铝合金制热交换器制造技术

提供一种形成被膜的铝合金热交换器，该被膜不会产生异臭，可赋予优良的耐腐蚀性和亲水性，而且不含有害的铬。该热交换器中，具有包括铝合金成形加工而成的管和散热片的基材、在基材上使用含有水溶性钒化合物（ａ）和氟锆配合物（ｂ）的处理液反应形成化学转化被膜所构成的第１保护层、以及在该第１保护层上涂布后述的处理液并使其干燥形成亲水性被膜所构成的第２保护层；其中，所说的处理液中含有具有４０摩尔％以上的乙烯醇单元和不同于上述乙烯醇单元的０～６０摩尔％以下的至少１种附加加成聚合单元的聚乙烯醇类水性聚合物（ｃ）、重均分子量为６，０００～１，０００，０００的聚乙二醇（ｄ）、钒化合物（ｅ），以及锆化合物（ｆ），且上述锆化合物（ｆ）中的锆对上述钒化合物（ｅ）中的钒的重量比例为４０～３５０％。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种铝合金制热交换器，特别是涉及汽车用空调机等中组装使用的具有铝合金制管和散热片的热交换器。更详细地说，本专利技术涉及一种不含铬、具有被赋予优良耐腐蚀性和亲水性的被膜的铝合金制热交换器。作为赋予铝合金性热交换器表面亲水性的方法，一般分为两大类，一类是在无机化合物、特别是碱性硅酸盐中加成或添加有机高分子使其形成被膜的方法，另一类是只用有机高分子构成被膜的方法，但除了亲水性以外，哪一种方法都不能使铝合金制热交换器所必须的耐臭气性以及单层被膜所赋予的耐腐蚀性等性能令人满意，为了赋予耐腐蚀性，一般进行双层保护，其中，作为预处理采用化学转化处理。但是，化学转化处理中一般采用含有对人体有害6价铬的铬酸-铬酸盐处理或磷酸-铬酸盐处理，虽然耐腐蚀性优良，但对环境、废水处理等可能有不利影响，因此热切希望开发出一种完全不含铬酸盐的体系。为了解决这些问题，曾提出了各种方法，例如，特开昭63-171684号公报中公开了一种“具有耐腐蚀性的水性亲水性处理剂的处理方法”。这种方法是在铝或铝合金材料上，用特定单体合成的树脂形成可赋予耐腐蚀性和亲水性的被膜。但是，该方法在亲水性方面还存在问题，并且一般来说，亲水性被膜只作为底层使周的情况很多。进一步地，特开平6-116527号公报中公开了一种“向铝材料的表面赋予亲水性的表面处理”。这种方法是由丙烯酸单体和胶体二氧化硅和钒化合物构成的交联剂形成赋予耐腐蚀性和亲水性的被膜。但是，该方法由于受所含有的无机成分的影响，耐臭气性不充分。进一步地，特开平1-270977号公报中公开了一种“亲水性和耐腐蚀性皆良好的铝或铝合金的亲水化处理方法”。这种方法是由特定的聚合物P1和具有特定官能团的聚合物P2和交联剂形成可赋予耐腐蚀性和亲水性的被膜。但是，由于亲水性被膜中含有铬化合物，对环境不好。如上所述，至今尚未开发出一种能够形成不含铬、且兼有优良耐腐蚀性和长期亲水持续性的被膜的铝合金制热交换器。本专利技术者们对于用来解决上述课题的手段进行了精心的研究，结果发现，在铝合金制热交换器的表面上形成一种底层为由特定的钒化合物和无机锆化合物构成的化学转化被膜、上层含有特定聚乙烯醇类水性聚合物和特定重均分子量的聚乙二醇、并以特定重量比例含有钒化合物和锆化合物的有机-无机复合被膜，由此不使用铬就能解决这些问题，至此完成本专利技术。也就是说，本专利技术的铝合金制热交换器，其特征在于，具有包括铝合金成形加工而成的管和散热片的基材、在基材上为使用含有水溶性钒化合物(a)和氟锆配合物(b)的处理液反应形成化学转化被膜所构成的第1保护层、以及在该第1保护层上涂布后述的处理液并使其干燥形成亲水性被膜所构成的第2保护层。其中，所说的处理液中含有具有40摩尔％以上的乙烯醇单元和不同于上述乙烯醇单元的0～60摩尔％以下的至少1种附加加成聚合单元的聚乙烯醇类水性聚合物(c)、重均分子量为6,000～1,000,000的聚乙二醇(d)、钒化合物(e)，以及锆化合物(f)，且上述锆化合物(f)中的锆对上述钒化合物(e)中的钒的重量比例为40～350％。应予说明，上述水溶性钒化合物(a)优选选自乙酰丙酮钒和乙酰丙酮氧钒中的至少1种有机钒配合物。另外，优选上述第1保护层的被膜重量为10～2000mg/m2，且钒附着量为2～500mg/m2，锆附着量为2～500mg/m2。而且，优选上述第2保护层的被膜重量为30～5000mg/m2，且钒附着量为2～500mg/m2，锆附着量为1～1750mg/m2。本专利技术的铝合金制热交换器具有这样一种结构在铝合金成形加工而成的管和散热片所构成的基材上，形成化学转化被膜和亲水性被膜。第1保护层是使用含有水溶性钒化合物(a)和氟锆配合物(b)的处理液，对铝合金表面进行化学转化处理而形成的。