具有薄膜的鋁散熱器翅片的製作方法
2023-04-26 12:37:06 2
專利名稱：具有薄膜的鋁散熱器翅片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在表面上形成親水性出色的有機薄膜的鋁或鋁合金的散熱器翅片材料，例如涉及對於作為熱交換器等的散熱器翅片材料而言為優選的、可長期維持結露水容易潤溼的表面性狀的鋁製散熱器翅片材料。
背景技術：
熱交換器廣泛使用熱傳導性、可加工性、耐腐蝕性等出色的鋁材，為了有效地進行熱交換，另外，還為了使空間緊湊(compact)，採用以狹窄的間隔並設鋁製散熱器翅片件的結構。因此，在空調機的運轉時，如果散熱器翅片材料表面的溫度達到空氣的露點以下，則附著於散熱器翅片材料表面上的結露水發生凝結，有時會使相鄰的散熱器翅片之間閉塞。 此時，如果鋁製散熱器翅片材料表面的親水性低，則由於與水的接觸角變大，所以附著的結露水成為半球狀，從而使散熱器翅片的閉塞狀態進一步變差。結果，熱交換功能受到妨礙或者由於風壓造成的結露水在空調機外飛散等以往為人所知的問題。為了改善上述的結露水的問題，開發了通過對鋁板自身的表面進行親水化處理， 以使得在加工成散熱器翅片材料並使用時，結露水不會在散熱器翅片表面上停留而容易被除去、排出的技術。例如，現有技術中公開了並用合成二氧化矽和水性塗料的技術。但是， 如果使用合成二氧化矽，則得到的塗膜變硬，所以在散熱器翅片材料的成形加工時，存在工具或金屬型等的磨損嚴重的問題。另外，還存在二氧化矽特有的水泥味或灰塵味，這些臭味被認為是由於被吸附於二氧化矽上的物質或二氧化矽微粒的飛散引起的，會給人體帶來不快感。因此，例如，現有技術中公開了使用氧化鋁溶膠替代二氧化矽的高親水性塗料。在該技術中，與應用二氧化矽的情況相比，儘管有所減輕，但依然可觀測到臭味，而且如果長期使用，則臭味增大，所以在抑制臭味的這一點上仍然不充分。另一方面，現有技術中公開了為了抑制附著於散熱器翅片材料表面上的結露水長時間滯留而誘發水合反應或腐蝕反應，使用以羧甲基纖維素的鹽和N-羥甲基丙烯醯胺作為主要成分的表面處理劑的技術。另外，現有技術中公開了為了向散熱器翅片材料賦予耐腐蝕性和親水性，使用以聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮為主要成分的表面處理劑是有效的。 在這些以往技術中，由於沒有使用二氧化矽等，所以不會引起發生臭味或金屬型的磨損之類的問題。另外，本申請人持續對形成有有機系的親水性樹脂被膜的熱交換器用鋁製散熱器翅片材料進行了探討。形成以聚乙烯醇和水溶性尼龍、水溶性苯酚等、聚丙烯酸、聚乙二醇等為主要成分的有機系樹脂塗覆層的方法。這些樹脂塗覆層可以不發生難聞臭氣且維持親水性。這些有機系樹脂塗覆層的親水被膜的加工性出色且沒有工具磨損等問題，另外， 也沒有二氧化矽引起的臭氣發生，但即使不像無機系那樣嚴重，但不可否認存在有機系樹脂來源的輕微的臭氣的發生。有機系樹脂塗覆層在鋁板上的形成通常利用塗膠輥等在鋁板上塗裝含有樹脂塗覆層的構成成分的塗料，然後進行加熱乾燥來實施。接著，製造出的親水性鋁鋁散熱器翅片經過加壓加工或銅管插入、擴管、釺焊等工序而成為換熱器。認為在該一系列製造工序中， 在樹脂塗覆層形成時或換熱器製造時所加的熱會引起樹脂塗覆層的一部分發生熱分解劣化從而產生臭氣。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種可靠地阻止無機系塗覆的鋁散熱器翅片材料，而且該散熱器翅片材料能夠保證充分的親水性，耐腐蝕性。為此，本發明提供了一種可以長期使用也可以持續親水性或耐腐蝕性的具有樹脂薄膜的鋁散熱器翅片材料。本發明的技術方案如下
一種具有薄膜的鋁散熱器翅片，其特徵在於鋁散熱器翅片由在鋁或鋁基底表面上塗覆有具有塗覆組合物形成薄膜，該塗覆組合物具有二氧化矽、二丁基羥基甲苯、三氟樹脂、醇和水。其中，二氧化矽的含量為4. 8-25 wt% ；優選地，二氧化矽的含量為7. 5-22. 5 wt% ； 更優選地，二氧化矽的含量為12. 5-20 wt%0其中，二丁基羥基甲苯的含量為1.5-7.5 wt%;優選地，二丁基羥基甲苯的含量為 2. 5-4. 8wt%0其中，所述的三氟樹脂為三氟氯乙烯/乙烯醚共聚物。優選地，三氟樹脂的含量為 0. 8-5. 5 wt% ；更優選地，三氟樹脂的含量為1. 2-4. 5 wt%。其中，所述的醇可選自異丙醇、二甘醇、二丙二醇、聚乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4_ 丁二醇、甘油的一種或幾種。並且優選地，所述的醇的含量為5. 0-18. 5襯％;優選地，所述的醇的含量為7. 5-15. 