铝类基材的表面处理方法和经表面处理的基材的制作方法

专利名称：铝类基材的表面处理方法和经表面处理的基材的制作方法
技术领域：
本发明涉及铝类基材的表面处理方法、经表面处理的基材和热交换器。
背景技术：
热交换器一般由铝构成，其用于进行热交换的散热片以窄的间隔安装在管之间，形成复杂的结构。热交换器用于制冷时，大气中的水分在热交换器的表面凝结，形成水滴附着在表面。
附着的水滴在散热片的间隙引起填塞，使通风阻抗增加，降低热交换率，另外，附着的水滴因送风器而飞散到室内，成为产生异味的原因。所以，通常对散热片等的表面进行亲水化处理，以使冷却时凝结的水分可以容易地排出。
另外凝结的水滴成为腐蚀铝或铝合金的原因，因此存在白色粉末状的氧化铝附着在散热片表面上的问题。所以，为了提高耐腐蚀性等性能，通常在铝或铝合金的表面上实施表面处理。
作为这样的表面处理之一，已知有使用含有锆化合物和钛化合物的化学转化处理剂进行的表面处理(例如参考专利文献1)。对于这样的表面处理方法，其是通过非电解反应进行的，处理过程中，发生被处理金属因处理液中的成分而溶出的反应和因氢离子被还原而产生氢的反应，从而被处理物的表面附近pH升高，另外作为锆配位离子和钛配位离子的氟被氢氧根离子取代，也导致被处理物的表面附近pH升高；这样在金属表面析出由锆的氢氧化物或氧化物形成的不溶性锆盐被膜。
对于这样的锆化学转化处理剂和钛化学转化处理剂的非电解反应，其在被处理物的整个面均匀地发生是极为困难的，所以难以形成致密性充分的均匀被膜，并且形成的被膜中含氟多，使耐腐蚀性劣化以及涂装后的密合性降低。另外，因反应性低，而必需升高反应温度。并且还存在必须进行酸洗工序的问题。
因此，对于铝金属的表面处理，要求使用锆化学转化处理剂、钛化学转化处理剂的非电解反应得到的化学被膜，并且该化学被膜应具有良好性质，以达到更高水平的耐腐蚀性。因此正在寻求可形成更均匀致密的化学被膜的表面处理方法。
另外，作为金属表面处理方法，已知有通过电解反应的表面处理方法(例如参考专利文献2、3)。其中，与磷酸盐处理中的金属离子反应产生淤渣，并且特别是铝合金对于锆处理而得到的耐腐蚀性不充分。使用磷酸盐化合物的化学转化处理方法存在因富营养化给环境带来负担的问题。另外，开发这些方法的目的也不是为了提高热交换器的铝制散热片的耐腐蚀性和亲水性。
另外，作为对铝的表面处理，已知有通过化学转化处理形成化学被膜，然后形成亲水性被膜的方法(例如参考专利文献4、5)。但是，这些是通过非电解处理进行化学转化处理而形成化学被膜的方法。因此希望有形成更加均匀致密的化学被膜的方法。
所以，对于用于交换器的散热片等的铝或铝合金来说，一直希望能开发出能维持优异的亲水性和防臭性，同时，可以赋予比以往更加优异的耐腐蚀性的表面处理方法。
专利文献1特开2001-158983号公报(第2页)专利文献2特开2000-234200号公报(第2页)专利文献3特开2002-194589号公报(第2页)专利文献4特开平11-131254号公报(第2页)专利文献5特开2002-30462号公报(第2页)发明内容鉴于上述问题，本发明的目的是提供铝类基材的表面处理方法和由此处理得到的经表面处理的基材和热交换器，所述表面处理方法可形成具有优异耐腐蚀性、亲水性和防臭性的化学被膜。
本发明涉及铝类基材的表面处理方法，其由工序(1)和工序(2)构成；所述工序(1)是采用由含氟和锆的化合物和/或含氟和钛的化合物形成的化学转化处理剂，通过化学转化处理反应在铝类基材表面形成化学被膜，所述工序(2)是采用亲水处理剂形成亲水性被膜；其特征在于，所述化学转化处理反应是通过电解处理进行的。
