CN100558833C - 蒸发式冷凝器盘管表面防腐防垢导热涂层 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蒸发式冷凝器盘管表面防腐防垢导热涂层，其组成及重量比是：100份基料、120～140份水和0.3～0.5份阴离子表面活性剂，其中基料是含磷酸盐的改性水玻璃、聚磺化氯乙烯和锌的熔融液，三种物质所占质量比分别为10～15份、15～25份和2～5份。该涂层具有优异的防腐、防垢和导热性能，可取代现有镀锌层，由具有此涂层的盘管制成的蒸发式冷凝器换热效率高，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及制冷设备和涂料领域，更确切地说是蒸发式冷凝器盘管表面防腐防垢导热涂层。
背景技术
蒸发式冷凝器广泛应用于中央空调、化工、食品等工业过程中，它由换热盘管、风机、水泵、进风格栅、喷淋装置、档水板和积水槽共同连接构成，冷却水通过喷嘴喷淋在盘管外表面上，同时空气流过盘管使一部分冷却水蒸发，蒸发后的水蒸气随空气将管内制冷剂蒸汽排出的冷凝热量带走，室外空气自下而上经过盘管，并由箱体的上方排出，将冷盘管外激化的水蒸气带走，当空气的温度低于水温时还可以起到一定的冷却作用，热空气中水被档水板截住并收集在水盘中，经水泵再送至喷淋系统中循环使用。现有蒸发式冷凝器都存在不同程度的腐蚀、结垢问题，腐蚀、结垢首先导致传热性能变差，由此引起传热效率下降，其下降幅度可达30％，除直接造成能量损失外，还会导致盘管设计的传热面积裕度平均增加25％～35％，有的蒸发式冷凝器还不得不采用加装复杂、昂贵的在线机械除垢装置，以解决换热管束表面的结垢问题，从而使设备造价上升，低效的传热设备、周期性的停车清洗，还会降低设备的生产能力，增加设备清洗费用和运行成本；其次，设备腐蚀结垢加大了水处理的难度，导致水处理成本及运行费用的增加；最后，设备的腐蚀、结垢严重影响蒸发式冷凝器的使用寿命，有的甚至造成管道过热爆炸事故，危及生产安全等。
发明内容
本发明的目的在于针对现有蒸发式冷凝器盘管的不足，提供一种蒸发式冷凝器盘管表面防腐防垢导热涂层，对管表面涂覆本发明的涂层，由具有此涂层的盘管制作的蒸发式冷凝器，换热效率高，使用寿命长。
本发明的一种蒸发式冷凝器盘管表面防腐防垢导热涂层，其特征在于组成及其重量比如下：
基料 100
水 120～140
阴离子表面活性剂 0.3～0.5
其中，基料是含磷酸盐的改性水玻璃、氯磺化聚乙烯、锌的熔融液，其质量比分别为10～15∶15～25∶2～5。
所述涂层厚度为2～80nm时传热效果较佳，厚度为45nm时传热效果最佳。
本发明的涂层中加入了表面活性剂，以降低涂层的表面张力，使涂层容易在管表面涂覆均匀，提高盘管表面质量。本发明中的表面活性剂是阴离子型表面活性剂，例如烷基磺酸盐或硫酸酯盐等。
含磷酸盐的改性水玻璃、氯磺化聚乙烯、锌的熔融液质量最佳比分别为10∶15∶3。
本发明的蒸发式冷凝器防腐防垢导热涂层可以用于各种金属材质和管形的盘管，如铜光管、碳钢光管、碳钢扭曲管等。
本发明所述涂层的涂覆方法可以是现有通用的方法，如浸渍法、喷涂法、刷涂法、磁控溅射法等；盘管的管材可为铜、钢、钛等，管形可为普通光管或各类异形强化管。
本实用新型的优点是：
①该涂层添加的锌的熔融液导热性能好，提高了蒸发式冷凝器的换热效率10％～30％左右；
②该涂层中的含磷酸盐的改性水玻璃有效抑制了盘管被腐蚀，延长了蒸发式冷凝器的使用寿命；
③该涂层添加了氯磺化聚乙烯，具有致密的分子结构，耐磨性能强，摩擦系数小，表面能低，从而有效抑制了盘管表面结垢，提高了传热效率，延长了使用寿命；
④该涂层无毒、无味、无刺激性挥发物、无三废；
⑤蒸发式冷凝器盘管涂装该种纳米涂层，真正起到了节能和环保的作用；
⑥本发明的蒸发式冷凝器盘管表面防腐防垢导热涂层以含磷酸盐的改性水玻璃、氯磺化聚乙烯和锌的熔融液为基料，保持了含磷酸盐的改性水玻璃的抗腐蚀和抗氧化、氯磺化聚乙烯的防结垢特性，又保持了锌的熔融液的好的导热特性。
附图说明
下面对附图作进一步详细的描述：
图1为蒸发式冷凝器盘管的一种结构示意图
图2为图1的A-A剖视图。
具体实施方式
发明人认为实现本实用新型一般方式可为如下过程：如图2所示，是蒸发式冷凝器盘管的基体1-1表面涂覆的蒸发式冷凝器盘管表面防腐防垢导热涂层1-2的一种结构示意图，涂层制备方法如下：
①涂覆涂层之前对盘管进行预处理，除油，除去盘管基体表面的油污，增加涂层与基体之间的结合力；除锈，除去基体表面的浮锈；磷化，防止腐蚀并增加涂层附着力；钝化，封闭磷化层孔隙，防止涂层高温固化或出现锈点，影响涂层的附着力。
