CN110345674A - 一种散热翅片及其制备方法 - Google Patents

一种散热翅片及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种散热翅片及其制备方法。所述散热翅片包括翅片基板和设置在所述翅片基板上的超疏水‑超亲水梯度层，所述超疏水‑超亲水梯度层包括：设置在所述翅片基板上的底层涂层，设置在所述底层涂层上的超亲水层，和设置在所述底层涂层上的超疏水层；所述超亲水层设置在所述底层涂层表面的下部区域，所占比例为底层涂层总表面积的2/5～1/10；所述超疏水层设置在所述底层涂层表面的上部区域，所占比例为底层涂层总表面积的3/5～9/10；且所述超亲水层和所述超疏水层不重叠。

Description

一种散热翅片及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种散热翅片及其制备方法。
背景技术
基于国家煤改电工程的推动，空气源热泵因其较好的节能性和环保性而被广泛地作为替代的采暖制冷设备。然而，在使用热泵的过程中，当室外环境温度低于0℃时，积聚在换热器散热片表面的凝露水会凝结成霜，堵塞散热翅片的通道，增加空气流动的阻力。另外，霜层的形成增加了换热器的热阻，使得换热能力下降。为此，常用的解决办法是将一部分高温制冷剂从旁通管流经室外散热器从而达到除霜的目的。
此外，为了改善散热翅片化霜的效果，可以在表面涂覆超亲水层，然而超亲水层无法有效抑制翅片的结霜及结霜量。而在翅片表面涂覆超疏水层的情况下，由于表面的疏水性，散热翅片化霜过程中，水滴在滑落到翅片底部时容易形成水桥，不利于除霜。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种散热翅片及其制备方法。
根据本发明的一方面，提供了一种散热翅片，包括翅片基板和设置在所述翅片基板上的超疏水-超亲水梯度层，所述超疏水-超亲水梯度层包括：设置在所述翅片基板上的底层涂层，设置在所述底层涂层上的超亲水层，和设置在所述底层涂层上的超疏水层；所述超亲水层设置在所述底层涂层表面的下部区域，所占比例为底层涂层总表面积的2/5～1/10；所述超疏水层设置在所述底层涂层表面的上部区域，所占比例为底层涂层总表面积的3/5～9/10；且所述超亲水层和所述超疏水层不重叠。
根据本发明的一个实施方式，超疏水-超亲水梯度层可以设置在所述翅片基板的一个表面上或者两个表面上。根据本发明的一个实施方式，超疏水-超亲水梯度层设置在所述翅片基板的两个表面上。
根据本发明的一个实施方式，底层涂层的厚度为5-10微米，超疏水层的厚度为10-20微米，超亲水层的厚度为10-20微米。
根据本发明的一个实施方式，所述底层涂层是由水性聚氨酯形成的。
根据本发明的一个实施方式，所述水性聚氨酯是由聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等低聚物中的一种或一种以上经聚合反应得到的。
本发明中，将水性聚氨酯作为底层涂料，涂覆于翅片基板表面，既可以作为底层涂层，增强超疏水层/超亲水层对底层涂层的附着力，改善了散热翅片在加工过程中的涂层脱落问题，又可以作为超亲水层到超疏水层的过渡涂层区域，保证了疏水-亲水的效果。
根据本发明的一个实施方式，所述超疏水层是由超疏水组合物形成的，所述超疏水组合物包括聚二甲基硅氧烷、纳米填料、第一助剂以及聚二甲基硅氧烷改性水性聚氨酯。所述第一助剂包括分散剂十二烷基磺酸钠、氨水、改性剂硬脂酸和偶联剂氨丙基三氧基硅烷。
根据本发明的一个实施方式，分散剂十二烷基磺酸钠、氨水、改性剂硬脂酸和偶联剂氨丙基三氧基硅烷的质量比为1:4:2:5。
本发明中，聚二甲基硅氧烷改性水性聚氨酯与底层涂层具有很好的相容性，可以使得超疏水层与底层涂层更好地结合。根据本发明的一个实施方式，基于超疏水组合物的总重量，聚二甲基硅氧烷改性水性聚氨酯的重量百分数为5-20％。