所述化学转化处理剂优选含氟和锆的化合物的浓度以换算的锆金属计为10～100000ppm，有效氟离子浓度为0.1～10000ppm，pH为1～6。
所述化学转化处理剂优选含氟和钛的化合物的浓度以换算的钛金属计为10～100000ppm，有效氟离子浓度为0.1～10000ppm，pH为1～6。
所述电解处理优选在电压为0.1～40V、电流密度为0.1～30A/dm2的条件下进行阴极电解处理。
所述工序(1)形成的化学被膜优选化学被膜中的锆量为1～1000mg/m2，所述工序(2)形成的亲水性被膜的亲水性被膜量以固体成分计优选为0.01～10g/m2。
本发明涉及经表面处理的基材，其特征在于，其具有通过所述铝类基材的表面处理方法得到的化学被膜和亲水性被膜。
本发明还涉及热交换器，其特征在于，其具有通过所述铝类基材的表面处理方法得到的化学被膜和亲水性被膜。
具体实施例方式
下面详细说明本发明。
本发明的铝类基材的表面处理方法是由通过电解处理形成化学被膜的工序(1)和使用亲水处理剂形成亲水性被膜的工序(2)构成的方法，在铝类基材表面通过形成化学被膜和亲水性被膜，可以赋予其优异的耐腐蚀性、亲水性和防臭性。
所述铝类基材的表面处理方法中，通过进行工序(1)可以在铝类基材表面形成致密的化学被膜，所以可以大幅度地提高铝类基材的耐腐蚀性。通过进行工序(2)，可以赋予铝类基材优异的亲水性和防臭性。所述铝类基材的表面处理方法中，通过进行工序(1)可以大幅度地提高铝类基材的耐腐蚀性，所以可以抑制氢氧化铝等腐蚀性生成物的产生，其结果可以杜绝异味的产生。因此，推测通过进行所述工序(1)和工序(2)这两步工序，可以进一步提高防臭性。借此，通过使用所述铝类基材的表面处理方法，可以得到同时具有优异的耐腐蚀性、亲水性和防臭性的表面处理后的铝类基材。所以，其可适用于要求具有全部这些性能的铝类基材，例如热交换器、汽车蒸发器、房间空调器等。
另外，对于非电解处理，为了提高化学转化性或形成均一的化学被膜，需要进行脱脂工序或蚀刻工序，但是在所述铝类基材的表面处理方法那样的电解处理中，可以自由地控制化学转化性，并且形成的被膜象上述那样致密，所以可以省略脱脂工序或蚀刻工序，或这些工序可在温和的条件实施。另外，电解处理中还可以容易地对化学处理浴进行管理。并且因为大幅度地提高了防臭性能，所以亲水性被膜可以薄膜化，这样也可以简化亲水性被膜的形成。
本发明的铝类基材的表面处理方法中，首先进行形成化学被膜的工序(工序(1))，其是采用由含氟和锆的化合物和/或含氟和钛的化合物形成的化学转化处理剂，对铝类基材的表面进行电解反应，从而形成化学被膜。与非电解处理得到的化学被膜相比，通过电解处理进行反应，可形成致密的、均一性优异的被膜。所以通过本发明的方法形成被膜量即使和非电解处理形成的化学被膜的被膜量相同，本发明的方法形成的化学被膜的耐腐蚀性也是优异的。
采用由含氟和锆的化合物和/或含氟和钛的化合物形成的化学转化处理剂，进行电解反应，可以得到具有极其优异的耐腐蚀性的防腐蚀性化学被膜，可以得到比通过磷酸盐类化学处理剂的电解反应得到的化学被膜还优异的耐腐蚀性。
作为所述含氟和锆的化合物没有特殊限定，可举出例如氟锆酸或其锂盐、钠盐、钾盐、铵盐、或氟化锆等。另外，其也可是将氧化锆等锆的化合物溶解在氢氟酸等氟化物的水溶液中得到的物质。