此处，作为水溶性钒化合物(a)，可以使用偏钒酸、钒酸及其钠盐、钾盐、铵盐、硫酸钒、硫酸氧钒、硝酸钒、醋酸钒等无机钒化合物和乙酰基丙酮钒、乙酰丙酮氧钒等有机钒配合物，其中优选使用有机钒配合物。其次，作为氟锆配合物(b)，可以使用氢氟化锆、氟化锆铵、氟化锆钾等。应予说明，这些(a)、(b)的化合物在处理液中配合量没有特别的限制。如上所述，第1保护层是含有钒和锆的复合化学转化被膜，氟锆配合物被认为是以氧化物或氟化物的状态在铝合金表面上析出，进一步与同时析出的钒化合物构成复合化学转化被膜的骨架部分。钒具有这样一种功能通过与原材料铝合金之间所引起的氧化还原反应来修补被膜上产生的缺陷部分，主要显示出耐孔腐蚀的效果。另一方面，由锆形成的被膜骨架对外部腐蚀因素的遮断性高，主要显示出耐白锈的效果。它们的复合效果被认为是本专利技术的第1保护层不含铬且能够提供优良的耐腐蚀性。应予说明，对于钒、锆分别以元素结合的状态、高分子状态等而在化学转化被膜中存在的形态没有特别的限定。本专利技术中，第1保护层的被膜重量优选为10～2000mg/m2，更优选为50～500mg/m2的范围。该被膜重量不足10mg/m2时，与后述的保护层的密合性和耐腐蚀性不充分，另外，如果被膜重量超过2000mg/m2，则其效果饱和，成本提高，在经济上造成浪费。应予说明，如果被膜重量超过2000mg/m2，则被膜外观的不均匀很显眼，而且对第2保护层形成后的耐臭气性也有不利影响，因此，从这些观点考虑，也优选被膜重量不超过2000mg/m2。应予说明，第1保护层的钒附着量优选为2～500mg/m2，更优选为10～300mg/m2。如果该附着量在2mg/m2以下，则耐孔腐蚀性不足，而锆附着量优选为2～500mg/m2，更优选为10～300mg/m2，如果该附着量在2mg/m2以下，则耐白锈性不足。皆是不优选的。如果两种元素的附着量都分别超过500mg/m2，则如上所述，效果饱和，在成本方面造成浪费，而且由于对耐臭气性等有不利影响，因此是不优选的。在本专利技术的铝合金制热交换器表面的第1保护层之上，再用第2保护层覆盖，该第2保护层是涂布一种处理液并使其干燥而获得的有机-无机复合被膜。所说的处理液中，含有具有40摩尔％以上的乙烯醇单元和不同于上述乙烯醇单元的0～60摩尔％以下的至少1种附加加成聚合单元的聚乙烯醇类水性聚合物(c)、重均分子量为6,000～1,000,000的聚乙二醇(d)、钒化合物(e)、和锆化合物(f)，且上述锆化合物(f)中的锆与上述钒化合物(e)中的钒的重量比例为40～350％。作为本专利技术的第2保护层的具有40摩尔％以上的乙烯醇单元和不同于上述乙烯醇单元的0～60摩尔％以下的至少1种附加加成聚合单元的聚乙烯醇类水性聚合物(c)，优选含有选自通式(I)所示聚乙烯醇类聚合物、上述式(I)的聚乙烯醇系聚合物与双烯酮的反应生成物等改性聚合物中的至少一种。 对于上述式(I)表示的聚乙烯醇类聚合物，也包括聚醋酸乙烯酯的部分皂化物和完全皂化物、以及醋酸乙烯与其他单体的共聚物的部分皂化物和完全皂化物，对于可与醋酸乙烯共聚的共聚单体的种类没有特别的限定。式(I)表示的聚乙烯醇化合物中，X表示不同于醋酸乙烯酯和乙烯醇的聚合物单元，l、m、n分别为乙烯醇单元、醋酸乙烯单元和醋酸乙烯以外的附加聚合单元的聚合摩尔数。附加共聚单元(X)的共聚摩尔％优选在40摩尔％以下，更优选在30摩尔％以下。另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金制热交换器，其特征在于，具有包括铝合金成形加工而成的管和散热片的基材、在基材上使用含有水溶性钒化合物（ａ）和氟锆配合物（ｂ）的处理液反应形成化学转化被膜所构成的第１保护层、以及在该第１保护层上涂布后述的处理液并使其干燥形成亲水性被膜所构成的第２保护层；其中，所说的处理液中含有具有４０摩尔％以上的乙烯醇单元和不同于上述乙烯醇单元的０～６０摩尔％以下的至少１种附加加成聚合单元的聚乙烯醇类水性聚合物（ｃ）、重均分子量为６，０００～１，０００，０００的聚乙二醇（ｄ）、钒化合物（ｅ），以及锆化合物（ｆ），且上述锆化合物（ｆ）中的锆对上述钒化合物（ｅ）中的钒的重量比例为４０～３５０％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：上原稔之，吉田千鹤子，山崎悦子，中田和也，
申请(专利权)人：卡森尼可关精株式会社，日本帕卡濑精株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]