[0001] 本发明涉及货车空调系统的冷凝器技术领域，特别是一种空调系统冷凝器及其表面涂层和涂层制备方法。

[0002] 大型货车空调冷凝器普遍使用铝扁管作为换热材料，货车服役环境恶劣，比如煤矿区域，环境中腐蚀介质硫化物、灰尘等严重影响冷凝器耐腐蚀性能，短则一个半月，环境腐蚀就能导致冷凝器换热扁管腐蚀穿孔，整机失效。

[0039] 为了能够清楚、完整地理解技术方案，现结合实施例和附图对本发明进一步说明，显然，所记载的实施例仅仅是本发明部分实施例，所属领域的技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0040] 实施案例一：

[0041] 如图1所示，一种空调系统冷凝器的表面涂层，所述表面涂层为在冷凝器表面喷涂和/或浸涂形成的纳米级膜物质，所述膜物质的物质组分包括：

[0042] 乙酸正丁脂58wt％；溶剂石脑油15wt％；丙二醇甲醚醋酸酯2wt％；甲基丙烯酸异丁酯1wt％；2‑甲基丙醇乙酸1wt％；聚硅氧烷15wt％；硅氮烷8wt％。

[0043] 所述表面涂层通过以下涂覆步骤在冷凝器表面形成膜物质：

[0044] 准备加工完成的空调系统冷凝器，以清洗剂水溶液进行粗洗除油及精洗除油，其中包括以5％浓度清洗剂水溶液在50℃下对冷凝器进行粗洗除油2min，以2％浓度清洗剂水溶液在50℃下对冷凝器进行精洗除油2min；

[0045] 将除油处理后冷凝器以自来水在15‑25℃的常温下对冷凝器进行漂洗3min，漂洗两次到三次直至冷凝器上的清洁剂及残留物清洗干净，随后对冷凝器表面自然风干保证冷凝器表面无水分和水渍；

[0046] 将膜物质的物质组分制备成涂料，所述膜物质的物质组分的包括乙酸正丁脂58wt％；溶剂石脑油15wt％；丙二醇甲醚醋酸酯2wt％；甲基丙烯酸异丁酯1wt％；2‑甲基丙醇乙酸1wt％；聚硅氧烷15wt％；硅氮烷8wt％，通过喷枪对冷凝器表面进行喷涂和/或浸涂冷凝器，多次喷涂或浸涂直至冷凝器表面均匀覆盖涂料，使得所述冷凝器表面形成膜物质涂料层；在15‑25℃下固化膜物质涂料层，90min表干，48h实干，以形成冷凝器的表面涂层。

[0047] 冷凝器表面的有机涂层的微孔以及涂层与基体金属的结合力，是腐蚀介质源源不断地参与腐蚀电化学反应的重要因素。本实施案例所述表面涂层为高分子网状结构的膜物质构成，所述膜物质中含有1‑100nm的纳米尺寸级粉体材料，在冷凝器表面构成表面涂层时用于填充冷凝器表面有机涂层的微孔，使得表面涂层成为几乎无孔的致密涂层。

[0048] 由于有机涂层存在的微孔，使得环境中的O2、H2O、如(离解成H+及0H‑)等电化学反应所必须的介质，可源源不断地进入基体金属表面维持腐蚀电化学反应的进行，是电化学腐蚀反应能在金属表面不断发展的主要因素之一，但一般的涂料无论其致密性多好，都不可能形成绝对致密的涂层，由于传统的普通涂层的成膜材料的物质结构和工艺上的原因，下表所列的三种“微孔”，是不可能避免的。

[0049]

[0050] 本实施案例的膜物质中含有1‑100nm的纳米尺寸级粉体材料，在1—100nm时，在微观结构上，由于固化后的表面涂层在微观上是一个高分子网状结构加大颗粒颜料构成，而‑5 ‑7常规涂料的成膜物质都会有“结构孔”的微孔(lO cm～10 cm)产生，如果在成膜物质中含有纳米尺寸级的粉体材料，正好填充了常规有机涂层无法避免的“结构孔”(孔径在1nm以上)，可以形成几乎无孔的致密涂层，其是传统常规涂层不能实现的。因此，本实施案例的表面涂层基本上杜绝了环境中的各种腐蚀性介质的渗入，即可以实现环境中的腐蚀介质在涂层中的“零渗透”。

[0051] 本实施案例所述表面涂层与冷凝器表面之间具有膜‑金属结合层，所述膜‑金属结合层对表面涂层与冷凝器金属表面之间的结合力要大于腐蚀电化学反应物对表面涂层与冷凝器金属表面之间的扩张应力。

[0052] 纳米涂料原材料减小到纳米级时，不仅粒子表面的原子快速增加，而且粒子的比表面积和表面能也会迅速增加，如金属及其氧化物的纳米粒子，平均粒径30nm(如纳米氧化2 2
锌nmZnO)，其表面积达40～60m/g,而球状SiO2，粒径15nm的比表面积大160m /g，如此巨大的比表面积，由于处于表面的原子较多，表面原子的晶场环境和结合能与物质内部的原子不同所引起的表面能的增加,表面原子周围特别是面向外的一侧，缺少相邻的原子，产生了许多悬空键，具有不饱和性质，易与其它原子相结合而稳定下来，故具有很大的活性，粒径越小，比表面积越大，表面原子数就越多，化学活性增加的也越多，表面能也就越大。巨大的表面积和表面能，对涂层最直接的效应是大大提高了被保护金属和涂层之间的不饱和键之间的结合强度，使涂层‑基体金属之间的结合力，由涂层‑基体金属之间的分子吸附产生的范德华力(约0.4～4Kj/mol)和化学吸附所形成的氢键力(4.18～148Kj/mol)转变成由分子吸附‑化学吸附‑扩散结合‑化学键结合等多种作用所形成的结合形式，即由纳米粒子的表面活性在纳米涂层‑金属界面发生一系列化学作用而形成涂层和基体金属表面无明显的界面，而是在中间形成一种类似ClO2和SiO2—纳米涂层的复合体系。由于这种复合体系中的分子是相互渗透的，故使纳米涂层和基材金属表面之间的结合力大大增加，这种结合力已不是一般常规涂料“附着力”的概念。

