铝制热交换器的表面处理方法技术

本发明专利技术提供一种能赋予铝制热交换器优异的耐腐蚀性(耐白锈性)和耐湿性(耐黑变性)的表面处理方法。铝制热交换器的表面处理方法包括：(a)通过用化学转化处理剂对铝制热交换器进行化学转化处理，在其表面形成化学转化皮膜的工序；(b)使(a)工序中在表面形成化学转化皮膜后的铝制热交换器与包含亲水性树脂的亲水化处理剂接触的工序；以及(c)通过对(b)工序中接触处理后的铝制热交换器进行烧结处理，在其表面形成亲水化皮膜的工序；工序(a)中所使用的化学转化处理剂包含锆和钛中的至少一方且其含量总计为5～5000质量ppm，包含钒且其含量为10～1000质量ppm，包含金属稳定化剂且其含量为5～5000质量ppm，并且pH为2～6。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种能赋予铝制热交换器优异的耐腐蚀性(耐白锈性)和耐湿性(耐黑变性)的表面处理方法。包括：(a)通过用化学转化处理剂对铝制热交换器进行化学转化处理，在其表面形成化学转化皮膜的工序；(b)使(a)工序中在表面形成化学转化皮膜后的铝制热交换器与包含亲水性树脂的亲水化处理剂接触的工序；以及(c)通过对(b)工序中接触处理后的铝制热交换器进行烧结处理，在其表面形成亲水化皮膜的工序；工序(a)中所使用的化学转化处理剂包含锆和钛中的至少一方且其含量总计为5～5000质量ppm，包含钒且其含量为10～1000质量ppm，包含金属稳定化剂且其含量为5～5000质量ppm，并且pH为2～6。【专利说明】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
对于汽车空调中所用的铝制热交换器，从提高热交换效率的观点来看，通常，尽可 能地增大其表面积在以狭窄的间隔配置多个翅片的同时，在这些翅片中错综复杂地配置供 给制冷剂的管。这样的结构复杂的热交换器在空调运转时，空气中的水分作为凝结水附着 于翅片和管（以下，称为"翅片等"）的表面。然而，在翅片等表面的润湿性差的情况下，附 着的凝结水形成大致半球状的水滴，以桥状存在于翅片之间使通风阻力增大，其结果是有 妨碍排气的顺畅流动导致热交换效率低下的问题。为了抑制该现象，通常对翅片等的表面 实施亲水化处理。 另外，构成翅片等的铝及其合金原本是防锈性优良的材料。但是，如果凝结水长时 间滞留于翅片等的表面上，会局部形成氧浓差电池进行腐蚀反应，进一步，如果大气中的污 染成分附着并被浓缩，将促进腐蚀反应。通过腐蚀反应产生的生成物，如白锈，除了堆积在 翅片等的表面妨碍热交换特性之外，还有通过鼓风机排出到大气中等问题。 为此，提出各种抑制白锈的生成、提高耐腐蚀性的技术。例如，作为赋予铝及其合 金材料的表面良好的耐腐蚀性的化学转化处理剂，公开了含有钛复合氟化物离子、5价钒化 合物离子和锆复合氟化物离子的化学转化处理剂（参考专利文献1)。 另外，作为赋予铝制热交换器的表面良好的耐腐蚀性的化学转化处理剂，公开了 含有相当于5价钒化合物离子的十钒酸离子和锆复合氟化物离子的化学转化处理剂（参考 专利文献2)。 但是，汽车空调中使用的铝制热交换器是通过如上所述配置组装多个翅片等之 后，将它们接合而制造。接合的时候，由于在铝的表面形成了牢固且致密的氧化皮膜，通过 非机械结合法的钎焊法不易接合，需要在真空中进行钎焊等的工序。 对此，近年作为有效除去表面的氧化皮膜的方法，开发了使用卤素类钎剂的钎剂 钎焊法，其中，从钎焊管理容易、加工费用低廉的观点来看，多使用在氮气中进行钎剂钎焊 的纳克洛克钎焊法（以下称为"NB法")。该NB法是在将多个翅片等配置组装后，在氮气中 使用KA1F4及K2A1F5等钎剂钎焊翅片等。 但是，用NB法制造的铝制热交换器（以下称为"NB热交换器"），翅片等的表面上 会不可避免地残留钎剂。这样，翅片等的表面状态（电位状态等）不均匀，其结果是：有通 过之后的处理不能得到均匀的化学转化皮膜和亲水化皮膜、得不到良好的耐腐蚀性和亲水 性的问题。 于是，作为除了赋予良好的耐腐蚀性和亲水性外，还赋予作为汽车空调的用途的 重要特性的防臭性的NB热交换器的表面处理方法，公开了将NB热交换器浸渍在含有锆复 合氟化物离子和钛复合氟化物离子中的至少1种的化学转化处理剂中进行化学转化处理 之后，再将其浸渍在含有聚乙烯醇、聚氧化烯改性聚乙烯醇、无机交联剂及胍化合物等的亲 水化处理剂中进行亲水化处理的技术（参考专利文献3)。 