作为所述含氟和钛的化合物没有特殊限定，可举出例如氟钛酸碱金属盐、(NH4)2TiF6等氟钛酸盐；H2TiF6等氟钛酸等可溶性氟锆酸盐等；氟化钛等。另外，其也可是将氧化钛等钛的化合物溶解在氢氟酸等氟化物的水溶液中得到的物质。
作为氟源，也可通过并用所述氟化锆、氟化钛等以及此外的氢氟酸、氟化铵、氢氟酸铵、氟化钠、氢氟酸钠等来调节有效氟浓度。
以换算成锆金属计，优选所述化学转化处理剂中混合的所述含氟和锆的化合物在下限为10ppm、上限为100000ppm的范围内。当混合量小于10ppm时，锆化合物没有在金属表面上充分析出，所以耐腐蚀性可能没有提高。当混合量大于100000ppm时，并不能得到比混合量为100000ppm更好的效果，所以是不经济的。所述下限较优选为30ppm，所述上限较优选为3000ppm。
以换算成钛金属计，优选所述化学转化处理剂中混合的所述含氟和钛的化合物在下限为10ppm、上限为100000ppm的范围内。当混合量小于10ppm时，钛化合物没有在金属表面上充分析出，所以耐腐蚀性可能没有提高。当混合量大于100000ppm时，并不能得到比混合量为100000ppm更好的效果，所以是不经济的。所述下限较优选为30ppm，所述上限较优选为3000ppm。
当所述化学转化处理剂含有含氟和锆的化合物和含氟和钛的化合物时，以换算成锆和钛的合计金属量计，优选在上述范围内进行混合。
所述化学转化处理剂优选含有含氟和锆的化合物作为化学转化处理剂的成分。当利用含氟和锆的化合物形成的化学转化处理剂进行电解反应时，可得到具有极其优异的耐腐蚀性的抗腐蚀性化学被膜。
例如通过电解处理磷酸锌处理剂形成化学被膜时，被膜中的磷酸锌结晶变小。因此，通过磷酸锌处理剂的电解处理而形成的被膜成为由小结晶致密地形成的结晶性磷酸锌被膜。另一方面，通过电解处理本发明化学转化处理剂形成化学被膜时，所形成的被膜并不是结晶性的被膜，而是无定形被膜。所以，推测使用所述化学转化处理剂进行电解处理时，所形成的被膜中的结晶并不变小，而是均匀地被覆非多孔无定形被膜。因此，电解处理磷酸盐处理剂和电解处理由所述含氟和锆的化合物形成的化学转化处理剂是彼此相差较大的处理。
使用由所述含氟和锆的化合物形成的化学转化处理剂，通过非电解处理在铝类基材上形成化学被膜时，首先发生如下反应式(1)、(2)所示的原料的蚀刻，然后发生如下反应式(3)～(5)所示的氟锆的水解反应，形成锆类化学被膜。
(1)(2)(3)(4)(5)也就是说，在通过非电解处理形成被膜时，通过发生所述反应式(1)～(5)的反应，形成化学被膜，所以形成的锆类化学被膜含有比较多的氟，形成的被膜的耐腐蚀性差。与此相对，当电解处理由含氟和锆的化合物形成的化学转化处理剂时，可以控制反应，所以锆离子在原料上沉淀形成被膜。因此，反应(3)比反应(4)、(5)先进行，可以减少被膜中氟的量，推测其结果可形成耐腐蚀性和涂装密合性良好的含有ZrO(OH)2的化学被膜。
另外，对铝类基材进行表面处理时，通常，平衡浴的组成中蓄积有铝离子。这种情况下，对于非电解处理来说，当铝蓄积大于等于500ppm时，为了不阻碍化学反应性，必须进行供水-废弃等的处理。另一方面，对于电解处理来说，因铝离子蚀刻量比较少，并且对形成被膜或蓄积的铝离子的影响小，所以不需要浪费供水-废弃物。
所述化学转化处理剂的有效氟离子浓度优选在下限为0.1ppm、上限为10000ppm的范围内。有效氟离子浓度是与铝离子、锆离子、钛离子等不形成络盐的HF或F-。当有效氟离子浓度小于0.1ppm时，因铝表面的蚀刻没有充分进行，而存在不能得到充分的防锈性能的问题，当有效氟离子浓度大于10000ppm时，因过度蚀刻而存在不能得到充分的防锈性能的问题。所述下限较优选为0.5ppm，所述上限较优选为100ppm。
所述化学转化处理剂的pH优选在下限为1、上限为6的范围内。当pH小于1时，因锆化合物、钛化合物难以析出，而得不到充分的皮膜量，有时耐腐蚀性降低。当pH大于6时，得不到充分的皮膜量，所以不是优选的。所述下限较优选为2，所述上限较优选为5。
除了上述成分之外，所述化学转化处理剂中还可以含有钛、锰、硅、锌、铈、铁、钼、钒、三价铬、镁等金属离子；鞣酸、咪唑类、三嗪类、三唑类、胍类、肼类、双胍、酚醛树脂、硅烷偶合剂、胶体氧化硅、胺类、磷酸等其它的防锈剂；表面活性剂；螯合剂等。
在本发明的铝类基材表面处理方法的工序(1)中，所述电解处理可以是阴极或阳极的电解。对于所述电解处理，无论是阴极电解还是阳极电解，都可以用已知的方法来进行，但是优选阴极电解处理，将被处理物作为阴极使用来进行电解处理。
所述阴极电解处理优选电压的下限为0.1V、上限为40V。如果电压低于0.1V时，生成的被膜量变少，有降低耐腐蚀性的危险。如果电压超过40V时，增大被膜量的效果达到饱和，可能成为能源方面的不利因素。所述下限较优选为1V，所述上限较优选为30V。
所述阴极电解处理优选电流的下限为0.1A/dm2，上限为30A/dm2。如果电流低于0.1A/dm2时，生成的被膜量变少，可能造成耐腐蚀性降低。如果电流超过30A/dm2时，增大被膜量的效果达到饱和，可能成为能源方面的不利因素。所述下限较优选为0.2A/dm2，所述上限较优选为10A/dm2。
优选所述阴极电解处理的处理时间的下限为3秒、上限为180秒。如果处理时间小于3秒，生成的涂层量变少，耐腐蚀性变差。如果处理时间超过180秒，则增大涂层量的效果达到饱和，可能成为能源方面的不利因素。
优选所述电解处理的处理温度的下限为10℃，上限为70℃。处理温度低于10℃时，生成的涂层量变少，耐腐蚀性变差。处理温度超过70℃时，增大涂层量的效果达到饱和，可能成为能源方面的不利因素。
所述电解处理中，作为另一电极使用的电极只要是不溶于所述化学转化处理剂的即可，对其没有特别的限制，可举出例如不锈钢、镀铂钛、镀铌钛、碳、铁、锌等。
对于所述工序(1)形成的化学被膜，被膜量以锆计，优选在下限为1mg/m2、上限为1000mg/m2的范围内。被膜量小于1mg/m2时，有耐腐性不充分的危险。被膜量大于1000mg/m2时，增大被膜量的效果达到饱和，经济上是不利的。所述下限较优选为10mg/m2，所述上限较优选为100mg/m2。
对于所述工序(1)形成的化学被膜，被膜量以钛计，优选在下限为1mg/m2、上限为1000mg/m2的范围内。被膜量小于1mg/m2时，有耐腐性不充分的危险。被膜量大于1000mg/m2时，增大被膜量的效果达到饱和，经济上是不利的。所述下限较优选为10mg/m2，所述上限较优选为100mg/m2。
采用由含氟和锆的化合物和含氟和钛的化合物形成的化学转化处理剂进行所述工序(1)时，对于所述工序(1)形成的化学被膜，被膜量以锆和钛的合计量计，优选在下限为1mg/m2、上限为1000mg/m2的范围内。被膜量小于1mg/m2时，有耐腐性不充分的危险。被膜量大于1000mg/m2时，增大被膜量的效果达到饱和，经济上是不利的。所述下限较优选为10mg/m2，所述上限较优选为100mg/m2。
本发明的铝类基材的表面处理方法中，进行所述工序(1)形成化学被膜后，进行工序(2)，其是在所形成的化学被膜上，使用亲水处理剂形成亲水性被膜。所述工序(1)形成的化学被膜可以赋予铝类基材优异的耐腐蚀性，同时通过所述工序(2)形成亲水性被膜，还可以赋予铝类基材优异的亲水性和防臭性。