根据本发明的一个实施方式，所述纳米填料选自纳米TiO2、纳米SiO2及碳纳米短纤维中的一种或一种以上。
根据本发明的一个实施方式，所述超亲水层是由超亲水组合物形成的，所述超亲水组合物是由SiO2溶胶、引发剂、第二助剂、丙烯酸以及丙烯酸类共聚物经聚合得到的。所述第二助剂包括溶剂、酸等。溶剂例如可以是无水乙醇，酸例如可以是盐酸。
根据本发明的一个实施方式，丙烯酸与丙烯酸类共聚物的重量比为2:1～1:1，例如可以是2:1、3:2、1:1等。
引发剂例如可以是AIBN、AMBN-GR、ACCN等。
根据本发明的一个实施方式，引发剂与第二助剂的重量比为1：(3～10)。
根据本发明的一个实施方式，SiO2溶胶是混合改性SiO2溶胶。
所述丙烯酸类共聚物选自丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯共聚物中的一种或两种。
根据本发明的另一方面，提供了如上所述的散热翅片的制备方法，包括以下步骤：
S101：在翅片基板的表面上形成底层涂层；
S102：在形成有所述底层涂层的散热翅片上形成超亲水层；
S103：在形成有所述底层涂层的散热翅片上形成超疏水层；
S104：固化，得到所述超疏水-超亲水梯度层。
根据本发明的一个实施方式，在步骤S101之前，还包括对所述翅片基板进行预处理的步骤。
根据本发明的一个实施方式，步骤S102和步骤S103之间没有先后顺序，即：可以先形成超疏水层再形成超亲水层，也可以先形成超亲水层再形成超疏水层。根据本发明的一个优选实施方式，先进行步骤S102，再进行步骤S103。
根据本发明的一个实施方式，超疏水-超亲水梯度层可以设置在所述翅片基板的一个表面上或者两个表面上。根据本发明的一个实施方式，超疏水-超亲水梯度层设置在所述翅片基板的两个表面上。
本发明具有以下有益效果：
本发明中，采用物理和化学方法对翅片基板进行预处理，翅片基板的表面形成了不同级别的微观结构，有利于附着超疏水层和超亲水层，增加涂层的附着力，延长使用寿命。此外，预处理构造的微观结构配合超疏水组合物中的纳米填料，形成了典型的微纳结构，有利于发挥超疏水抑制凝露和结霜的作用。
本发明在散热翅片的表面同时形成了超疏水层和超亲水层，并由此形成超疏水-超亲水梯度涂层的独特结构，该结构有效地延缓或抑制了翅片表面霜层的形成，减少了结霜量和结霜厚度，所形成的霜层较为疏松，同时也有效地提升了化霜的效率，降低了化霜所需的能耗。
本发明中由于超疏水-超亲水梯度涂层的存在，在化霜过程中，翅片上半部分的霜层在加热过程中，逐渐形成液滴，由于疏水表面的特性，液滴迅速滑落；当滑落到过渡层及超亲水层时，液滴逐渐铺展，避免了翅片狭小的缝隙间水桥的形成，有利于液滴的及时排出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为散热翅片的示意图；其中，a-超疏水层，b-超亲水层，c-底层涂层，d-翅片基板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供了一种散热翅片及其制备方法。
根据本发明的一方面，提供了一种散热翅片，包括翅片基板和设置在所述翅片基板上的超疏水-超亲水梯度层，所述超疏水-超亲水梯度层包括：设置在所述翅片基板上的底层涂层，设置在所述底层涂层上的超亲水层，和设置在所述底层涂层上的超疏水层；所述超亲水层设置在所述底层涂层表面的下部区域，所占比例为底层涂层总表面积的2/5～1/10；所述超疏水层设置在所述底层涂层表面的上部区域，所占比例为底层涂层总表面积的3/5～9/10；且所述超亲水层和所述超疏水层不重叠。
根据本发明的一个实施方式，所述超亲水层设置在所述底层涂层表面的下部区域，所占比例为底层涂层总表面积的例如2/5、3/10、1/4、1/5、1/10等。
