高。這被認為是由於下述作用引起的。認為在腐蝕環境下，鋰離子具有在表面處理(親水化處理、化學轉化處理)皮膜下對溶解的釺劑產生作用，作為Li2AlF5等而變得難溶，從而抑制腐蝕起點的效果。S卩，本發明是通過對殘留在鋁材料上的釺劑產生作用，從而提高鋁材制熱交換器的耐腐蝕性的發明。本發明是基於上述發現而完成的發明。S卩，本發明提供以下技術方案(I) 一種鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法，其為使親水化處理液附著於利用納克洛克釺焊法釺劑釺焊而得的鋁材制熱交換器後進行燒結處理，在上述鋁材制熱交換器的表面形成親水化皮膜的耐腐蝕處理方法，其中，上述親水化處理液包含親水性樹脂和鋰離 子，並且上述親水化皮膜中的鋰濃度為O. 05 25質量％ ;(2)如上述(I)所述的鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法，其中，上述親水化皮膜的皮膜量為O. I 5. Og/m2 ；(3)如上述(I)或(2)所述的鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法，其中，預先對熱交換器進行化學轉化處理後，再使其與親水化處理液接觸，然後進行燒結處理；(4)如上述⑴或⑵所述的鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法，其中，上述熱交換器是沒有進行預先化學轉化處理的鋁材制熱交換器；(5)如上述(I) (4)中任一項所述的鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法，其中，親水性樹脂為皂化度90%以上的聚乙烯醇和/或改性聚乙烯醇；(6)如上述(I) (5)中任一項所述的鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法，其中，親水化處理液還包含交聯劑。發明的效果根據本發明，對於利用NB法釺劑釺焊而得的鋁材制熱交換器、特別是汽車用空調裝置所用的鋁材制熱交換器使用含鋰離子的親水化處理液實施表面處理，從而能夠在不損害表面的親水性的情況下使耐腐蝕性大幅提高並且防臭性也提高、能夠長期維持耐腐蝕性和親水性的熱交換器的耐腐蝕處理方法。此外，由於能夠省略在親水化處理之前進行的化學轉化處理，因此能夠減少工序數，藉此能夠減少排水，而且還能夠實現處理裝置的小型化。實施發明的方式本發明的鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法是使利用NB法釺劑釺焊而得的鋁材制熱交換器與親水化處理液接觸後，進行燒結處理而在表面形成親水化皮膜的方法，其中，上述親水化處理液包含親水性樹脂和鋰離子，並且上述親水化皮膜的皮膜中的鋰濃度為O. 05 25質量％。[熱交換器]本發明是對殘留於NB熱交換器表面的釺劑產生作用，使熱交換器的耐腐蝕性大幅度提高的發明。因此，本發明使用的熱交換器為利用NB法釺劑釺焊而得的鋁材制熱交換器。在該熱交換器表面會不可避免地殘留釺劑。作為NB熱交換器，可例舉汽車的空調裝置中所用的鋁材制熱交換器。另外，本發明的「鋁材」是指鋁或鋁合金。
該熱交換器為，鋁材制的翅片及管通過在氮氣中進行釺焊的公知的NB法而接合。作為NB法中使用的釺劑，只要是包含由與鋰離子形成難溶性鹽的陰離子構成的鹽的釺劑，則無特別限定，可以使用NB法中使用的通常的滷素類釺劑。作為該滷素類釺劑，可例舉KA1F4、K2AlF5, K3AlF6, CsAlF4, Cs3AlF6及Cs2A1F5、以及它們中的兩種以上的混合物。[利用親水化處理液的熱交換器的親水化處理]本發明中，進行如上操作，使鋁材制的翅片及管通過NB法釺劑釺焊而接合、組裝而成的熱交換器與親水化處理液接觸後，進行燒結處理使表面形成親水化皮膜，從而進行親水化處理。(親水化處理液)本發明中使用的親水化處理液為在水系溶劑中含有親水性樹脂及鋰離子的水系溶液或水系分散液。 對親水性樹脂沒有特別限制，但優選分子內有羥基、羧基、醯胺基、氨基、磺酸基和/或醚基的水溶性或水分散性親水性樹脂。上述親水性樹脂優選可形成與水滴的接觸角為40度以下的皮膜。該皮膜由於顯示出良好的親水性，因此如果使用含上述親水性樹脂的親水化處理液，則能夠賦予被處理物以充分的親水性。