作为所述工序(2)使用的亲水处理剂，没有特殊的限定，可以使用能形成亲水性被膜的已知的亲水处理剂来形成亲水性被膜。特别是在用作后涂覆处理、汽车蒸发器处理时，优选含有具有羟基、羧基、酰胺基、氨基、磺酸基和/或醚基的水溶性或水分散性亲水性树脂。
作为所述亲水性树脂，可列举出例如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、聚氧化乙烯、水溶性尼龙、形成这些聚合物的单体的共聚物、2-甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯/丙烯酸2-羟乙酯共聚物等具有聚氧乙烯链的丙烯酸类聚合物、N-羟甲基丙烯酰胺、甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯共聚形成的交联性微粒等。从形成的亲水性被膜具有优异的防臭性的角度考虑，作为所述亲水处理剂优选使用含有聚乙烯醇的亲水处理剂。
这样的亲水性树脂具有优异的亲水性和耐水性，同时自身没有臭气，不易吸附产生臭气的物质，所以含有所述亲水性树脂的亲水处理剂具有优异的亲水性和防臭性，另外，所得到的亲水性被膜即使暴露于水滴或流水中也不易恶化，并且不易泄露因需要所含有用于挥发自身的异味或吸附物质的臭味的氧化硅等无机物或其他残存单体成分，所以被处理剂自身飞散除去异味，可以防止发生腐蚀。
优选所述亲水性树脂的数均分子量在下限为1000、上限为1000000的范围内。数均分子量小于1000时，成膜性恶化，并且亲水性或其他被膜物性恶化，数均分子量大于1000000时，得到的亲水处理剂的溶液粘度增加，操作性和被膜物性恶化。所述下限较优选为10000，所述上限较优选为200000。
所述亲水性树脂优选所述亲水处理剂中的固体成分的浓度在下限为0.01质量％、上限为30质量％的范围内。固体成分的浓度小于0.1质量％时，得不到充分的成膜性和亲水性。固体成分的浓度大于30质量％时，得到的亲水处理剂中容易发生凝集，操作性和成膜物性恶化。所述下限较优选为0.1质量％，所述上限较优选为20质量％。
如上所述，所述亲水性树脂较优选为聚乙烯醇，特别优选为皂化度大于等于90％的聚乙烯醇。所述皂化度小于90％时，有时亲水性差。所述皂化度较优选大于等于95％。所述聚乙烯醇也可以是部分发生改性的物质。
所述亲水性树脂可以单独使用，也可以2种或2种以上合用。这时，所述亲水性树脂优选为所述皂化度大于等于90％的聚乙烯醇与其他亲水性树脂形成的混合物。所述其他亲水性树脂，只要是所述那样的亲水性树脂就没有特殊限定，但是优选可通过树脂的亲水官能团而被膜具有表面亲水性或可因氧化硅等氧化物、树脂颗粒等导致表面形状呈现凹凸而被膜具有亲水性的添加树脂、添加化合物。当成为混合物时，相对于亲水性树脂的合计量，以固体成分计，优选含有的所述皂化度大于等于90％的聚乙烯醇的下限大于等于20质量％。所述下限较优选为40质量％。
对于所述亲水处理剂的溶剂没有特殊限定，但是从废液处理等的角度考虑，优选以水为主体的溶剂。另外，为了提高成膜性，形成更均匀而平滑的被膜，可以合用溶剂。作为溶剂，只要是涂料中通常使用的、可与水均匀混合的溶剂，就没有特殊限定，可举出例如醇类、酮类、酯类、醚类有机溶剂等。相对于所述亲水处理剂，所述溶剂的使用量优选在下限为0.01质量％、上限为5质量％的范围内。