所述超疏水层设置在所述底层涂层表面的上部区域，所占比例为底层涂层总表面积的例如3/5、7/10、3/4、4/5、9/10等。
需要说明的是，本申请中的“底层涂层表面的下部区域”、“底层涂层表面的上部区域”针对的是散热翅片使用状态下的情形。在实际应用中，散热翅片处于竖直状态，此时，超亲水层在底层涂层表面的上部区域、而超疏水层在底层涂层表面的下部区域。
在散热翅片的表面，超亲水层和超疏水层可以是邻接的，即相互紧接着；也可以不是邻接的，此时，在超亲水层区域和超疏水层区域之间的底层涂层表面不设置任何层，这个不设置任何层的区域可以占底层涂层总表面积的大于0至不超过3/10。
“所述超亲水层设置在所述底层涂层表面的下部区域，所占比例为底层涂层总表面积的2/5～1/10”应作广义的理解，即超亲水层可以是从底层涂层表面的下边缘作为起始、往上计算的底层涂层总表面积2/5～1/10，也可以不是从下边缘作为起始，而是从下边缘往上例如1/100等的位置作为起始。对于“所述超疏水层设置在所述底层涂层表面的上部区域，所占比例为底层涂层总表面积的3/5～9/10”，也应作相同理解。
根据本发明的一个实施方式，翅片基板是由铝或者铝合金构成的铝基材形成的。
根据本发明的一个实施方式，超疏水-超亲水梯度层可以设置在所述翅片基板的一个表面上或者两个表面上。根据本发明的一个实施方式，超疏水-超亲水梯度层设置在所述翅片基板的两个表面上。
根据本发明的一个实施方式，散热基板的两个表面(第一表面和第二表面)，超疏水层和超亲水层的设置满足以上条件即可，不需要两个表面设置的超疏水层区域的面积对应相同，也不需要两个表面设置的超亲水层区域的面积对应相同。
根据本发明的一个实施方式，底层涂层的厚度为5-10微米，超疏水层的厚度为10-20微米，超亲水层的厚度为10-20微米。
根据本发明的一个实施方式，底层涂层的厚度可以为5微米、6微米、6.5微米、7微米、7.5微米、8微米、8.5微米、9微米、10微米等。
根据本发明的一个实施方式，超疏水层的厚度可以为5微米、6微米、6.5微米、7微米、7.5微米、8微米、8.5微米、9微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米、15微米、16微米、17微米、18微米、19微米、20微米等。
根据本发明的一个实施方式，超亲水层的厚度可以为5微米、6微米、6.5微米、7微米、7.5微米、8微米、8.5微米、9微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米、15微米、16微米、17微米、18微米、19微米、20微米等。
超疏水层和超亲水层的厚度只要在10-20微米这个范围内即可，不要求这两者的厚度相同。
根据本发明的一个实施方式，所述底层涂层是由水性聚氨酯形成的。
根据本发明的一个实施方式，所述水性聚氨酯是由聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等低聚物中的一种或一种以上经聚合反应得到的。
根据本发明的一个实施方式，所述超疏水层是由超疏水组合物形成的，所述超疏水组合物包括聚二甲基硅氧烷、纳米填料、第一助剂以及聚二甲基硅氧烷改性水性聚氨酯。所述第一助剂包括分散剂十二烷基磺酸钠、氨水、改性剂硬脂酸和偶联剂氨丙基三氧基硅烷。
根据本发明的一个实施方式，分散剂十二烷基磺酸钠、氨水、改性剂硬脂酸和偶联剂氨丙基三氧基硅烷的质量比为1:4:2:5。
本发明中，聚二甲基硅氧烷改性水性聚氨酯可以使得超疏水层与底层涂层更好地结合。根据本发明的一个实施方式，基于超疏水组合物的总重量，聚二甲基硅氧烷改性水性聚氨酯的重量百分数为5-20％。
根据本发明的一个实施方式，所述纳米填料选自纳米TiO2、纳米SiO2及碳纳米短纤维中的一种或一种以上。
