换热器和用于换热器的复合材料制造技术

本申请提供的换热器具有用于流体流通的通道，换热器包括基体和覆设在基体的至少部分表面的疏水涂层，疏水涂层包括低表面能硅烷类材料和分散在低表面能硅烷类材料中的填料，填料包括至少两种颗粒，至少两种颗粒的形状均不相同。不同形状的颗粒复配，使颗粒在疏水涂层中具有良好的填充效果，有利于增加涂层的致密性，增加疏水涂层对腐蚀介质的阻隔作用，提高换热器的耐腐蚀性能。本申请提供的复合材料包括溶剂、低表面能硅烷类材料和填料，填料包括至少两种颗粒，至少两种颗粒的形状均不相同。该复合材料形成含有至少两种形状的颗粒的防腐涂层，提高换热器的耐腐蚀性能。提高换热器的耐腐蚀性能。提高换热器的耐腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
换热器和用于换热器的复合材料


[0001]本专利技术涉及热交换装置
，尤其涉及一种换热器和用于换热器的复合材料。

技术介绍

[0002]相关技术中，将疏水溶胶涂覆在换热器表面形成疏水涂层。疏水涂层使腐蚀性溶液在换热器表面具有较大的接触角、不易铺展，减小腐蚀性溶液与换热器表面的直接接触面积。此外，疏水涂层本身对腐蚀介质也具有一定的阻隔作用。因此，疏水涂层能够提高换热器的耐腐蚀性能。通常疏水溶胶形成的疏水涂层内部都不可避免地有一些微孔缺陷或者孔隙，为了增加疏水涂层的致密性，提高疏水涂层的阻隔作用，可以在疏水溶胶中添加填料，以增加疏水涂层的致密性。当前，大部分研究关注填料的含量对疏水涂层防腐效果的影响，但是较少关注组成填料所包含颗粒的形状对疏水涂层防腐效果的影响。
[0003]为了进一步提高换热器的耐腐蚀性能，相关技术还可以从颗粒形状着手，提高换热器的耐腐蚀性能。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种耐腐蚀性能好的换热器，相应地，本申请还提供一种用于换热器的复合材料。
[0005]本申请提供一种换热器，所述换热器具有用于流体流通的通道，所述换热器包括基体和覆设在所述基体的至少部分表面的疏水涂层，所述疏水涂层包括低表面能硅烷类材料和分散在所述低表面能硅烷类材料中的填料，所述填料包括至少两种颗粒，所述至少两种颗粒的形状均不相同。
[0006]本申请的疏水涂层包括低表面能硅烷类材料和填料，填料所包括的颗粒填充在低表面能硅烷类材料的网状结构中，通过低表面能硅烷类材料与换热器基体牢固结合。低表面能硅烷类材料中的微孔缺陷或孔隙具有多种多样的形状。本申请疏水涂层中的填料包括至少两种颗粒，至少两种颗粒的颗粒形状均不相同，不同形状的颗粒复配，使颗粒在疏水涂层中具有良好的填充效果，有利于增加涂层的致密性，增加疏水涂层对腐蚀介质的阻隔作用，提高换热器的耐腐蚀性能。
[0007]本申请还提供一种用于换热器的复合材料，所述复合材料包括溶剂、低表面能硅烷类材料和填料，所述填料包括至少两种颗粒，所述至少两种颗粒的形状均不相同。
[0008]本申请的复合材料在换热器表面形成含有至少两种形状的颗粒的防腐涂层，提高换热器的耐腐蚀性能。
附图说明
[0009]图1为本申请一种实施方式中不规则形状颗粒的微观形貌示意图；
[0010]图2为本申请一种实施方式中三维枝状颗粒的微观形貌示意图；
[0011]图3为本申请一种实施方式中换热器的结构示意图；
[0012]图4为图3中的换热器的部分组件组装结构放大示意图；
[0013]图5为本申请一种实施方式中换热器基体表面疏水涂层的剖面示意图；
[0014]图6为本申请一种实施方式中换热器基体表面疏水涂层和稀土转化膜的剖面示意图；
[0015]图7为本申请48h盐雾测试中对比例1和对比例2的样品表面形貌；
[0016]图8为本申请96h盐雾测试中对比例1和对比例2的样品表面形貌；
[0017]图9为本申请96h盐雾测试中实施例1和对比例1的样品表面形貌。
具体实施方式
[0018]为了更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
[0019]应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0020]当前市场上换热器产品表面的防腐涂层多为化学转化膜。例如，铝制换热器表面的防腐涂层多为铬盐钝化形成的化学转化膜(TCP)。由于六价铬剧毒致癌，国内外已严禁使用六价铬钝化涂层，当前市场采用三价铬代替六价铬进行铝制产品的表面防腐处理，但是三价铬对环境和人体的危害仍然不容忽视。基于此，研发适用于换热器的绿色环保涂料，通过涂覆涂料的方式在换热器表面形成防腐涂层，成为换热器表面防腐技术的重要发展方向。
[0021]一些相关技术在换热器表面涂覆疏水溶胶，疏水溶胶在换热器表面固化、形成疏水涂层。在固化过程中，由于疏水溶胶中的基团与金属基体表面的Me
‑