[0053] 传统技术的常规涂层的附着力，仅是由涂层大分子通过分子运动转移到金属表面，涂层大分子中的极性基团在距离小于表5nm时互相吸引所产生的氢键力，尽管这种氢键力比范德华力大出10‑40倍，但仍是涂料与金属表面之亲和力所形成的附着作用。

[0054] 在本实施案例中，在所述表面涂层和冷凝器表面金属基体之间构建膜‑金属结合层，所述膜‑金属结合层的结合力远远大于腐蚀电化学反应物对所述表面涂层与金属表面的扩张应力，使得冷凝器表面金属基体与表面涂层之间，由于电解液和氧的存在而形成的腐蚀电化学反应失去了向四周延伸的空间，不能继续进行下去而达到抑制腐蚀的目的。

[0055] 本实施案例表面涂层对环境中的腐蚀介质(如大气中的氧、水蒸汽及腐蚀性的工业气体酸、碱、盐及其它强电解质溶液)具有阻隔和屏蔽作用，阻止金属表面与腐蚀性介质直接接触，从而阻止了金属表面电化学腐蚀反应的进行。表面涂层还具有阻隔静电传导的作用，使腐蚀介质离子的活性下降，降低了其扩散能力和扩散速度,从而阻止或延缓了腐蚀反应的速度。

[0056] 本实施案例所形成的膜物质还具有电阻效应，由于纳米级别涂料的成膜物质主要是具有高阻抗的纳米材料，对金属表面由于腐蚀性介质所形成的微电子在进行电化学反应时，可阻止离子的移动,增加了反应的极化作用,使电化学反应受阻，另一方面，如果把被保护的冷凝器表面基体金属和在基体金属表面凝聚的腐蚀介质作为电化学过程的两个体系，所述表面涂层则是在这两个体系中插入了一个电阻层从而阻止了这两个体系的接触而使电化学反应不能进行。

[0057] 本实施案例应用在大型货车或服役在恶劣环境的车辆空调系统冷凝器上，具备防腐、耐磨、自洁功能，能经受各种腐蚀性气体、离子、水分子等对基材的侵蚀，能有效解决冷凝器铝合金基材硬度低、货车运行时飞沙或停靠装卸货时飞石的不耐磨损问题，喷涂膜物质后的货车空调系统冷凝器表面光滑，表面涂层具有低的表面能，灰尘、水滴不易附着，即使有少量浮灰依附，机组运行过程中的冷凝水也可以将其轻易冲洗带走，避免换热器脏堵影响换热效率。

[0058] 实施案例二：

[0059] 如图2所示，一种空调系统冷凝器，所述空调系统冷凝器包括两集流管100及位于两集流管100之间的换热组200，所述换热组包括两端插入在所述集流管100内的多个换热扁管210和置于相邻两个换热扁管210之间的直管220；所述换热扁管210的宽度小于所述集流管100的直径以使所述换热扁管210伸入所述集流管100时端部两侧位于集流管100内，且端部抵接在集流管100的轴心位置以使所述换热扁管210的长度等于两集流管100中心之间的距离。所述集流管100上配置有位于端部的端盖和用于将集流管100内空间间隔为多段空间的多个隔片110，且两个集流管的隔片110错位配置使得两集流管与多换热扁管之间形成媒介流动的空间，其中一个集流管具有进管口组件120和出管口组件130，所述进管口组件120装设在所述集流管100一端部的端盖与靠近该端盖的隔片之间，所述出口管组件130设有另一端部的端盖与靠近该端盖的隔片之间。通过进管口组件通入媒介，媒介进入集流管
100且沿着换热扁管流向另一侧的集流管，在另一侧的集流管因隔片缘故从下方的换热扁管往进管口组件一侧的集流管流动，因隔片再继续往另一侧的集流管流动，直至从出管口组件流出，以此循环。

[0060] 所述集流管100、换热扁管210和直管220通过对喷涂和/或浸涂膜物质以形成实施案例一的一种空调系统冷凝器的表面涂层，经过在换热扁管和集流管上形成表面涂层，大幅提高冷凝器腐蚀防护性能，延长整机服役寿命，另一方面，表面涂层自带疏水效果，具有自洁功能，有效解决环境中的灰尘等引起的冷凝器脏堵问题，保证空调系统换热效率。

[0061] 作为本发明的另一种实施案例，在所述冷凝器的集流管和换热扁管表面进行喷锌处理以形成表面锌涂层，通过高温将锌丝熔化，熔融状态的锌液被高速均匀地喷上基材表面，形成包裹基材的锌涂层，提高暴露于大气环境中冷凝器的耐腐蚀性能，同时保证空调系统换热性能。所述冷凝器被锌涂层包裹后在减缓腐蚀的初期，锌层优先腐蚀；中期，部分锌涂层被腐蚀穿孔，露出铝基材，因为铝基材表面有稳定的氧化膜，未腐蚀的锌层会作为牺牲阳极，保护铝基材，减缓基材腐蚀。

[0062] 上述披露的仅为本发明优选实施例的一种或多种，用于帮助理解技术方案的发明构思，并非对本发明作其他形式的限制，所属领域的技术人员依据本发明所限定特征作出其他等同或惯用手段的置换方案，仍属于本发明所涵盖的范围。