另外，作为能长期持续保持铝或铝合金基材表面的亲水性、高耐腐蚀性、抗菌性和 防臭性的表面处理方法，公开了依次经历使铝或铝合金基材表面处于适于形成化学转化皮 膜的状态的表面调整工序、水洗工序、在前述的铝或铝合金基材表面形成由化学转化皮膜 组成的第1保护层的工序、水洗工序、在前述的第1保护层上涂布有机皮膜作为第2保护层 的工序、以及干燥工序的技术（参照专利文献4)。在该技术中，前述第1保护层由含有钒以 及选自钛、锆及铪的至少1种以上的金属的化学转化处理液形成；前述第2保护层由如下组 合物形成，即该组合物含有（1)壳聚糖衍生物及其增溶剂，（2)在聚乙烯醇的侧链上亲水性 聚合物接枝聚合形成的改性聚乙烯醇，（3)水溶性交联剂。 此外，作为赋予铝系金属材料等优异的耐腐蚀性的技术，公开了关于以具有特定 的结构的树脂化合物、钒化合物和特定的金属化合物作为必需成分的表面处理剂的技术 (参考专利文献5)。该技术中，作为具有选自羟基、羰基、羧基、磷酸基、膦酸基、1?3级氨 基及酰胺基的至少一种官能团的水溶性有机化合物，例如通过具有抗坏血酸等，不仅可以 还原钒化合物，还可以显著提高钒化合物的稳定性，长期维持优异的耐腐蚀性赋予效果。此 夕卜，可形成均匀的皮膜，提高耐腐蚀性的水平。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本专利特开2010-261058号公报 专利文献2:日本专利特表2004-510882号公报 专利文献3:日本专利特开2006-69197号公报 专利文献4:日本专利特开2011-161876号公报 专利文献5:日本专利特开2001-181860号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题 可是，近年来，汽车空调用的铝制热交换器除了提高耐腐蚀性之外，耐湿性的提高 也变得重要。这里，如上所述耐腐蚀性的指标为白锈，与此相对，耐湿性的指标是黑变。白 锈是因氧、水及氯化物离子等腐蚀因素发生的局部腐蚀现象，与此相对，黑变是因氧、水及 热的存在发生的全面腐蚀现象。为此，期待暴露于高温环境下的汽车空调用的铝制热交换 器能在提高耐腐蚀性的同时，抑制黑变生成而提高耐湿性。 但是，专利文献1的技术因为处理对象不是热交换器，所以不进行亲水化处理。此 夕卜，该技术没有进行任何关于耐湿性的研究，不是提高耐湿性的技术。 专利文献2的技术中，虽然处理对象是铝制热交换器，但没有进行任何关于耐湿 性的研究。该技术是聚焦于赋予良好的耐腐蚀性的技术，但不是提高耐湿性的技术。 专利文献3的技术的处理对象是汽车空调用的铝制热交换器，是赋予良好的耐腐 蚀性及亲水性之外还赋予良好的防臭性的技术，但不是着眼于耐湿性的技术。因此，该技术 没有进行任何关于耐湿性的研究，不能得到优异的耐湿性。另外，专利文献3中没有记载关 于使化学转化处理剂中含有规定量的钒离子的实施方式，专利文献3中的耐腐蚀性的评价 时间与本专利技术相比显著较短，其水准比本专利技术低。 专利文献4的技术的处理对象是铝制或铝合金制的热交换器，是赋予长期亲水 性、高耐腐蚀性、抗菌性、耐湿性及防臭性的技术，但是该技术中的耐腐蚀性的评价时间与 本专利技术相比显著较短。此外，该技术中的耐湿性的评价温度与本专利技术相比也显著较低，其水 准比本专利技术低。 专利文献5的技术因为处理对象不是热交换器，所以没有进行亲水化处理。此外， 该技术没有进行任何关于耐湿性的研究，不是提高耐湿性的技术。还有，该技术是涉及涂布 型的表面处理剂的技术，不是如本专利技术这样的涉及反应型的化学转化处理剂的技术。 如上所述，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝制热交换器的表面处理方法，其特征在于，包括：(a)利用化学转化处理剂在所述铝制热交换器的表面形成化学转化皮膜的工序；(b)使所述(a)工序中在表面形成化学转化皮膜后的铝制热交换器与包含亲水性树脂的亲水化处理剂接触的工序；以及(c)通过对所述(b)工序中接触处理后的铝制热交换器进行烧结处理，在其表面形成亲水化皮膜的工序；所述工序(a)中所使用的化学转化处理剂包含锆和钛中的至少一方且其含量总计为5～5000质量ppm，包含钒且其含量为10～1000质量ppm，包含金属稳定化剂且其含量为5～5000质量ppm，并且pH为2～6。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：松井德纯，水野晃宏，和田优子，法华淳介，中村贤治，广濑敬幸，小林健吾，
申请(专利权)人：日本油漆株式会社，株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP