含铝金属复合材料及其生产方法技术

公开了一种用于热交换器的含铝金属复合材料，其亲水性、耐水性和耐水溶胀性令人满意。还公开了这种材料的生产方法，即对包括含铝金属材料的基材表面进行化学转化处理以形成化学转化层，以及在其上用说明书中介绍的涂料液涂覆，再进行固化。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。更具体地说，本专利技术涉及一种具有满意的亲水性和抗水性且适用于热交换器如汽车空调器用蒸发器的含铝金属复合材料，以及高效生产这种材料的方法。众所周知，传统热交换器具有多个第一导热流体从中穿过的管子和多个从这些管子伸出并暴露在第二导热流体下的散热片。一般来说，在第一和第二导热流体之间热交换经过的总表面积越大，热交换效率就越高。因此，热交换器如蒸发器这样设计，以便使蒸发器的冷却面积尽可能的大，以增强蒸发器的冷却作用。还有，为使蒸发器的尺寸尽可能的小，散热片之间的间隙制做的非常小。由于上述设计，空气中的湿气被冷凝，在散热片之间形成水滴，散热片之间形成的水滴使第二导热流体的流动受阻，热交换器的热交换效率下降。而且，水滴溅到蒸发器的下游一侧，从而降低了热交换效率。此外，在散热片之间冷凝的水滴使空气中的灰尘附着到散热片上并在散热片之间的间隙中积累。附着的灰尘造成散热片之间间隙中细菌的繁殖，繁殖的细菌生成代谢产物，产生难闻气味。日本未审查专利公开(Kokai)号61—250,495公开了一种消除了上述缺点热交换器。在这种热交换器中，在包括一种含铝金属材料的基材上形成一层化学转化层，且在这种化学转化层上形成一层亲水树脂涂层。这种亲水树脂涂层有效地防止了在散热片之间形成水滴和因水滴造成的第二导热流体流动阻力的增大。还有，该日本专利指出，通过往树脂层中加入一种抗菌剂或除臭剂可防止由细菌代谢产物带来的难闻气味的生成。不过，本专利技术人深入研究了该日本专利的技术后发现这种技术的缺点在于该亲水树脂涂层在冷凝的水中逐渐被洗脱，看来不能长期使用。也就是说，由于该亲水树脂涂层的耐水性差，在例如热交换器的热交换表面总与水接触的使用环境中，亲水树脂涂层消耗到一定程度，以致在实际使用约1年，亲水树脂涂层量降低到其初始量的约10％，且所得涂层显示了显著降低的亲水性和抗菌性。本专利技术人还发现，由于树脂涂层洗脱的结果，含铝金属基材的表面部分暴露到外面且被轻微腐蚀。这种腐蚀造成一种刺激性气味产生。作为防止亲水树脂涂层在冷凝水中被洗脱的一种偿试，日本未审查专利公开(Kokai)号1—270,977公开了一种铝表面涂覆一层亲水树脂层的方法，即往铝表面上涂覆一种水溶性可交联的丙烯酰胺聚合物(P1)、水溶性聚合物(P2)(它具有亲水基如羰基，磺基或磷酸基，氨基或季铵基)和一种与聚合物(P1)和(P2)相容的水溶性交联剂的混合物，并干燥涂覆的混合物溶液层。还有，作为另一种偿试，日本未审查专利公开(Kokai)号3—26,381公开了一种铝表面涂覆一层亲水树脂涂层的方法，即用一种水溶性聚乙烯醇和/或其衍生物(P1)、一种具有羧基、磺基或磷酸基的水溶性聚合物(P2)和一种与聚合物(P1)和(P2)相容的水溶性交联剂的混合物溶液处理铝表面。在这些先有技术方法中，水溶性聚合物(P1)和(P2)是交联的，并不溶于水。所得树脂层难溶于冷凝水。当具有交联的树脂涂层的所得铝材用于制造空调器时，它交替地被冷凝水湿润和干燥。在湿润—干燥循环中，树脂涂层交替地被水溶胀和干燥。湿润—干燥循环使树脂涂层劣化，然后破裂和脱掉。一般来说，在具有复杂的热交换表面的空调器通过浸涂的方法涂覆树脂液的情况下，在空调器复杂的表面上很难均匀地分布树脂液。也就是说，在空调器的某些部分，树脂液过量分布。在过量涂覆部分，显著发生树脂涂层的劣化。脱落的树脂层在操作时散落到空调器内。而且，树脂涂层脱落使铝材表面外露，因露出的表面部分腐蚀产生刺激性气味。因此，上述先有技术不能满意地提供具有树脂涂层且能在长期实际使用下树脂层不脱落的铝材。本专利技术的一个目的是提供一种含铝金属复合材料，它具有一层在长期使用下能维持优良的抗劣化性和显示出满意的亲水性和抗菌性以及很低的气味产生性的亲水树脂涂层；以及一种生产这种复合材料的方法。本专利技术包括包含上述含铝金属复合材料的热交换器和生产这种热交换器的方法。通过使用本专利技术含铝金属复合材料和本专利技术生产这种复合材料的方法可实现上述目的。