一种铝换热器或铝箔表面亲水耐蚀成膜方法技术

本发明专利技术涉及一种铝换热器及铝箔表面亲水耐蚀成膜方法。采用溶胶凝胶法在铝表面形成亲水耐蚀性复合膜，本发明专利技术的方法包括成膜剂的制备和成膜处理两个步骤，在保证换热效率的基础上，使成膜后的铝换热器及铝箔同时具有亲水性和耐蚀性，并大大简化了操作工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种铝换热器及铝箔表面亲水耐蚀成膜方法
：本专利技术涉及一种铝换热器及铝箔表面亲水耐蚀成膜方法。
技术介绍
：换热器是空调器的关键部件之一，其散热翅片通常使用铝或铝合金制成。一个热交换器包含大量的平行翅片，空气从翅片间隔通过。散热和制冷部分的面积应尽可能大，以提高热交换效果。同时由于铝翅片间的间距非常小，结果当热交换器用于制冷时，通过翅片的热空气中的潮气就在制冷片表面凝结，水珠在翅片上聚集而堵塞狭窄的通道，即在翅片上形成“水桥”，阻止了空气的流通，而使风阻增大，风量下降，并导致热交换效率下降。另外，空调机铝翅片工作在干湿交替的环境中，其表面形成的Al2O3·H2O氧化层从空气出口以面粉状喷出，带来机器寿命减少和环境污染两方面的问题。为了解决这些问题，就必须对铝热交换器的翅片进行亲水和防腐处理。中国专利公开号CN1181404A给出了铝箔表面处理工艺，该专利技术所涉及的铝箔亲水耐蚀处理的成膜剂是由亲水成膜剂和耐蚀成膜剂两部分组成，亲水成膜剂含有硅化合物、水溶性有机物、碱性化合物、分散剂和水；耐蚀成膜剂含有有机高分子聚合物、交联剂、分散剂和水；有机高分子共聚物是分子量为800～1500000、且含有环氧基、羧基、羟基、酰胺基中的二种或两种以上官能团的共聚物。中国专利公开号CN1342732A所涉及的铝箔亲水耐蚀处理的方法是涂覆纳米亲水材料，纳米亲水材料由亲水性聚合物A和亲水性纳米聚合物粒子B组合而成，其中亲水性聚合物A包括聚醚，亲水性纳米聚合物粒子B包括大分子表面活性剂、丙烯酰胺、丙烯酸、可交联的不饱和单体。中国专利公开号CN1079998A所涉及的铝箔亲水耐蚀处理的成膜剂由含卤素化合物、氮杂茂及其衍生物、多聚磷酸盐、碱性化合物、消泡、助溶剂组成。-->中国专利公开号CN1424282A涉及一种二氧化钛纳米薄膜及其制法，特别涉及一种在二氧化钛纳米薄膜掺杂的纳米薄膜及其制法，公开了一种TiO2/SiO2/稀土复合薄膜，使光催化活性和超亲水性同步增加，并且超亲水性在黑暗中可维持较长时间。尽管上述专利技术改善了换热器表层的防腐性与亲水性，但还存在不能同时满足亲水性和防腐性，成膜工艺复杂等问题，有的技术使换热器表层形成了高分子聚合物亲水膜，成膜厚度不易控制，形成的膜较厚，影响导热性、影响热交换速度，其结果是亲水性提高了，导热性却下降了，因此实际应用于工业化的技术并不多。本专利技术的目的是提供一种铝换热器及铝箔表面亲水耐蚀成膜方法，采用溶胶凝胶法在铝表面形成亲水耐蚀性复合膜，在保证换热效率的基础上，使成膜后的铝换热器及铝箔同时具有亲水性和耐蚀性，简化制备和操作工艺。
技术实现思路
