[发明专利]一种用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物

说明书

技术领域

本发明属于亲水涂料技术领域，特别涉及一种用于空调平行流热交换器亲水化处理的涂料组合物及其制备方法和应用。

背景技术

平行流（微通道）换热器是一种高效紧凑式热交换器，在汽车行业已使用多年，是管带式换热器的替代产品，因其外形紧凑，换热效率高，重量轻，可靠性高等优势，正逐步成为换热器的主流。随着原材料价格上涨、空调产品能效标准的不断提升以及环保要求的不断提高，平行流换热器正逐步在家用、商用空调领域得到应用。

热交换器是空调器的重要组成部分，其作用是将热流体的部分热量传递给冷流体。目前铜管套翅片式热交换器是家用空调普遍使用的热交换器类型，其一般是由铜圆管和各种形状的铝翅片组合而成，铜管与翅片之间通过胀管等工艺连接。九十年代中期以来，平行流热交换器广泛应用于汽车空调领域，近些年其在家用空调领域也开始崭露头角。平行流热交换器是一种高效、紧凑的热交换器，是将管、翅片等部件位置固定后整体焊接而成，与铜管翅片式热交换器相比，其具有体积小、重量轻、能耗小、成本低等优点。采用全铝平行流热交换器应用到家用空调器中，是目前家用空调行业应对铜价上涨和高能效标准的有效办法。

由于空调机制冷运转时，翅片表面温度比空气的露点低，空气中的水分凝结在其表面，呈半圆形的小水珠附在翅片表面。当翅片间距离小时，水珠在翅片间“架桥”阻塞风道；制暖运转时，冷凝水则变成霜附在翅片表面，除霜时熔化的水残留在翅片表面并结成冰，造成除霜时间增加，暖房运转时间减少，通风阻力增大，噪音增加，能耗增大。要解决“水桥”问题，要求铝翅片具有使附着的冷凝水和除霜时的溶解水沿着其表面迅速流走的能力。在铝翅片表面涂一层亲水涂料，形成亲水涂膜，使水滴在涂层表面迅速铺展开并流走。空调换热器的亲水化处理使水滴与涂层之间的接触角变小，水极容易在翅片表面铺展、流走，不会形成架桥而导致翅片间隙堵塞、风阻增大、从而增加了能耗。

铜管翅片式热交换器是目前家用空调普遍使用的热交换器类型，其翅片是由经过亲水处理的铝箔冲制后得到，即可以认为其亲水化处理在成型之前。

而平行热交换器是将管、翅片等部件位置固定后整体焊接而成。其亲水化处理需要在成型以后进行，而不能采用先亲水处理再焊接的方式，原因如下：一方面，由于焊接温度较高，时间较长，一般温度达400℃以上，数十分钟的时间，即使经过亲水处理的翅片，在焊接后其亲水性也会失去。因为目前用于亲水处理的产品中的有效成分均为有机物质，其在高温下会发生分解，遭到破坏。另一方面，亲水涂层对翅片的焊接也会有很大影响，因为翅片的焊接主要是由表面的钎料和钎剂层起作用，钎料和钎剂层被亲水层覆盖后将严重影响其焊接。所以，对平行流热交换器的翅片进行亲水化处理要在其焊接成型之后。

平行流换热器表面经过钎焊，覆盖了助焊剂和钎焊材料（含硅、氟等材料），铝表面在焊接高温状态时被氧化成氧化铝，有一定的防腐性，其表面非常粗糙，如果不经过防腐亲水处理，换热器在使用一段时间后仍然开始腐蚀，导致出风口飞出白粉，严重时充制冷剂的管路腐蚀穿孔，换热器彻底损坏；。对换热器进行防腐和亲水处理能有效延长换热器使用寿命，并降低能效比。

铝箔的亲水化处理一般是将亲水涂料组合物依次涂覆在铝箔表面形成亲水表面，可采用辊涂、刷涂等方式，工艺简单，效率高。CN101259461公开了一种亲水铝箔的制备方法，其方法是采用辊涂的方式在铝箔表面依次涂覆防蚀涂料和亲水涂料。CN101892000A公开了一种涂覆于铝箔上成膜性好、附着力强的防霉亲水涂料。CN101942259A公开了一种底面合一亲水铝箔涂料及其工艺，通过辊涂的方式将涂料涂覆在铝箔表面。

目前市面上的亲水涂料产品绝大多数是也是针对铝箔进行亲水化处理的。

而要对成型后的热交换器进行整体亲水化处理与铝箔的亲水化处理存在很多差异，对用于其亲水处理的涂料组合物也有着不同的要求。首先，涂料的涂覆工艺有很大区别，对成型件的处理不可能采用辊涂等方式，只能采用浸涂、喷涂等方式，要求涂料能够适应相应的施工方式；其次，涂层固化条件的差异，由于换热器成型件的导热效率显然不如薄片铝箔，在相同温度下其表面涂层的固化需要更长时间，而且各个部位的受热情况不同，因此要求涂层的固化条件窗口和耐热性更好。再次，平行流热交换器的翅片和集管表面涂敷有钎料和钎剂，粗糙度和表面情况跟普通铝箔有较大区别，因而对表面涂层的性能要求也就不同。

所以用来对平行流热交换器进行亲水化处理的涂料与处理铝箔的涂料存在较大差异，目前市面上的涂料在其施工适应性、性能等方面很难满足要求。

发明内容