所述亲水处理剂也可以含有其他添加剂。作为所述其他添加剂没有特殊限定，可举出例如固化剂、分散剂、防锈添加剂、颜料、有机硅烷偶合剂、抗菌剂、表面活性剂、润滑剂、除臭剂等。
作为所述固化剂，没有特殊限定，可列举出例如三聚氰胺树脂、封端异氰酸酯化合物、环氧化合物、噁唑化合物、碳二亚胺化合物等。
作为所述分散剂，没有特殊限定，可举出表面活性剂和分散树脂等。
作为所述防锈添加剂，没有特殊限定，可举出例如鞣酸、咪唑化合物、三嗪化合物、三唑化合物、胍化合物、肼化合物、锆化合物等。其中，从可有效地赋予防锈性考虑，优选锆化合物。作为所述锆化合物，没有特殊限定，可举出例如K2ZrF6等碱金属氟锆酸盐；(NH4)2ArF6等氟锆酸盐；H2ZrF6等氟锆酸等可溶性氟锆酸盐等；氟化锆；氧化锆等。
作为所述颜料，可举出例如氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化锆(ZrO)、碳酸钙(CaCO3)、硫酸钡(BaSO4)、氧化铝(Al2O3)、高岭土、碳黑、氧化铁(Fe2O3、Fe3O4)等、氧化铝(Al2O3)的无机颜料或有机颜料等各种着色颜料等。
其含有硅烷偶合剂时，可以提高所述有机树脂和所述颜料之间的亲合性，可以使密合性等得到提高，在这点上优选含有硅烷偶合剂。
作为所述硅烷偶合剂，没有特殊限定，可列举出例如γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-(乙烯基苄基氨基)乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷等。
作为所述抗菌剂，没有特殊限定，例如可以使用2-(4-噻唑基)-苯并咪唑、2-巯基吡啶氧化锌等已知的抗菌剂。
对于所述工序(2)形成的亲水性被膜，亲水性被膜的量以固体成分计，优选在下限为0.01g/m2、上限为10g/m2。亲水性被膜量小于0.01g/m2时，有亲水性不充分的危险。亲水性被膜的量大于10g/m2时，增大被膜量的效果达到饱和，经济上是不利的。所述下限较优选为0.1g/m2，所述上限较优选为1g/m2。
作为可适用本发明的铝类基材表面处理方法的被处理物，对通常使用的含有铝金属的所有基材都可适用，可以从例如5000系列铝合金、6000系列铝合金、1000系列、3000系列、铝-镁合金、铝-硅合金和铝-锰合金等中选择，这些包括例如形成空调类的热交换器中的管、散热片和中空板等。
本发明的铝类基材表面处理方法中，优选在所述工序(1)的电解处理前，在所述铝类基材的表面进行脱脂处理和脱脂后的水洗处理。
所述脱脂处理是为了除去附着在基材表面的油或污物而进行的，通过无磷-无氮脱脂清洗液等脱脂剂，通常于30～55℃浸渍处理几分钟。根据需要，也可以在脱脂处理前进行预脱脂处理。
所述脱脂后的水洗处理是用大量的用来水洗的水进行1次或多次喷射处理，从而用水洗去脱脂处理后的脱脂剂。另外，在电解处理后也可以进行水洗处理。
本发明还涉及经表面处理的基材，所述基材是铝类基材，采用所述铝类基材的表面处理方法使其具有化学被膜和亲水性被膜。在所述亲水性被膜上进一步进行阳离子电极沉积喷涂、粉体涂装时，本发明的经表面处理的基材具有优异的耐腐蚀性。作为对本发明的经表面处理的基材可进行的涂装，没有特殊限定，可举出阳离子电极沉积喷涂、粉体涂装等。作为所述阳离子电极沉积喷涂，没有特殊限定，可涂布由胺化环氧树脂、胺化丙烯酸树脂、硫化环氧树脂等形成的已知的阳离子电极沉积涂料。所述铝类基材表面处理方法得到的铝类基材，由于是耐腐蚀性、亲水性和防臭性优异的材料，而适合用于热交换器、汽车蒸发器。