根据本发明的一个实施方式，所述超亲水层是由超亲水组合物形成的，所述超亲水组合物是由SiO2溶胶、引发剂、第二助剂、丙烯酸以及丙烯酸类共聚物经聚合得到的。所述第二助剂包括溶剂、酸等。溶剂例如可以是无水乙醇，酸例如可以是盐酸。
根据本发明的一个实施方式，丙烯酸与丙烯酸类共聚物的重量比为2:1～1:1，例如可以是2:1、3:2、1:1等。
引发剂例如可以是AIBN、AMBN-GR、ACCN等。
根据本发明的一个实施方式，引发剂与第二助剂的重量比为1：(3～10)。
根据本发明的一个实施方式，SiO2溶胶是混合改性SiO2溶胶。
所述丙烯酸类共聚物选自丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯共聚物中的一种或两种。
根据本发明的另一方面，提供了如上所述的散热翅片的制备方法，包括以下步骤：
S101：在翅片基板的表面上形成底层涂层；
S102：在形成有底层涂层的散热翅片上形成超亲水层；
S103：在形成有底层涂层的散热翅片上形成超疏水层；
S104：固化，得到所述超疏水-超亲水梯度层。
根据本发明的一个实施方式，步骤S102和步骤S103之间没有先后顺序，即：可以先形成超疏水层再形成超亲水层，也可以先形成超亲水层再形成超疏水层。根据本发明的一个优选实施方式，先进行步骤S102，再进行步骤S103。
根据本发明的一个实施方式，超疏水-超亲水梯度层可以设置在所述翅片基板的一个表面上或者两个表面上。根据本发明的一个实施方式，超疏水-超亲水梯度层设置在所述翅片基板的两个表面上。
本发明的超疏水-超亲水梯度层的制备可以通过涂覆、例如通过喷涂工艺实现。
根据本发明的一个实施方式，在步骤S101之前，还包括对所述翅片基板进行预处理的步骤。
预处理的方法可以包括以下步骤：1)对翅片基板进行喷砂处理，形成物理粗糙表面；2)将翅片基板依次浸入到异丙醇(或者丙酮)、去离子水中，进行超声处理，去除表面的油污和污渍；3)将清洁后的翅片基板置于3-6mol/L盐酸溶液中进行化学刻蚀；4)刻蚀完成后，将翅片基板用去离子水清洗干净，放入烘箱中烘干。
经过物理和化学双重处理后，翅片基板的表面形成了微观的粗糙度，有利于附着超疏水层和超亲水层，增加涂层的附着力，延长使用寿命。
步骤S101可以是：在翅片基板的表面上涂覆水性聚氨酯，自然晾干，形成底层涂层。
步骤S102可以是：在底层涂层表面的下部区域、所占比例为底层涂层总表面积的2/5～1/10的区域内涂覆超亲水组合物，形成超亲水层；
步骤S103可以是：在底层涂层表面的上部区域、所占比例为底层涂层总表面积的3/5～9/10的区域内覆超疏水组合物，形成超疏水层；
步骤S104可以是：在80-120℃条件下(例如在烘箱中)烘干固化成膜，得到所述超疏水-超亲水梯度层。
以下结合实施例对本发明的实施方式进行进一步的说明。
实施例1
(1)表面预处理：将用作散热翅片的铝片进行喷砂处理，采用120号金刚砂，形成平整但具有一定物理粗糙性的表面；在喷砂处理后，将散热铝片依次浸入到异丙醇、去离子水中进行超声处理，去除表面的油污和污渍；将清洁的铝片放入到3-4.5mol/L的盐酸溶液中静置20-30分钟，进行化学刻蚀。取出后用去离子水清洗并且放入烘箱中进行烘干。经过物理和化学双重处理，获得宏观和微观两级结构，有利于涂层的附着。
(2)首先将聚酯多元醇和聚丁二烯二醇两种低聚物反应获得的水性聚氨酯材料涂覆在预处理过的散热翅片用铝片表面，涂覆厚度约为5微米，涂覆后进行自然晾干，形成底层涂层。
(3)形成超疏水-超亲水梯度层：
1)将2重量份混合改性SiO2溶胶、4.2重量份丙烯酸、2.8重量份丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、1重量份AIBN和助剂(盐酸和无水乙醇)组成的超亲水组合物涂覆在铝片一端的底层涂层上，涂覆厚度约为10微米；喷涂位置为底层涂层表面的下部区域、所占比例为底层涂层总表面积的1/5；喷涂时，将铝片基板的其他部分(即不形成超亲水涂层的另外的表面)用挡板遮蔽；
2)将7重量份聚二甲基硅氧烷、1重量份纳米TiO2、1重量份聚二甲基硅氧烷改性水性聚氨酯、1重量份助剂(十二烷基磺酸钠、氨水、硬脂酸和氨丙基三氧基硅烷，这四者的质量比为1:4:2:5)组成的超疏水层材料涂覆在铝片另一端的底层涂层上，涂覆厚度约为15微米；喷涂位置为底层涂层表面的上部区域，所占比例为底层涂层总表面积的3/5；喷涂时，将铝片基板的其他部分(即不形成超疏水涂层的另外的表面)用挡板遮蔽；
3)喷涂完成后，将喷涂好的铝片放入110℃的烘箱中进行烘干固化成膜。
实施例1中，在翅片基板的两个表面上均形成了底层涂层和超疏水-超亲水梯度层。
图1为实施例1制备的散热翅片的示意图；其中，在翅片基板d的表面上形成有底层涂层c，厚度为5微米，底层涂层c表面的下部区域、所占比例为底层涂层总表面积的1/5的区域经喷涂形成了超亲水层b，底层涂层c表面的上部区域、所占比例为底层涂层总表面积的3/5的区域经喷涂形成了超疏水层a，在超亲水层区域和超疏水层区域之间的底层涂层c表面的这个区域未经喷涂。
实施例2
(1)表面预处理：将用作散热翅片的铝片进行喷砂处理，采用120号金刚砂，形成平整但具有一定物理粗糙性的表面；在喷砂处理后，将散热铝片依次浸入到丙酮、去离子水中进行超声处理，去除表面的油污和污渍；将清洁的铝片放入到3-4.5mol/L的盐酸溶液中静置20-30分钟，进行化学刻蚀。取出后用去离子水清洗并且放入烘箱中进行烘干。经过物理和化学双重处理，获得宏观和微观两级结构，有利于涂层的附着。
(2)将聚醚多元醇和聚丁二烯二醇两种低聚物反应获得的水性聚氨酯材料涂覆在预处理过的散热翅片用铝片表面，涂覆厚度约为10微米，涂覆后进行自然晾干，形成底层涂层。
(3)形成超疏水-超亲水梯度层
1)将1重量份混合改性SiO2溶胶、4.8重量份丙烯酸、3.2重量份丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、1重量份AIBN和助剂(盐酸和无水乙醇)组成的超亲水组合物涂覆在铝片一端的底层涂层上，涂覆厚度约为10微米；喷涂位置为底层涂层表面的下部区域、所占比例为底层涂层总表面积的1/10；喷涂时，将铝片基板的其他部分(即不形成超亲水涂层的另外的表面)用挡板遮蔽；
2)将6重量份聚二甲基硅氧烷、2重量份纳米SiO2、1重量份聚二甲基硅氧烷改性水性聚氨酯、1重量份助剂(十二烷基磺酸钠、氨水、硬脂酸和氨丙基三氧基硅烷，这四者的质量比为1:4:2:5)组成的超疏水层材料涂覆在铝片另一端的底层涂层上，涂覆厚度约为10微米；喷涂位置为底层涂层表面的上部区域，所占比例为底层涂层总表面积的4/5；喷涂时，将铝片基板的其他部分(即不形成超疏水涂层的另外的表面)用挡板遮蔽；
3)喷涂完成后，将喷涂好的铝片放入到110℃的烘箱中进行烘干固化成膜。
实施例2中，在翅片基板的两个表面上均形成了底层涂层和超疏水-超亲水梯度层。
实施例3
与实施例1的制备方法相同，区别仅在于在翅片基板的一个表面上形成底层涂层和超疏水-超亲水梯度层。
实施例4
与实施例2的制备方法相同，区别仅在于在翅片基板的一个表面上形成底层涂层和超疏水-超亲水梯度层。
比较实施例1
步骤(1)和步骤(2)与实施例1完全相同。
(3)形成超亲水层：
1)将2重量份混合改性SiO2溶胶、4.2重量份丙烯酸、2.8重量份丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、1重量份AIBN和助剂(盐酸和无水乙醇)组成的超亲水组合物涂覆在铝片一端的底层涂层上，涂覆厚度约为10微米；喷涂位置为全部的底层涂层表面；
2)喷涂完成后，将喷涂好的铝片放入110℃的烘箱中进行烘干固化成膜。
比较实施例1中，在翅片基板的两个表面上均形成了底层涂层和超亲水层。
比较实施例2
