[发明专利]铝合金制热交换器

说明书

技术领域

本发明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，本发明涉及一种不含铬、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。

背景技术

过去以来，通过钎焊等将铝合金材料接合而形成的热交换器，大多数的设计都是为了提高放热或冷却效果而使放热部位和冷却部位的表面积尽可能增大，而且为了谋求小型化，使散热片的间隔变得极窄。因此，当蒸发器工作时，大气中的水分在散热片间隔上冷凝，散热片表面的疏水性越高，冷凝水越容易形成水滴，散热片间隔越容易发生堵塞。因此，就会产生例如散热片间隔的通风阻力增大、热交换效率降低、水滴飞散到空气下游等问题。因此，为了不使水滴残留在散热片间隔上而引起堵塞，曾提出并实施了几种赋予金属材料表面亲水性、提高其水润湿性的方法。

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。

发明的公开

本发明就是为了解决上述现有技术所具有的问题而发明的。更具体地说，本发明的目的在于提供这样一种热交换器，在由铝合金制成的热交换器中形成化学转化被膜和亲水化被膜，这种被膜解决了冷凝水造成的热交换效率降低、水滴飞散、异臭发生、生产工序等问题，并且还能够赋予优良的耐腐蚀性和亲水性，而且还不含有害的铬。

本发明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，至此完成本发明。

也就是说，本发明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。