[发明专利]一种含氟涂层及其制备方法和用途

说明书

本发明属于换热器技术领域，具体涉及一种含氟涂层及其制备方法和用途；含氟混合物由氟塑料与纳米石墨粉组成；按照质量百分比，氟塑料占比在45～60％，其余为纳米石墨粉；含氟涂层由上述含氟混合物组成，制备步骤：将纳米石墨粉、氟塑料、蒸馏水和表面活性剂混合均匀得到含氟涂层；本发明所制备的含氟涂层用于液态金属‑液化气体换热器防腐的用途，含氟涂层可以实现液态金属与换热器材料之间的隔离，避免液态金属对铜或铝制换热器板材的腐蚀。同时含氟涂层较低的表面摩擦系数可以显著降低液态金属侧的摩擦阻力损失，避免液态金属氧化物在换热器表面的沉积。

技术领域

本发明属于换热器技术领域，具体涉及一种含氟涂层及其制备方法和用途。

背景技术

航空涡轮发动机由于气动加热效应，使得飞行极限限制在Ma2.5。若要对涡轮机的飞行速度提升，主要方案之一是采用换热器对冲压进气进行冷却，抵消高速飞行时气动加热效应造成的高温进气，进而提升涡轮机转速。

对于采用镓铟锡合金液态金属进行换热的方案，由于镓元素会与常用的换热器材料，如黄铜和铝产生化学反应造成板材软化失效；现有的防腐方式不能确保效果，必须采用涂料进行物理隔绝以避免腐蚀。此外，实测在运行工况下液态金属仍会和管路内的空气反应生成氧化物，氧化物通常为絮状晶体，对壁面存在刮擦作用，因此还要求涂层具备一定的耐磨能力。

发明内容

本发明通过在板翅式换热器的翅片和板材表面喷涂含氟涂层的方法实现了换热器板材和翅片的防腐，实现了导热性能较好的铜和铝合金在液态金属-液化气体板翅式换热器中的应用。

为了实现以上目的，本发明包括以下步骤：

本发明首先提供一种含氟混合物，所述含氟混合物由氟塑料与纳米石墨粉组成；按照质量百分比，氟塑料为45％～60％，其余为纳米石墨粉。

优选的，所述氟塑料的粒径不大于1微米；所述纳米石墨粉的粒径不大于0.1微米，所述氟塑料包括聚四氟乙烯、四氟乙烯-乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物和三氟氯乙烯-乙烯共聚物的至少一种。

本发明还提供一种含氟涂层，包含上述含氟混合物；含氟涂层的制备方法如下：

将纳米石墨粉、氟塑料、蒸馏水和表面活性剂混合均匀得到含氟涂层；(需要储存时在40-75摄氏度下储存)。

优选的，所述氟塑料与蒸馏水的质量比为1:(3～3.2)。

优选的，所述表面活性剂为聚氧乙烯脂肪醇醚，所述表面活性剂与所述蒸馏水的质量比为(0.4～0.5):100。

最后本发明提供一种含氟涂层的用途，所述含氟涂层用于液态金属-液化气体换热器。

一种换热器防腐方法，步骤如下，

预处理：板翅式换热器芯体钎焊完成后冷却至室温，使用无水乙醇进行表面清洗，清洗后进行干燥，干燥后即得到预处理后的板翅式换热器芯体；

将预处理后的板翅式换热器芯体浸入含氟涂层中，排出板翅式换热器芯体内的气体，一定时间后将板翅式换热器芯体取出，静置放置；

将板翅式换热器芯体进行干燥，经冲洗后进行再次干燥，完成涂层的涂覆。

优选的，所述预处理步骤中干燥温度为100℃～120℃，干燥时间为20min～30min。

优选的，所述完成涂层涂覆时，涂层的厚度为0.1～0.8mm。

优选的，所述静置放置时应采用板翅式换热器芯体与重力方向垂直的方向放置，静置时间＜10min；若静置时间≥10min，则10min后进行翻转180度，每分钟翻转1次；

所述一定时间为30s～40s；