5 wt% ；更優選地，所述的醇的含量為9. 0-13. 5wt%。其中，所述的薄膜的膜厚優選為0.2-2.0 μ m;優選地，其含量為0.5-1. 5 μ m ；在膜厚為下限值以下的情況下，親水性下降，在為上限值以上的情況下，換熱效率下降。鋁材料本來為耐腐蝕性高的材料，但鋁散熱器翅片由於結露水的存在而處於溼潤氣氛下，所以被暴露於容易發生腐蝕的環境中。可知在不設置任何耐腐蝕性層而只塗覆親水性樹脂層的情況下，腐蝕容易在該親水性樹脂層下的鋁材中進行，因此導致薄膜的性能降低。因而，本發明中添加有作為耐腐蝕組分的二氧化矽和三氟樹脂。本發明的塗覆組合物中的二丁基羥基甲苯具有水溶性或一定的親水性，所以如果在鋁基材料上附著配合含有二丁基羥基甲苯的薄膜，則該薄膜的親水性不會變差。因此，換熱器的運轉中發生的凝結水會很好地適應鋁散熱器翅片表面的親水性而容易流動，從而加速凝結水的排出，散熱器翅片不會因為被凝結而封鎖，因而可以有效地阻止換熱效率的變差。在實施本發明時，對薄膜的形成方法沒有限定，例如只要形成上述塗覆組合物，然後將其塗布於鋁板上之後進行加熱等公知的方法塗覆形成薄膜。另外，在實施本發明時，對塗裝方法也沒有限定。此外，也可以在不妨礙本發明的性能的範圍內，在用於形成薄膜的組合物中添加用於改善塗裝性或操作性等的各種塗料添加劑，例如任意地適用表面活性劑、表面加工劑、 交聯劑、脫泡劑、流平劑、抗菌劑、其他抗黴劑等即可。
另外，在為了進一步提高耐腐蝕性而在塗布薄膜之前，也可以對鋁材實施磷酸鹽和/或鉻酸鹽表面處理或進行微弧氧化處理。
具體實施例方式利用現有技術中已有的製造方法，製造JISAA-5052的鋁材基體。使用鹼性洗液首先對該鋁材進行除油，然後進行微弧氧化處理。將經過上述處理後的鋁材作為試驗用材料，利用現有技術將其加工成鋁散熱器翅片。然後，通過塗覆本發明的塗覆組合物，即按照表1記載的比例，塗布在鋁散熱器翅片的內表面，塗布厚度為0.5 mm，加熱處理溫度為160 °C，形成所述的具有薄膜的鋁散熱器翅片。對製備得到的各鋁散熱器翅片材料，進行下面的各種性能的測試。親水性測試
在流量為1 L/min的自來水中浸漬8小時鋁散熱器翅片材料，然後在80°C下乾燥16 小時，將這些工序作為1個循環(cycle)，進行5個循環。然後，在鋁散熱器翅片材料的內表面上滴落約0.5微升(microliter)的水滴，使用接觸角測定器測定接觸角。接著，按照以下標準進行基於這些接觸角的測定值的鋁散熱器翅片材料的親水性評價。優秀接觸角小於20°
良好接觸角為20°至40° (包括20°，但不包括40° ) 合格接觸角為40°至60° (包括40°，但不包括60° ) 不良接觸角為60°以上。耐腐蝕性評價
對試製的各鋁散熱器翅片材料實施中性鹽霧試驗(GB 6458-86)，實驗周期為720 h。在進行這些試驗之後，目視觀察各試片的外觀，計數腐蝕部分的面積相對鋁散熱器翅片材料的全部表面積的比例，按照下述標準，評價鋁散熱器翅片材料的腐蝕程度。良好腐蝕面積的比例小於10% ；
合格腐蝕面積的比例為10% -30% (不包括30%)； 不良腐蝕面積的比例為30%以上。表1塗覆組合物的組分含量(wt%)，其中餘量為水。
權利要求
1.一種具有薄膜的鋁散熱器翅片，其特徵在於鋁散熱器翅片由在鋁或鋁基底表面上塗覆有具有塗覆組合物形成薄膜，該塗覆組合物具有二氧化矽、二丁基羥基甲苯、三氟樹脂、 醇和水。
2.權利要求1所述的鋁散熱器翅片，其特徵在於所述的二氧化矽的含量為4.8-25wt%。
3.權利要求1所述的鋁散熱器翅片，其特徵在於所述的二丁基羥基甲苯的含量為 1. 5-7. 5 wt%。
4.權利要求1所述的鋁散熱器翅片，其特徵在於所述的三氟樹脂為三氟氯乙烯/乙烯醚共聚物。
5.權利要求1所述的鋁散熱器翅片，其特徵在於所述的醇選自異丙醇、二甘醇、二丙二醇、聚乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4_ 丁二醇、甘油的一種或幾種。
6.權利要求5所述的鋁散熱器翅片，其特徵在於所述的醇的含量為5.0-18.5wt%0
7.權利要求1所述的鋁散熱器翅片，其特徵在於所述的薄膜的膜厚為0.2-2.0μπι。
全文摘要
本發明涉及一種具有薄膜的鋁散熱器翅片，其特徵在於鋁散熱器翅片由在鋁或鋁基底表面上塗覆有具有塗覆組合物形成薄膜，該塗覆組合物具有二氧化矽、二丁基羥基甲苯、三氟樹脂、醇和水。本發明的具有薄膜的鋁散熱器翅片能夠保證充分的親水性，耐腐蝕性。
文檔編號F28F19/02GK102368033SQ20111017589
公開日2012年3月7日 申請日期2011年6月28日 優先權日2011年6月28日
發明者方得志 申請人:蘇州方暨圓節能科技有限公司