步骤(1)和步骤(2)与实施例1完全相同。
(3)形成超疏水层
1)将7重量份聚二甲基硅氧烷、1重量份纳米TiO2、1重量份聚二甲基硅氧烷改性水性聚氨酯、1重量份助剂(十二烷基磺酸钠、氨水、硬脂酸和氨丙基三氧基硅烷，这四者的质量比为1:4:2:5)组成的超疏水层材料涂覆在铝片另一端的底层涂层上，涂覆厚度约为15微米；喷涂位置为全部的底层涂层表面；
2)喷涂完成后，将喷涂好的铝片放入110℃的烘箱中进行烘干固化成膜。
比较实施例3中，在翅片基板的两个表面上均形成了底层涂层和超疏水层。
实施例和比较实施例中涂覆的涂层固化成膜后，将散热翅片套在换热器中，放入环境模拟仓，进行结霜和化霜循环测试。
实验结果如表1所示。可以看出，相比于比较实施例1的全部涂覆超亲水层的散热片，实施例可以延迟结霜达40s，霜层厚度降低0.3mm；同时在化霜过程中，相比于比较实施例2的全部涂覆超疏水涂层的散热片，可以减少化霜时间30s。
表1
结霜时间 霜层厚度 化霜时间
实施例1 305s 0.9mm 156s
实施例2 310s 0.8mm 150s
实施例3 291s 1.0mm 162s
实施例4 295s 1.0mm 164s
比较实施例1 265s 1.2mm 152s
比较实施例2 307s 0.9mm 186s
以上所述，以上实施例仅用以对本申请的技术方案进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法，不应理解为对本发明实施例的限制。本技术领域的技术人员可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种散热翅片，其特征在于，包括翅片基板和设置在所述翅片基板上的超疏水-超亲水梯度层，所述超疏水-超亲水梯度层包括：设置在所述翅片基板上的底层涂层，设置在所述底层涂层上的超亲水层，和设置在所述底层涂层上的超疏水层；所述超亲水层设置在所述底层涂层表面的下部区域，所占比例为底层涂层总表面积的2/5～1/10；所述超疏水层设置在所述底层涂层表面的上部区域，所占比例为底层涂层总表面积的3/5～9/10；且所述超亲水层和所述超疏水层不重叠。
2.根据权利要求1所述的散热翅片，其特征在于，所述超疏水-超亲水梯度层设置在所述翅片基板的两个表面上。
3.根据权利要求1所述的散热翅片，其特征在于，所述底层涂层的厚度为5-10微米，所述超疏水层的厚度为10-20微米，所述超亲水层的厚度为10-20微米。
4.根据权利要求1所述的散热翅片，其特征在于，所述底层涂层是由水性聚氨酯形成的。
5.根据权利要求1所述的散热翅片，其特征在于，所述超疏水层是由超疏水组合物形成的，所述超疏水组合物包括聚二甲基硅氧烷、纳米填料、第一助剂以及聚二甲基硅氧烷改性水性聚氨酯。
6.根据权利要求5所述的散热翅片，其特征在于，基于所述超疏水组合物的总重量，所述聚二甲基硅氧烷改性水性聚氨酯的重量百分数为5-20％。
7.根据权利要求5所述的散热翅片，其特征在于，所述纳米填料选自纳米TiO2、纳米SiO2及碳纳米短纤维中的一种或一种以上。
8.根据权利要求1所述的散热翅片，其特征在于，所述超亲水层是由超亲水组合物形成的，所述超亲水组合物是由SiO2溶胶、引发剂、第二助剂、丙烯酸以及丙烯酸类共聚物经聚合得到的。
9.权利要求1～8任一项所述的散热翅片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101：在翅片基板的表面上形成底层涂层；
S102：在形成有所述底层涂层的散热翅片上形成超亲水层；
S103：在形成有所述底层涂层的散热翅片上形成超疏水层；
