CN100348337C - 一种散热器内防腐涂料的涂装新工艺及其专用设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种散热器内防腐涂料的涂装方法及其专用设备，散热器内防腐涂装方法，其步骤如下：先将散热器内防腐涂料灌装到钢制或铝制散热器内，将进出口全部堵紧；然后将散热器放入一超声振动箱内，使超声振动箱内的水面能将散热器淹没，经过1～10分钟超声振动；再将超声振动处理后的散热器从超声振动箱内取出；倒出涂料，充分沥干，最后进行高温烘烤固化处理。与现有技术相比，本发明的散热器内防腐涂装方法能确保涂装的良好效果，特别是将散热器边角和缝隙中的气体充分赶出去，保证该处涂膜的良好附着和有效的保护作用。

Description

一种散热器内防腐涂料的涂装新工艺及其专用设备
技术领域
本发明涉及一种防腐涂料的涂装新工艺及其专用设备，特别涉及到钢制铝制散热器的涂料内防腐涂料的涂装新工艺及其专用设备。
背景技术
钢制或铝制散热器面临的共同问题是内防腐，即如何防止高温高压的锅炉水对散热器内壁的腐蚀，从而解决散热器的长寿命和安全运营的问题。
就散热器防腐问题，人们发明了各种解决方法。包括电镀锌、镀镍、化学镀镍磷合金、涂料保护、电化学阴极保护以及添加缓蚀剂等。但实施起来，有各种各样的缺点。
相比较而言，涂料的涂装(以灌装的方法实施)比较简便。在散热器焊接成型之后，通过灌装对内表面进行前处理和充分的清洗，烘干，即可进行涂料的涂装。这种方法的关键是选择合适的涂料及涂装工艺。涂料的耐高温碱性水腐蚀性能及涂层与被保护金属的附着力是涂料选择的主要技术指标。
现行的涂装工艺，是将涂料灌进散热器后，稍微晃一晃，就再倒出来，将其沥干。先进一点的，使用泵进行灌装，或者用一个涂料储罐，引出龙头和软管，对散热器进行加压灌装，质量会稍有提高。其中影响涂装质量的，除了前处理效果以及涂料的质量以外，散热器的自身结构也是重要因素之一。内腔中存在着缝隙或死角的，灌装过程中，很难保证里面的空气能被涂料顶出来。对这种灌装工艺，性能再好的涂料，也不能保证内防腐不出问题，不能保证通过涂料内防腐达到提高散热器使用寿命的目的。涂料在成膜后，固化前，其中存在的气泡，如果不能上升而离开漆膜，势必存在于内防腐漆膜中，成为涂料内防腐的隐患。在散热器行业中，一般认为：“三分涂料，七分涂装”，是强调涂装工艺对涂料保护效果的重要性。但是如何解决散热器内防腐涂装问题，始终没有人提出什么好的解决办法。轻型散热器的质量因此受到严重的威胁，早期泄漏的问题不断发生，即使是做过内防腐的散热器，泄漏事故也层出不穷。
由于上述问题长期不能解决，经过涂料内防腐的散热器，质量不能得到保证，寿命就十分有限。所暴露的问题是，散热器的泄漏率很高，内防腐质量带有很大的随机性。据调查，某楼房使用的板式散热器，经过了比较严格的涂料内防腐处理，1998年开始运行，到2003年，泄漏率高达50％以上。对此，一种说法是，为什么还有一半的散热器没有发生泄漏？说明涂料本身还是起作用的，问题在于涂装的质量不能保证。但是，内防腐散热器仅仅使用了5个采暖期，这种保护效果是不能接受的。板式散热器是将两块钢板加工成瓦片状，将其对焊。焊缝旁边存在缝隙是这种散热器自身结构决定的，从内防腐的要求来看，这是一种先天不足。缝隙很窄，灌装涂料时，由于涂料具有一定的粘度，无法灌进缝隙中，使缝内憋着空气。当散热器服役时，气体受热膨胀，逐渐将该处的涂膜鼓起来并脱落，使保护失效。这种问题在其它类型的散热器中也存在。有些企业，虽然十分重视涂装质量，但是，生产的内防腐散热器产品，经国家级检测平台的多次检验，始终不能通过。检测后，将散热器剖开检查，发生涂料保护失效的部位，往往就是这些散热器内的边边角角。
因此说，散热器内防腐涂装方式及其效果，十分重要。它关系到涂料内防腐的总体效果，关系到轻型散热器的发展前景，同时也关系到轻型散热器的使用者——千家万户居民的切身利益，具有显著的经济效益和巨大的社会效益。
如何提高散热器的内防腐效果，就成为本技术领域面临的技术难题。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种新型散热器内防腐涂装方法，在保证散热器涂装的前处理效果和使用性能优良涂料的基础上，能确保涂装的良好效果，特别是将散热器边角和缝隙中的气体充分赶出去，保证该处涂膜的良好附着和有效的保护作用。
本发明的另一目的是提供一种专门用于上述散热器内防腐涂装方法的设备。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种散热器内防腐涂装方法，其步骤如下：先将散热器内防腐涂料灌装到钢制或铝制散热器内，将进出口全部堵紧；然后将散热器放入一超声振动箱内，使超声振动箱内的水面能将散热器淹没，经过1～10分钟超声振动；再将超声振动处理后的散热器从超声振动箱内取出；倒出涂料，充分沥干，最后进行高温烘烤固化处理。
一种专门用于散热器内防腐涂装的超声振动箱，其特征在于：所述超声振动箱由箱体1、支架2和超声能量转化器3组成，所述超声能量转化器3安装在所述箱体1的底部，所述超声能量转化器3上部安装有支架2。
一种优选技术方案，其特征在于：所述支架的支撑面距所述超声能量转化器为50～500mm。