②涂装防腐防垢导热涂层，涂装方式可采用浸渍法、喷涂法、刷涂法和磁控溅射法等。选用磁控溅射法可获得更加稳定均匀的纳米防腐防垢导热涂层，但由于换热盘管形状复杂，所以优选浸渍法。涂装后，在200℃的温度下烘干1小时，即可获得表面涂覆防腐防垢导热的盘管。
下面通过实施例进一步详述本发明：
实施例1
采用碳钢圆形盘管结构如图1所示，涂覆得到图2所示的涂层结构，其中涂层配方如下：
含磷酸盐的改性水玻璃10kg
氯磺化聚乙烯15kg
锌的熔融液2kg
水33kg
烷基磺酸盐0.08kg
配制方法是：首先将含磷酸盐的改性水玻璃、氯磺化聚乙烯和烷基磺酸盐混匀后加入到水中，充分搅拌后，再加入锌的熔融液并充分搅拌均匀即可使用。
按上述方法配制的蒸发式冷凝器防腐防垢导热涂料，采用浸渍的方法涂覆到盘管表面，在200℃烘干1小时，膜层厚度分别为2nm、45nm、80nm，测得传热效率提高10％、30％、13％，在5％氯化钠醋酸酸性(HAC调PH＝3)溶液中浸泡5小时，膜厚为2nm的涂层出现极少量气泡，膜厚为45nm的涂层无气泡出现，并保持完好表面，膜厚为80nm的涂层也无气泡出现。
实施例2
采用碳钢圆形盘管结构如图1所示，涂覆得到图2所示的涂层结构，其中涂层配方如下：
含磷酸盐的改性水玻璃15kg
氯磺化聚乙烯25kg
锌的熔融液5kg
水63kg
烷基磺酸盐0.315kg
配制方法是：首先将含磷酸盐的改性水玻璃、氯磺化聚乙烯和烷基磺酸盐混匀后加入到水中，充分搅拌后，再加入锌的熔融液充分搅拌均匀即可使用。
按上述方法配制的蒸发式冷凝器防腐防垢导热涂料，采用浸渍的方法涂覆到盘管表面，在200℃烘干1小时，膜层厚度分别为2nm、45nm、80nm，测得传热效率提高10％、31％、14％，在5％氯化钠醋酸酸性(HAC调PH＝3)溶液中浸泡5小时，膜厚为2nm的涂层出现极少量气泡，膜厚为45nm的涂层无气泡出现，并保持完好表面，膜厚为80nm的涂层也无气泡出现。
实施例3
采用碳钢圆形盘管结构如图1所示，涂覆得到图2所示的涂层结构，其中涂层配方如下：
含磷酸盐的改性水玻璃25kg
氯磺化聚乙烯30kg
锌的熔融液6kg
水74kg
烷基磺酸盐0.37kg
配制方法是：首先将含磷酸盐的改性水玻璃、氯磺化聚乙烯和烷基磺酸盐混匀后加入到水中，充分搅拌后，再加入锌的熔融液充分搅拌均匀即可使用。
按上述方法配制的蒸发式冷凝器防腐防垢导热涂料，采用浸渍的方法涂覆到盘管表面，在200℃烘干1小时，膜层厚度分别为2nm、45nm、80nm，测得传热效率提高12％、28％、15％，在5％氯化钠醋酸酸性(HAC调PH＝3)溶液中浸泡5小时，膜厚为2nm的涂层出现极少量气泡，膜厚为45nm的涂层无气泡出现，并保持完好表面，膜厚为80nm的涂层也无气泡出现。
实施例4
采用碳钢圆形盘管结构如图1所示，涂覆得到图2所示的涂层结构，其中涂层配方如下：
含磷酸盐的改性水玻璃12kg
氯磺化聚乙烯20kg
锌的熔融液4kg
水46.8kg
烷基磺酸盐0.187kg
配制方法是：首先将含磷酸盐的改性水玻璃、氯磺化聚乙烯和烷基磺酸盐混匀后加入到水中，充分搅拌后，再加入锌的熔融液充分搅拌均匀即可使用。
按上述方法配制的蒸发式冷凝器防腐防垢导热涂料，采用浸渍的方法涂覆到盘管表面，在200℃烘干1小时，膜层厚度分别为2nm、45nm、80nm，测得传热效率提高13％、27％、12％，在5％氯化钠醋酸酸性(HAC调PH＝3)溶液中浸泡5小时，膜厚为2nm的涂层出现极少量气泡，膜厚为45nm的涂层无气泡出现，并保持完好表面，膜厚为80nm的涂层也无气泡出现。
Claims (5)
1、一种蒸发式冷凝器盘管表面防腐防垢导热涂层，其特征在于组成及其重量份如下：
基料 100
水 120～140
阴离子表面活性剂 0.3～0.5
其中，基料是含磷酸盐的改性水玻璃、氯磺化聚乙烯和锌的熔融液，其质量比分别为10～15∶15～25∶2～5。
2、根据权利要求1所述的蒸发式冷凝器盘管表面防腐防垢导热涂层，其特征在于所述涂层厚度为2～80nm。
3、根据权利要求1或2所述的蒸发式冷凝器盘管表面防腐防垢导热涂层，其特征在于所述阴离子表面活性剂是烷基磺酸盐或硫酸酯盐。
4、根据权利要求3所述的蒸发式冷凝器盘管表面防腐防垢导热涂层，其特征在于含磷酸盐的改性水玻璃、氯磺化聚乙烯、锌的熔融液质量比分别为10∶15∶3。
5、根据权利要求3所述的蒸发式冷凝器盘管表面防腐防垢导热涂层，其特征在于所述涂层厚度为45nm。
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