本发明的铝类基材的表面处理方法是对铝类基材进行工序(1)和工序(2)的处理方法，所述工序(1)是采用含氟和锆的化合物和/或含氟和钛的化合物形成的化学转化处理剂，进行电解处理，形成化学被膜的工序；所述工序(2)是采用亲水处理剂形成亲水性被膜的工序。因此，可以得到具有优异的耐腐蚀性、亲水性和防臭性的经表面处理的基材。
本发明是通过电解处理形成被膜，所以可形成致密的被膜，与无电解处理形成被膜的情况相比，即使被膜量相同，本发明也可以大幅度地提高耐腐蚀性，并且可以在较低温度形成被膜。
下面列举实施例，更详细地说明本发明，但本发明不仅限于这些实施例。
实施例1～10、比较例1～5化学转化处理剂的制备混合作为含氟和锆的化合物的锆氟酸、锆氟酸铵、氟钛酸、硝酸铝、氢氟酸、磷酸、水溶性酚、硝酸铬(III)，加入离子交换水，制备成如表1所示的化学转化处理剂。另外，化学转化处理剂也可以使用Alsurf600LN2(日本油漆公司生产，铬酸盐类化学转化处理剂)。
亲水处理剂作为亲水处理剂，使用如表1所示的(A)表面醇化物(サ—フアルコ—卜)321(日本油漆公司生产，聚乙烯醇-聚氧化乙烯类亲水处理剂)、(B)表面醇化物310(日本油漆公司生产，羧甲基纤维素类亲水处理剂)、(C)表面醇化物1100(日本油漆公司生产，聚乙烯醇-氧化硅类亲水处理剂)、(D)表面醇化物2000(日本油漆公司生产，聚乙烯醇-改性的聚乙烯醇类亲水处理剂)。
试板的制作采用5％的酸性脱脂剂(表面清洁剂NHC 250AH-3，日本油漆生产)水溶液，于70℃，将70mm×150mm×0.8mm的A1100(日本试板(testpanel)生产)浸渍处理30秒，进行脱脂。然后，用自来水喷射处理30秒，进行水洗后，在如表1所示的条件下，使用铜板作为另一电极，将制备成的化学转化处理剂进行电解处理。使用“XRF 1700”(岛津制作所生产荧光X射线分析装置)，分析被膜中的锆量和钛量(mg/m2)。
然后，对电解处理后的基材，使用固体成分的浓度调整为2％的亲水处理剂，于室温浸渍处理30秒，再于160℃干燥5分钟，形成亲水性被膜。以固体成分计，亲水被膜量为0.5g/m2。其中，亲水性被膜的被膜量(g/m2)使用“RC142型”(LECO公司生产全碳分析装置)进行分析。
试板的物性评价对上述试板，采用如下所示的评价方法评价耐腐蚀性。
耐腐蚀性依据JIS Z 2371，进行5％盐水喷雾试验(2000小时)，统计试验后处理板上锈的生成率，依如下评价标准目测评价处理板表面的锈生成面积。
10无白锈生成9白锈生成面积小于等于10％8白锈生成面积小于等于20％7白锈生成面积小于等于30％6白锈生成面积小于等于40％5白锈生成面积小于等于50％4白锈生成面积小于等于60％3白锈生成面积小于等于70％2白锈生成面积小于等于80％1白锈生成面积小于等于90％亲水性使试板接触流水72小时后，测定试板与水滴的接触角。可以认为接触角越小，则亲水性高。使用自动接触角计CA-Z(协和界面化学公司生产)进行接触角的测定。
臭气使试板接触自来水流水72小时后，嗅其气味，评价为6个等级。
0无气味1勉强闻到气味2容易闻到气味
3明显闻到气味4闻到强烈的气味5闻到非常强烈的气味表1