S104：固化，得到所述超疏水-超亲水梯度层。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在步骤S101之前，还包括对所述翅片基板进行预处理的步骤。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112413820A (zh) * 2020-11-23 2021-02-26 珠海格力电器股份有限公司 空调除霜方法、装置、空调设备及计算机可读存储介质
WO2023024743A1 (zh) * 2021-08-27 2023-03-02 杭州三花研究院有限公司 换热器及其处理方法
CN116713165A (zh) * 2023-05-15 2023-09-08 重庆大学 应用于表面的超疏水方法及采用该方法的壳体及装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201575646U (zh) * 2009-10-20 2010-09-08 珠海格力电器股份有限公司 换热器
JP2014206325A (ja) * 2013-04-12 2014-10-30 三菱電機株式会社 空気調和機
CN104169674A (zh) * 2012-03-29 2014-11-26 株式会社神户制钢所 热交换器用铝翅片材
CN105485971A (zh) * 2016-01-12 2016-04-13 广东美的制冷设备有限公司 管翅式换热器及空调器
CN205383760U (zh) * 2016-01-12 2016-07-13 广东美的制冷设备有限公司 换热器、空调室外机、空调室内机及空调系统
CN205655731U (zh) * 2016-03-31 2016-10-19 山东科技大学 一种新型自洁净空冷器翅片
CN206410594U (zh) * 2017-01-11 2017-08-15 海信科龙电器股份有限公司 一种翅片换热器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201575646U (zh) * 2009-10-20 2010-09-08 珠海格力电器股份有限公司 换热器
CN104169674A (zh) * 2012-03-29 2014-11-26 株式会社神户制钢所 热交换器用铝翅片材
JP2014206325A (ja) * 2013-04-12 2014-10-30 三菱電機株式会社 空気調和機
CN105485971A (zh) * 2016-01-12 2016-04-13 广东美的制冷设备有限公司 管翅式换热器及空调器
CN205383760U (zh) * 2016-01-12 2016-07-13 广东美的制冷设备有限公司 换热器、空调室外机、空调室内机及空调系统
CN205655731U (zh) * 2016-03-31 2016-10-19 山东科技大学 一种新型自洁净空冷器翅片
CN206410594U (zh) * 2017-01-11 2017-08-15 海信科龙电器股份有限公司 一种翅片换热器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112413820A (zh) * 2020-11-23 2021-02-26 珠海格力电器股份有限公司 空调除霜方法、装置、空调设备及计算机可读存储介质
WO2023024743A1 (zh) * 2021-08-27 2023-03-02 杭州三花研究院有限公司 换热器及其处理方法
CN116713165A (zh) * 2023-05-15 2023-09-08 重庆大学 应用于表面的超疏水方法及采用该方法的壳体及装置
CN116713165B (zh) * 2023-05-15 2024-04-16 重庆大学 应用于表面的超疏水方法及采用该方法的壳体及装置

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