[发明专利]一种阻垢铜基换热表面及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及换热材料技术领域，尤其是涉及一种阻垢铜基换热表面及其制作方法。

背景技术

现有的铜材类换热器与高温水进行热交换时，在换热器的内外表面均会沉积一层导热系数低的水垢，将严重影响换热器的换热性能。如热泵热水器中冷凝器浸没在水箱中加热生活用水，热水温度可达到50～95℃。由于水中存在大量Ca²⁺、Mg²⁺等金属离子，在受加热与冷却过程的反复进行环境中，会产生化学反应，生成CaCO₃、CaSO₄、Mg(OH)₂、MgSO₄、磷酸镁、磷酸钙等沉淀，附在铜管换热表面形成水垢。另外悬浮在水中的固体微粒(如SiO₂)，在换热壁面上积聚也会形成的污垢，以及在其它机制形成的胶体粒子沉积物也会沉积在换热器表面。换热器表面的水垢或者污垢将严重影响换热器的导热效率，在大量消耗能源的同时，而换热效果反而变得很差，造成大量能源的损失。因此有必要予以改进。

现有常规的处理水垢方法如下：(1)加热前对水进行软化处理，但需增设一个软化水的水处理设备，且时效性较差；(2)在管壁上涂覆憎水涂层，然而憎水涂层将会增大管壁的导热热阻，影响换热效果。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供在保证铜材料具有良好的导热系数的前提下，降低其表面能，从而达到阻垢的目的的一种阻垢铜基换热表面。

本发明的另一目的是提供一种热导率高，且具有很低的表面能，对成垢晶核的吸附能力较差，同时还对水具有不润湿特性，不利于水垢的沉积与聚集的阻垢铜基换热表面的制作方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种阻垢铜基换热表面，在铜基材料的表面覆盖有Ni-P-PTFE复合镀层。Ni-P-PTFE复合镀层具有良好的导热系数，同时可以降低其表面能，从而达到阻垢的目的。

所述的Ni-P-PTFE复合镀层的厚度在2～20微米之间。

阻垢铜基换热表面的制作方法，其步骤包括：

(1)、先对铜基材表面进行前处理；

(2)、对铜基材表面进行化学镀Ni-P-PTFE复合镀层；

(3)、对化学镀后的铜基材表面进行后处理。

所述的(2)步骤中铜基材进行化学镀Ni-P-PTFE复合镀层的镀液包括如下组份：

硫酸镍                        15～35g/L；

次亚磷酸钠                    20～45g/L；

柠檬酸钠                      4～12g/L；

乳酸                          8～25ml/L；

醋酸钠                        8～25g/L；

阳离子表面活性剂              0.3～0.8g/L；

浓度为60wt％的PTFE            6～18ml/L。

在进行化学镀Ni-P-PTFE复合镀层时，镀液的PH值维持在4.8，施镀温度为80～90℃、搅拌速度600～700r/min，施镀时间在5～60分钟内。

所述的(1)步骤中的前处理的步骤如下：

a、对铜基材表面进行打磨；可以采用400、600、800和1000目水砂纸依次打磨。

b、水洗；

c、除油；

d、水洗；

e、活化；

f、水洗

所述的除油可以在碱洗除油液中进行。所述的碱洗除油液包含以下组份：Na₂CO₃35～45g/L，Na₃PO₄·12H₂O 15～30g/L，NaOH 5g/L。除油的操作条件为：70～80℃条件下浸洗8～15min。

所述的活化中的活化溶液的中包含以下组份：38％盐酸20ml/L，柠檬酸2g/L和氯化钯1g/L。活化的操作时间为70～80s。

所述的以上水洗均为在空气搅拌下的DI水洗。

所述的后处理步骤可以是先水洗，然后烘干。