[发明专利]蒸汽冷凝器的涂层

说明书

本发明涉及制备用于实现滴状冷凝(Tropfenkondensafion)的冷凝器疏水涂层 的方法以及所制备的涂层。

在冷凝装置情况下，冷凝介质凝聚到热传递面上。例如就汽轮机来说，从 涡轮流出的减压水蒸气将在冷凝器上凝结。常见的冷凝器包含若干基本由金属 (大多数由合金钢或者钛)制成的冷凝管。

可将冷凝区分为滴状冷凝和膜状冷凝(Filmkondensation)。在表面能较高的金 属材料上通常会发生膜状冷凝。即冷凝物在金属表面上形成连续的液膜。而滴 状冷凝则与此相反，形成迅速滴落的液滴，从而可提高冷凝器的效率。

根据现有技术已知的是，通过对冷凝管进行疏水处理产生滴状冷凝。

例如由文献DE 833 049已知冷凝表面的硅酮涂层。此外还可以给冷凝器涂 上四氟乙烯树脂(Teflon)。但是其缺点在于：将附加材料层涂覆在冷凝器上导 致额外的传热阻力。此外疏水涂层的稳定性通常有限。

为了避免这些缺点，建议采用化学气相沉积(CVD)法制备疏水涂层。此外已 知例如还可按照文献WO 99/18252所述，通过将离子注入表面来实现滴状冷凝。

但是这两种方法必须在真空条件下实施，因此产生高的方法复杂度和高成 本。无法以合理的成本在大规模工业装置中使用。

本发明的目的在于克服现有技术的至少一个缺点。本发明的目的尤其在于 提供能够实现滴状冷凝且尽可能成本有利的涂层。

通过制备用于实现滴状冷凝的冷凝器疏水涂层的方法实现了这一目的，其 中借助湿化学法将涂覆剂(Beschichtungsmittel)施加(aufbringen)在该冷凝器上，所 述涂覆剂包括液态溶剂和至少一种涂料，所述涂料选自包括下列的组：基于氧 化硅溶胶的溶胶-凝胶材料、含氟聚合物、硅酮和/或形成聚氨酯的成分，其中在 每一情况下相对于涂覆剂的总重：

-基于氧化硅溶胶的溶胶-凝胶材料的固体含量在≥0.5重量％～≤20重量％ 范围；和/或

-含氟聚合物的含量在≥0.1重量％～≤5重量％范围；和/或

-硅酮中的固体含量在≥5重量％～≤30重量％范围；和/或

-形成聚氨酯的成分的含量在≥3重量％～≤30重量％范围。

本发明还涉及在冷凝器情况下用于实现滴状冷凝的疏水涂层，其中所述涂 层选自包括下列的组：基于氧化硅的溶胶-凝胶漆、含氟聚合物、硅酮和/或基于 聚氨酯的漆，并使用根据本发明的方法制得，且所述涂层的层厚在≥100nm～ ≤5μm范围。

本发明的其它有益实施方案由从属权利要求给出。

令人惊奇地发现，本发明所述制备用于实现滴状冷凝的冷凝器疏水涂层的 方法适合于产生非常薄的涂层，其中借助湿化学法将涂覆剂施加在该冷凝器上， 所述涂覆剂包括至少一种涂料，所述涂料选自包括下列的组：基于氧化硅溶胶 的溶胶-凝胶材料、含氟聚合物、硅酮和/或形成聚氨酯的成分。这对于冷凝器疏 水涂层而言尤其有益，因为较厚的涂层会形成导热阻力，这可能导致冷凝作用 总体效率降低。

此外特别对于冷凝器涂层的优点还有：通过本发明所述的方法可以将薄的 疏水涂层涂覆到冷凝器上，尽管如此该涂层仍然能够经受冷凝器上出现的温度 波动及尺寸变化。这特别有益于冷凝器涂层的长期稳定性。

除此之外特别有利于冷凝器涂层的还有：通过本发明所述的方法可以将能 具有良好抗冲击能力且因此能给冷凝器提供保护的薄疏水涂层施加到冷凝器 上。

术语涂覆剂，包括液态溶剂以及至少一种涂料，在本发明意义上尤其指液 体例如溶液以及在液相(例如液态溶剂)中含有固态、凝胶状或者液态物质的 物质混合物，例如分散体比如乳液或悬浮液、溶胶、溶胶-凝胶材料或者胶体。 这些涂覆剂在施加状态下优选呈液态，从而能够以液体形式施加该有待施加的 涂料。

溶剂是液态溶剂。在本发明意义上，术语“液态”表示：溶剂在10～100℃ 温度范围、优选在室温，也即18～25℃的温度范围，呈液态。

这样就能够使得涂料溶解、乳化或者悬浮在该溶剂之中。此外还可以借助 湿化学法施加涂料。在本发明意义上，术语“溶解”表示涂料被溶解、分散、乳 化或者悬浮。可以使用的溶解介质()优选是溶剂()。