1)Alsurf 600LN2(日本油漆公司生产，铬酸盐类化学转化处理剂)2)-表示阴极电解处理，+表示阳极电解处理A表面醇化物321(日本油漆公司生产，聚乙烯醇-聚氧化乙烯类亲水处理剂)B表面醇化物310(日本油漆公司生产，羧甲基纤维素类亲水处理剂)C表面醇化物1100(日本油漆公司生产，聚乙烯醇-氧化硅类亲水处理剂)D表面醇化物2000(日本油漆公司生产，聚乙烯醇-改性的聚乙烯醇类亲水处理剂)
从表1可知，与电解处理得到的被膜(实施例)相比，非电解处理得到的被膜(比较例1～2)的耐腐蚀性差。并且，对于电解处理得到的被膜(实施例)，其耐腐蚀性不低于使用市售的化学转化处理剂处理时(比较例5)被膜的耐腐蚀性。另外，不形成亲水性被膜时(比较例3)和不形成化学被膜时(比较例4)分别是亲水性和耐腐蚀性差。因此可知，进行阳极或阴极电解处理形成化学被膜，然后用亲水处理剂形成亲水性被膜，这样可以赋予优异的耐腐蚀性和亲水性。并且可知，通过形成亲水性被膜可以提高防臭性。
如上构成本发明的铝类基材的表面处理方法，与非电解处理的情况相比，其可以提高耐腐蚀性。另外，由于形成亲水性被膜，所以不仅赋予优异的亲水性和防臭性，而且可以进一步提高耐腐蚀性。并且，给环境造成的负担小，其是一种不产生淤渣的方法。因此，其可适用于热交换器、汽车蒸发器等铝类基材。
权利要求
1.铝类基材的表面处理方法，其由工序1和工序2构成；所述工序1采用含氟和锆的化合物和/或含氟和钛的化合物形成的化学转化处理剂，通过化学转化处理反应在铝类基材表面形成化学被膜，所述工序2采用亲水处理剂形成亲水性被膜；其特征在于，所述化学转化处理反应是通过电解处理进行的。
2.如权利要求1所述的铝类基材的表面处理方法，其中，所述化学转化处理剂中，含氟和锆的化合物的浓度以换算的锆金属计为10～100000ppm，有效氟离子浓度为0.1～10000ppm，pH为1～6。
3.如权利要求1所述的铝类基材的表面处理方法，其中，所述化学转化处理剂中，含氟和钛的化合物的浓度以换算的钛金属计为10～100000ppm，有效氟离子浓度为0.1～10000ppm，pH为1～6。
4.如权利要求1、2或3所述的铝类基材的表面处理方法，其中，所述电解处理是在电压为0.1～40V、电流密度为0.1～30A/dm2的条件下进行的阴极电解处理。
5.如权利要求1、2、3或4所述的铝类基材的表面处理方法，其中，对于所述工序1形成的化学被膜，化学被膜中锆量为1～1000mg/m2，对于所述工序2形成的亲水性被膜，亲水性被膜量以固体成分计为0.01～10g/m2。
6.经表面处理的基材，其特征在于，其具有通过权利要求1、2、3或4所述的铝类基材的表面处理方法得到的化学被膜和亲水性被膜。
7.热交换器，其特征在于，其具有通过权利要求1、2、3、4或5所述的铝类基材的表面处理方法得到的化学被膜和亲水性被膜。
全文摘要
本发明提供铝类基材的表面处理方法和由此处理得到的经表面处理的基材和热交换器，所述表面处理方法可对铝类基材形成具有优异耐腐蚀性、亲水性和防臭性的化学被膜和亲水被膜。所述铝类基材的表面处理方法由工序(1)和工序(2)构成；所述工序(1)采用含氟和锆的化合物和/或含氟和钛的化合物形成的化学转化处理剂，通过化学转化处理反应在铝类基材表面形成化学被膜，所述工序(2)采用亲水处理剂形成亲水被膜；其中，所述化学转化处理反应是通过电解处理进行的。
文档编号F28F17/00GK1572913SQ20041004796
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月9日 优先权日2003年6月9日
发明者印部俊雄, 松井德纯, 安田光宏, 山添胜芳 申请人:日本油漆株式会社