OH缩合成键，并且疏水溶胶中的基团也相互交联成键、形成网状结构，因此形成的疏水涂层可以与换热器基体牢固结合。疏水涂层使腐蚀性溶液在换热器表面具有较大的接触角、不易铺展，减小腐蚀性溶液与换热器表面的直接接触面积。此外，疏水涂层本身对腐蚀介质也具有一定的物理阻隔或物理屏蔽作用，能够减少金属基体与外界物质(例如，氧气、水或其他腐蚀物质)的接触。如此，一方面减少或减缓酸、碱等对金属基体表面的化学腐蚀，另一方面由于金属基体接触的氧气和水减少，电极极化进程和去极化进程减缓，因而金属基体表面的电化学腐蚀也在一定程度上被减少或减缓。因此，疏水涂层能够提高换热器的耐腐蚀性能。
[0022]疏水涂层对耐腐蚀性能的提高主要取决于其疏水性能以及其内部微观结构。疏水涂层的疏水性能源自疏水涂层中的疏水基团，疏水涂层的内部微观结构则很大程度上受到疏水溶胶的交联度的影响。通常，交联度小的溶胶形成的涂层内部具有较多的孔隙，孔隙越多、涂层本身的阻隔作用就越小。随着交联度的增大，涂层密度、机械强度和硬度增加，涂层本身的阻隔作用也随之增大，但是过度交联会使得涂层脆性增加，导致涂层表面微裂纹增加甚至破裂。为了使疏水涂层能够牢固附着在金属基体，并且涂层内部不产生较多的微裂纹甚至破裂，疏水溶胶需要具有适当的交联度。通常疏水溶胶形成的疏水涂层内部都不可避免地有一些微孔缺陷或者孔隙，这些微孔缺陷或者孔隙容易成为腐蚀介质向金属基材扩散的路径。为此，可以在疏水溶胶中添加填料。
[0023]填料由许多的颗粒组成，组成填料的颗粒填充在疏水涂层的微孔缺陷或孔隙中，能够堵塞腐蚀介质的传输路径，阻碍腐蚀介质在疏水涂层中的传输和扩散，并且增加疏水涂层的致密性和厚度，从而提高疏水涂层本身对腐蚀物质的阻隔作用。当前，大部分研究重点关注疏水涂层中填料的含量对疏水涂层防腐效果的影响，但是却较少关注组成填料所包含颗粒的形状对疏水涂层防腐效果的影响。
[0024]本申请的第一方面提供一种换热器，换热器具有用于流体流通的通道，换热器包括基体和覆设在所述基体的至少部分表面的疏水涂层，疏水涂层包括低表面能硅烷类材料和分散在低表面能硅烷类材料中的填料，填料包括至少两种颗粒，至少两种颗粒的形状均不相同。
[0025]本申请的疏水涂层包括低表面能硅烷类材料和填料，填料所包括的颗粒填充在低表面能硅烷类材料的网状结构中，通过低表面能硅烷类材料与换热器基体牢固结合。低表面能硅烷类材料中的微孔缺陷或孔隙具有多种多样的形状。从孔隙填充的角度来说，颗粒与孔隙在形状上的匹配度越高，颗粒的填充效果越好。例如，对于不规则形状的孔隙，不规则形状颗粒在其中的填充能够实现较好的填充效果，对于规则形状的孔隙，则需要用与其匹配的颗粒填充能够实现较好的填充效果。颗粒形状的多样化有利于孔隙的填充。本申请疏水涂层中的填料包括至少两种颗粒，至少两种颗粒的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换热器，所述换热器具有用于流体流通的通道，所述换热器包括基体和覆设在所述基体的至少部分表面的疏水涂层，其特征在于：所述疏水涂层包括低表面能硅烷类材料和分散在所述低表面能硅烷类材料中的填料，所述填料包括至少两种颗粒，所述至少两种颗粒的形状均不相同。2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述至少两种颗粒中的至少一种的形状为不规则形状。3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于：所述至少两种颗粒中的至少一种的形状为规则形状，所述规则形状选自球状、椭球状、棒状、针状、片状、柱状、六面体状、四面体状、树枝状、三维枝状中的一种。4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于：所述至少两种颗粒的化学组成均不相同，所述不规则形状颗粒选自氧化铝、氧化锌、氧化锆、氧化钛、氧化硅、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氮化硼和硫酸钡中的一种；所述规则形状颗粒选自氧化铝、氧化锌、氧化锆、氧化钛、氧化硅、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氮化硼、石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管和硫酸钡中的一种。5.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述至少两种颗粒的粒径范围均为10～100nm。6.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述至少两种颗粒的至少一种的至少部分颗粒的表面接枝有疏水基团，所述疏水基团选自烃基、卤原子和硝基中的至少一种。7.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述低表面能硅烷类材料包括表面接枝有疏水基团的硅烷，所述疏水...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐建华，余书睿，黄海，黄宁杰，
申请(专利权)人：浙江三花智能控制股份有限公司，
类型：发明
国别省市：