：本专利技术为一种铝换热器及铝箔表面亲水耐蚀成膜方法，包括成膜剂的制备和成膜处理两个步骤，具体为：(1)成膜剂的制备：将铈盐溶于无水乙醇中，然后加入火棉胶，即：5％纤维素三硝酸脂的乙醇溶液，加入的火棉胶与无水乙醇的体积比为1∶1.5～4，充分搅拌，制成40～60g/L的盐溶液A。将钛酸酯在搅拌条件下，滴加到醇类溶剂中，充分搅拌，加入一定量的水，用酸调节pH值为2～3，得到钛醇盐溶液B，其中，各组分的摩尔比为：钛酸丁酯∶醇类溶剂∶水＝1∶9～24∶3～9。将硅酸酯溶于醇类溶剂中，加入一定量的水，充分搅拌水解，用酸调节pH值为2～3，得到硅醇盐溶液C，其中，各组分的摩尔比为：硅酸酯∶醇类溶剂∶水＝1∶4～12∶1～2。将上述溶液按体积比为：A∶B∶C＝3.3～10∶1∶0.2～0.5的比例混合，充分搅拌，得到混合溶胶成膜剂。(2)成膜处理：将脱脂后的铝换热器或铝箔试样垂直浸入步骤(1)制得的混合溶胶成膜剂中，静置待成膜剂液面稳定后，垂直提出，提拉的速-->度最好是2～5厘米/分钟，室温放置表干后，在400℃～500℃焙烧0.5～1小时，即可在铝换热器或铝箔试样表面上形成一层亲水耐蚀的薄膜。上述步骤(1)中制备盐溶液A所用的铈盐为硝酸亚铈或硫酸铈，最好为硝酸亚铈；制备钛醇盐溶液B所用的钛酸酯为钛酸乙酯、钛酸异丙酯或钛酸丁酯，最好为钛酸丁酯；制备硅醇盐溶液C所用的硅酸酯为硅酸甲酯或正硅酸乙酯，最好为正硅酸乙酯；制备盐溶液B和C时，所用的醇类溶剂为乙醇或丙醇或异丙醇或丁醇或异丁醇，最好为无水乙醇或异丁醇。在制备盐溶液B和C时，对调节pH值所用的酸及酸的浓度没有特别要求，采用盐酸、醋酸、硝酸或硫酸均可。本专利技术的方法适用于各种铝及铝合金制品的亲水耐蚀处理，特别是铝换热器的亲水耐蚀处理。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：本专利技术采用溶胶凝胶法在铝表面形成了亲水耐蚀性复合膜，膜薄，在保证换热效率的基础上，使成膜后的铝换热器及铝箔同时具有亲水性和耐蚀性，很好地解决了换热器上水桥的问题，并大大简化了操作工艺。附图说明：图1为铝表面形成复合膜后，在3.5％NaCl中性溶液中的极化曲线。图2为空白试样与成膜试样在中性3.5％NaCl溶液中的电化学阻抗谱的Bode图。从图1可以看出，铝表面生成复合膜后，在3.5％NaCl中性溶液中，其阴极和阳极极化曲线的电流密度都明显变小，远低于空白试样，这表明复合膜同时抑制了腐蚀过程中阴极反应和阳极反应，阻碍阳极溶解和阴极上氧的去极化反应，从而起到良好的防蚀作用。从图2中可以看出，空白试样的阻抗值远远小于成膜试样的阻抗值，说明铝表面生成复合膜后具有优异的抗腐蚀性能。具体实施方式：实施例1：成膜剂的制备：-->将6g纯度为99.99％的硝酸亚铈晶体溶于80ml的无水乙醇中，然后加入20ml火棉胶，充分搅拌，获得60g/L的溶液A。将15ml钛酸丁酯[Ti(OBu)4]于搅拌条件下滴加到60ml无水乙醇中，充分搅拌，再加入4.8ml水，用重量百分浓度为37％的盐酸调节pH值为2～3，充分搅拌，获得溶液B。将22ml正硅酸乙酯(TEOS)溶解于23ml无水乙醇中，加入1.8ml水，用重量百分浓度为37％的盐酸调节pH值为2～3，搅拌水解，获得溶液C。将上述溶液按体积比A∶B∶C＝3.3∶1∶0.2的比例混合，充分搅拌，获得混合溶胶成膜剂。成膜处理：将脱脂后的铝箔试样(LF21)垂直浸入上述制得的混合溶胶中，静置使溶胶表面平稳，然后以2～5cm/min的速度向外垂直提拉，在铝箔试样表面上形成一层透明的薄膜。室温放置，待表干后进行热处理，将其在400℃下焙烧60min，就可在铝箔试样上形成一层薄膜。