一种优选技术方案，其特征在于：所述超声能量转化器的超声频率为500Hz～50kHz。
本发明的有益效果是：图2-a和图2-b所示，分别是超声作用前后板式散热器水道的截面示意图。在超声作用前，在水道的夹缝处，气体5被憋在里面，由于表面张力的作用，缝中的气体同时达到力学和热力学平衡，因而能稳定地存在(如图2-a所示)。而一旦外加声压，超过了空化阈值时，这种缝隙式气泡板开始增大，使涂料与空气的界面由凹面(其气泡半径为R)变成了凸面(其空化气泡半径为R′)，形成空化核(如图2-b所示)。随后的过程是空化核的长大并最终离开缝隙。
如图3所示，当R′＞Rr时，气泡作复杂运动(实线)；当R′＜Rr时，气泡作生长-闭合运动(虚线)。图中pm为外加声场的最大振幅；R(t)为气泡半径随时间的变化函数。
对这个过程的进一步说明是：经过计算可得到与外加声场的频率相关的发生共振的气泡共振半径(Rr)。如果图2-b中气泡的初始半径R′大于共振半径Rr，气泡作无规则运动，不发生空化；只要液体中气泡的初始半径小于共振半径Rr，这些气泡就会随着声波负压相的到来而不断增大，当声压的正压相到来时，气泡先因惯性，继续升大到最大半径Rm，然后迅速收缩，直到闭合。这种有闭合的气泡运动，通常称之为“瞬时空化”。本发明即是基于瞬时空化原理达到驱赶缝隙中的气泡以及达到最终消灭气泡的目的。涂装质量及漆膜对刚才的保护作用因此得到充分的保证。如图3所示，是上述过程经过数值计算所得到的曲线(冯若主编，超声手册，南京大学出版社，2001.5)。由图3可知，空化过程与超声频率有密切关系。
下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
附图说明
图1为本发明专门用于散热器内防腐涂装的超声振动箱的结构示意图；
图2-a为超声作用之前板式散热器水道中气泡形态的截面示意图；
图2-b为超声作用之后板式散热器水道中气泡形态发生变化的截面示意图；
图3为空化气泡运动的曲线。
具体实施方式
对比例1
使用现有的散热器内防腐涂料，以齿轮泵和管道组成涂料灌装体系，对搭接焊式钢制散热器进行涂料灌装，前处理和涂料烘烤固化均采用成熟的现行工艺(涂装厚度40微米)。涂装后，在动态回路形成的高温高流速碱性水环境中冲击腐蚀试验来检验保护效果(温度：80～90℃；流速：2.5吨/小时；pH12；试验时间进行到涂膜鼓泡为止)。
实施例1
与对比例1相同的散热器，相同的前处理和烘烤固化工艺。不同的是在涂装过程中，使用本发明的超声振动涂装工艺。在同样的动态回路条件下进行检验。
一种散热器内防腐涂装方法，其步骤如下：先将散热器内防腐涂料灌装到钢制或铝制散热器内，将进出口全部堵紧；然后将散热器放入本发明的超声振动箱内，使超声振动箱内的水面能将散热器淹没，经过10分钟超声振动，超声能量转化器的超声频率为500Hz；再将超声振动处理后的散热器从超声振动箱内取出；倒出涂料，充分沥干，最后进行高温烘烤固化处理。
如图1所示，是专门用于本发明散热器内防腐涂装的超声振动箱的结构示意图，所述超声振动箱由箱体1、支架2和超声能量转化器3组成，所述超声能量转化器3安装在所述箱体1的底部，所述超声能量转化器3上部安装有支架2，所述支架2上放置有散热器4。
对比例2
同样的内防腐涂料、前处理和烘烤固化工艺，使用的散热器与前例有所不同，是钢制板式的散热器。涂装工艺与对比例1相同。检验方法是散热器内缝隙处的涂装效果和附着力检测结果(GB/T9286-1998，eqv ISO 2409：1992)。缝隙涂装效果是以每分米长的缝隙所含有的针孔数来评定。
实施例2
与对比例2相同的散热器散热器、内防腐涂料、前处理和烘烤固化工艺。不同的是在涂装过程中，使用本发明的超声振动涂装工艺。在同样的动态回路条件下进行检验。
一种散热器内防腐涂装方法，其步骤如下：先将散热器内防腐涂料灌装到钢制板式散热器内，将进出口全部堵紧；然后将散热器放入一超声振动箱内，使超声振动箱内的水面能将散热器淹没，经过10分钟超声振动，超声能量转化器的料，充分沥干，最后进行高温烘烤固化处理。
检验结果如下表：
防腐涂料     对比例1     实施例1     对比例2     实施例2
动态回路检验时间     672小时     1400小时     -     -
缝隙涂装效果 - -     3     0
附着力     -     -     2级     1级
由上表可知，与现有技术相比，本发明的散热器内防腐涂装方法能确保涂装的良好效果，特别是将散热器边角和缝隙中的气体充分赶出去，保证该处涂膜的良好附着和有效的保护作用。

Claims (2)

1、一种散热器内防腐涂装方法，其步骤如下：先将散热器内防腐涂料灌装到钢制或铝制散热器内，将进出口全部堵紧；然后将散热器放入一超声振动箱内，使超声振动箱内的水面能将散热器淹没，经过1～10分钟超声振动；再将超声振动处理后的散热器从超声振动箱内取出；倒出涂料，充分沥干，最后进行高温烘烤固化处理。
2、根据权利要求1所述的散热器内防腐涂装方法，其特征在于：所述超声振动箱内设有超声频率为500Hz～50kHz的超声能量转化器。
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