本专利技术的含铝金属材料包括(A)包括含铝金属材料的基材；(B)在该基材上形成的底层化学转化层，和(C)在该底层化学转化层上形成的并包括以下物质的交联反应产物的顶层树脂层(a)一种水溶性可交联的聚合物，它具有(ⅰ)80—100摩尔％的各具有至少一种选自酰胺、羟基和羧基的反应性官能团的主要聚合单元和(ⅱ)0—20摩尔％与主要聚合单元(ⅰ)不同的另外的聚合单元，(b)一种与聚合物(a)的反应性官能团反应以使聚合物(a)的分子彼此交联的交联剂，该交联反应是在(c)存在下进行的，(c)一种具有(ⅲ)10—100摩尔％各具有至少一种选自磺基和磺酸盐基的亲水基团的主要聚合单元和(ⅳ)0—90摩尔％与主要聚合单元(ⅲ)不同的聚合单元的水溶性聚合物，在交联反应产物中，聚合物(a)的分子与交联剂(b)交联，形成水溶性三维网状结构，且水溶性聚合物(c)的分子保持在该水溶性三维网状结构中，因此在水中实质上具有不洗脱性。本专利技术生产含铝金属复合材料的方法包括以下步骤(A)在包括含铝金属材料的基材的表面进行化学转化处理以在该基材上形成底层化学转化层；以及(B)用包括以下成分的涂料液涂覆底层化学转化层的表面(a)一种水溶性可交联的聚合物，它具有(ⅰ)80—100摩尔％的各具有至少一种选自酰胺、羟基和羧基的反应性官能团的主要聚合单元和(ⅱ)0—20摩尔％与主要聚合单元(ⅰ)不同的另外的聚合单元，(b)一种与聚合物(a)的反应性官能团反应以使聚合物(a)的分子彼此交联的交联剂，该交联反应是在(c)存在下进行的。(c)一种具有(ⅲ)10—100摩尔％各具有至少一种选自磺基和磺酸盐基的亲水基团的主要聚合单元和(ⅳ)0—90摩尔％与主要聚合单元(ⅲ)不同的聚合单元的水溶性聚合物，(C)在80℃—300℃，固化底涂层上的涂覆的涂料液，以便在聚合物(c)存在下，用交联剂(b)使聚合物(a)的分子彼此交联，从而在底层化学转化层上形成顶层树脂层，在交联反应中，聚合物(a)的分子与交联剂(b)交联形成不溶于水的三维网状结构，且水溶性聚合物(c)的分子保持在不溶于水的三维网状结构中，从而在水中基本上具有不洗脱性。附图说明图1是用于汽车空调器的蒸发器透视图，该蒸发器使用本专利技术的含铝金属复合材料作为基材。图2是本专利技术含铝金属复合材料的实施方案说明性截面图。图3示出了本专利技术顶层树脂层的三维网状结构的说明性模型，以及图4是表示本专利技术顶层树脂层中含有的抗菌剂的效果图。用作本专利技术复合材料的基材的含铝金属材料包括片材，带材，板材和其它成型制品，如管子、细空心板，例如可用于热交换器，如由铝或选自例如铝—镁合金、铝—硅合金和铝—锰合金的铝合金形成的空调器。基材表面涂覆一层底层化学转化层。底层化学转化层是通过对含铝金属基材的表面进行化学转化处理，如铬酸—铬酸盐处理、磷酸—磷酸盐处理、磷酸锌处理、磷酸铬处理或磷酸钛处理而形成的。也就是说，底层化学转化层最好包括至少一种处理产物，选自铬酸—铬酸盐处理的产物、磷酸—铬酸盐处理的产物、磷酸锌处理的产物、磷酸锆处理的产物和磷酸钛处理的产物。底层化学转化层最好以2—500mg/m2的量或0.002—0.5μm的厚度存在。底层化学转化层有效地增强了顶层树脂涂层与含铝金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含铝金属复合材料，包括： （Ａ）包括含铝金属材料的基材； （Ｂ）在该基材上形成的底层化学转化层，和 （Ｃ）在该底层化学转化层上形成的并包括以下物质的交联反应产物的顶层树脂层： （ａ）一种水溶性可交联的聚合物，它具有（ｉ）８０－１００摩尔％的各具有至少一种选自酰胺、羟基和羧基的反应性官能团的主要聚合单元和（ｉｉ）０－２０摩尔％与主要聚合单元（ｉ）不同的另外的聚合单元， （ｂ）一种与聚合物（ａ）的反应性官能团反应以使聚合物（ａ）的分子彼此交联的交联剂，该交联反应是在（ｃ）存在下进行的， （ｃ）一种具有（ｉｉｉ）１０－１００摩尔％各具有至少一种选自磺基和磺酸盐基的亲水基团的主要聚合单元和（ｉｖ）０－９０摩尔％与主要聚合单元（ｉｉｉ）不同的聚合单元的水溶性聚合物， 在交联反应产物中，聚合物（ａ）的分子与交联剂（ｂ）交联，形成水溶性三维网状结构，且水溶性聚合物（ｃ）的分子保持在该水溶性三维网状结构中，因此在水中实质上具有不洗脱性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：水野博好，迫良辅，大迫友弘，古山治，
申请(专利权)人：日本电装株式会社，日本帕卡濑精株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]