实施例2：成膜剂的制备：将5g纯度为99.99％的硝酸亚铈晶体溶于70ml的无水乙醇中，然后加入30ml火棉胶，充分搅拌，获得50g/L的溶液A。将10ml钛酸乙酯于搅拌条件下滴加到27ml异丁醇中，充分搅拌后，再加入3ml水，用重量百分浓度为37％的盐酸调节pH值为2～3，充分搅拌，获得溶液B。将20ml硅酸甲酯溶解于30ml异丁醇中，加入1.6mol水，用重量百分浓度为37％的盐酸调节pH值为2～3，搅拌水解，获得溶液C。将上述的溶液按体积比A∶B∶C＝6∶1∶0.3的比例混合，充分搅拌，获得混合溶胶成膜剂。成膜处理：将脱脂后的铝箔试样(LY12)垂直浸入制得的混合溶胶中，静置使溶胶表面平稳，然后以2～5cm/min的速度向外垂直提拉，在铝箔试样表面上-->形成一层透明的薄膜。室温放置，待表干后进行热处理，将其在500℃下焙烧30本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝换热器及铝箔表面亲水耐蚀成膜方法，包括成膜剂的制备和成膜处理两个步骤，具体为：（１）成膜剂的制备：将铈盐溶于无水乙醇中，然后加入火棉胶，加入的火棉胶与无水乙醇的体积比为１∶１．５～４，充分搅拌，制成４０～６０ｇ／Ｌ的盐溶液Ａ； 将钛酸酯在搅拌条件下，滴加到醇类溶剂中，充分搅拌，加入一定量的水，用酸调节ｐＨ值为２～３，得到钛醇盐溶液Ｂ，其中，各组分的摩尔比为：钛酸酯∶醇类溶剂∶水＝１∶９～２４∶３～９；将硅酸酯溶于醇类溶剂中，加入一定量的水，充分搅拌 水解，用酸调节ｐＨ值为２～３，得到硅醇盐溶液Ｃ，其中，各组分的摩尔比为：硅酸酯∶醇类溶剂∶水＝１∶４～１２∶１～２；将上述溶液按体积比为：Ａ∶Ｂ∶Ｃ＝３．３～１０∶１∶０．２～０．５的比例混合，充分搅拌，得到混合溶胶成膜剂； （２）成膜处理：将脱脂后的铝换热器或铝箔试样垂直浸入步骤（１）制得的混合溶胶成膜剂中，静置待成膜剂液面稳定后，垂直提出，室温放置表干后，在４００℃～５００℃焙烧０．５～１小时，即可在铝换热器或铝箔试样表面上形成一层亲水耐蚀的薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种铝换热器及铝箔表面亲水耐蚀成膜方法，包括成膜剂的制备和成膜处理两个步骤，具体为：(1)成膜剂的制备：将铈盐溶于无水乙醇中，然后加入火棉胶，加入的火棉胶与无水乙醇的体积比为1∶1.5～4，充分搅拌，制成40～60g/L的盐溶液A；将钛酸酯在搅拌条件下，滴加到醇类溶剂中，充分搅拌，加入一定量的水，用酸调节pH值为2～3，得到钛醇盐溶液B，其中，各组分的摩尔比为：钛酸酯∶醇类溶剂∶水＝1∶9～24∶3～9；将硅酸酯溶于醇类溶剂中，加入一定量的水，充分搅拌水解，用酸调节pH值为2～3，得到硅醇盐溶液C，其中，各组分的摩尔比为：硅酸酯∶醇类溶剂∶水＝1∶4～12∶1～2；将上述溶液按体积比为：A∶B∶C＝3.3～10∶1∶0.2～0.5的比例混合，充分搅拌，得到混合溶胶成膜剂；(2)成膜处理：将脱脂后的铝换热器或铝箔试样垂直浸入步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵景茂，王禹慧，左禹，张晓丰，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]