作為上述親水性樹脂，優選例如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚丙烯醯胺、羧甲基纖維素、殼聚糖、聚環氧乙烷、水溶性尼龍、形成這些聚合物的單體的共聚物、2-甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯/丙烯酸2-羥乙酯共聚物等具有聚氧乙烯鏈的丙烯酸類聚合物。這些聚合物可單獨使用一種，也可兩種以上組合使用。這些親水性樹脂具有優良的親水性及耐水性，並且自身無臭味、不易吸附臭味物質，因此含有上述親水性樹脂的該親水化處理液的親水性及防臭性優良，而且所得的親水化皮膜即使暴露於水滴及流水也不容易劣化，因此根據要求含有且會產生自身的腐臭及吸附物質的令人不愉快的氣味的二氧化矽等無機物及其它殘留單體成分不容易析出，因此能夠防止被處理劑自身飛散而發生腐臭。上述親水性樹脂優選數均分子量在1000 100萬的範圍內。如果數均分子量在1000以上，則成膜性、親水性及其它的皮膜物性良好，另一方面，如果在100萬以下，則親水化處理液的粘度不會變得過高，作業性及皮膜物性良好。更優選數均分子量在I萬 20萬的範圍內。另外，本發明中，親水性樹脂的數均分子量是通過凝膠滲透色譜法(GPC法)測定的標準聚苯乙烯換算值。從防臭氣性和賦予親水性的方面優良來看，上述親水性樹脂更優選聚乙烯醇，其中特別優選皂化度90%以上的聚乙烯醇和/或改性聚乙烯醇。(a)皂化度90%以上的聚乙烯醇皂化度90%以上的聚乙烯醇是本身具有賦予親水性的性能但耐水性高的親水性樹脂，能夠緻密地塗布鋁翅片，而且由於樹脂的耐水性高因而防臭性、抑制氣味附著效果高。從上述效果的觀點來看，上述皂化度特別優選95%以上。如果皂化度低於90%，則會有親水性差的情況。本發明中，作為親水性樹脂使用上述皂化度為90%以上的聚乙烯醇時，從上述效果的觀點來看，其含量相對於該親水化處理液的全部固體成分優選為10 90質量％，更優選20 80質量％。(b)改性聚乙烯醇作為上述改性聚乙烯醇，可使用側基中的O. 01 20%為由下述通式⑴表示的聚氧化烯醚基的聚氧化烯改性聚乙烯醇化I
權利要求
1.一種鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法，其為使親水化處理液附著於利用納克洛克釺焊法釺劑釺焊的鋁材制熱交換器後進行燒結處理，在所述鋁材制熱交換器的表面形成親水化皮膜的耐腐蝕處理方法，其特徵在於，所述親水化處理液包含親水性樹脂和鋰離子，並且所述親水化皮膜中的鋰濃度為O. 05 25質量％。
2.如權利要求I所述的鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法，其特徵在於，所述親水化皮膜的皮膜量為O. I 5. Og/m2。
3.如權利要求I或2所述的鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法，其特徵在於，預先對熱交換器進行化學轉化處理後，再使其與親水化處理液接觸，然後進行燒結處理。
4.如權利要求I或2所述的鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法，其特徵在於，所述熱交換器是預先未進行化學轉化處理的鋁材制熱交換器。
5.如權利要求I 4中任一項所述的鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法，其特徵在於，親水性樹脂為皂化度90%以上的聚乙烯醇和/或改性聚乙烯醇。
6.如權利要求I 5中任一項所述的鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法，其特徵在於，親水化處理液還包含交聯劑。
全文摘要
本發明提供對於利用NB法釺劑釺焊而得的鋁材制熱交換器、特別是汽車用空調所用的鋁材制熱交換器，即使不預先實施化學轉化處理，也能夠在不損害親水性的情況下使耐腐蝕性大幅提高並且防臭性也提高的熱交換器的耐腐蝕處理方法。本發明的鋁材制熱交換器的耐腐蝕處理方法是使利用Nocolok釺焊法釺劑釺焊而得的鋁材制熱交換器與親水化處理液接觸後，進行燒結處理，在上述鋁材制熱交換器的表面形成親水化皮膜的耐腐蝕處理方法，其中，上述親水化處理液包含親水性樹脂和鋰離子，並且上述親水化皮膜中的鋰濃度為0.05～25質量％。
文檔編號B05D7/14GK102892927SQ20108005413
公開日2013年1月23日 申請日期2010年11月26日 優先權日2009年11月30日
發明者松井德純, 岡村寬子 申請人:日本油漆株式會社