一种车辆散热器的制作方法

本发明涉及汽车散热系统领域，具体为一种车辆散热器。
背景技术：
目前散热器最大的技术问题便是存在漏水现象，因为散热器的水室及散热管都是用锡将散热管和水室焊接在一起，但是由于散热器在运输过程或者工作中受到过大的振动和颠簸容易造成焊接处脱裂。为解决上述问题，现有的技术方案主要有两种：一种是在散热器对角增加拉筋，另一种是在散热器的四边增加支撑组件，来提高散热器的抗震能力和可靠性。第一种方案，预紧力不易把控，预紧力过大容易导致焊接处变形或者脱裂，预紧力过小起不到加固的效果。第二种方案，虽然能起到一定的加固作用，但是整个加固结构呈四边形，结构强度不够，加固效果仍然不够理想。另外，在散热器的散热管上增加一层导热涂层，也是增加散热器性能的常用手段。但目前一般的高热传导率的材料表面都是平滑疏水状态，与外界接触面积小；同时，现在的电子产品、机械设备都逐渐往轻薄短小化设计，传统过大的传热材料已不再适用。因此，开发一种非平滑态、散热性能优异的导热涂料，符合当今发展的趋势。技术实现要素：本发明的目的是提供一种结构简单合理，能有效提高结构强度，有效防止漏水的车辆散热器；本发明的目的还是提供一种综合性能和散热性能优异的导热涂料，以提高散热器的散热性能。为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：包括进水箱、出水箱、散热管，所述散热管均匀设置在进水和出水箱之间并且连通，每两根相邻的散热管之间均匀的固定有波浪形的散热带，所述进水箱和出水箱顶端设置有立柱，所述进水箱中间位置设置进水口，所述出水箱中间位置设置出水口；还包括水平加固板和竖直加固板，所述水平加固两端设置有安装孔和固定孔，所述水平加固板一端侧面设置有锁紧螺栓且螺纹孔贯穿至固定孔；所述水平加固板通过立柱和锁紧螺栓固定在进水箱和出水箱的上端和下端，所述竖直加固板两端固定在水平加固板中间位置。优选的，所述水平加固板和竖直加固板均为铝合金材质制成的型材。优选的，所述竖直加固板通过熔焊的焊接方式固定在水平加固板中间位置。优选的，所述固定孔为腰形孔。优选的，所述散热管外还覆盖有导热涂层，所述导热涂层由导热涂料制备而来，所述导热涂料按溶液体积份数，由13～30％的二氧化硅溶胶、13～30％的氧化石墨烯分散液、40～75％的聚苯乙烯乳液组成，且所述二氧化硅溶胶与氧化石墨烯分散液等体积；所述二氧化硅溶胶的制备方法为：将正硅酸己酯加入无水乙醇中，搅拌均匀，加入浓氨水，45℃下搅拌12h，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，即得二氧化硅溶胶；其中，按体积份数，正硅酸己酯：无水乙醇：浓氨水：a-151＝10：50～120：2～5:1；所述氧化石墨烯分散液的制备方法为：按重量，将1份氧化石墨烯加入20～30份去离子水中，功率60w超声处理3h，即得氧化石墨烯分散液；所述聚苯乙烯乳液的制备方法为：将苯乙烯单体加入去离子水中，再加入失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚，充分搅拌形成乳液，所得乳液在70℃下通入氮气，再加入浓度为3％的过硫酸铵水溶液，聚合反应7h，得到聚苯乙烯乳液；其中，按重量份数，苯乙烯单体：去离子水：tween80：过硫酸铵水溶液＝1:3～7：0.05～0.10：0.1～0.3。优选的，所述导热涂料按溶液体积份数，由22％的二氧化硅溶胶、56％的氧化石墨烯分散液、22％的聚苯乙烯乳液组成。优选的，所述导热涂层的制备方法为：将散热管浸入所述导热涂料中，8～10min后取出，取出时间≤10s，在室温下干燥；重复上述操作3次，干燥后在300℃下进行热处理，即得导热涂层。优选的，所述浸泡时间为10min。本发明具有以下有益效果：1、水平加固板固定在进水箱和出水箱上下两端，可以将水箱固定，通过锁紧螺栓可以对水平的加固预紧力进行微调，防止预紧力过大导致散热器变形。在上下两端的水平加固板中间，通过熔焊的方式固定竖直加固板，从而形成工字型的支撑主架，以改善散热器的受力情况，从而更好的保护散热器。彻底解决了散热器存在漏水的现象，并且结构简单，装配方便，非常实用。2、石墨烯的导热系数高，比表面积大，能显著提升涂料的导热性能，被广泛的应用于各种涂料中，但石墨烯极易团聚，破坏了材料分散的均匀性，导致涂料的综合导热性能降低。本发明将二氧化硅溶胶和氧化石墨烯分散液一起加入聚苯乙烯乳液，一部分的二氧化硅和氧化石墨烯通过静电作用力吸附到聚苯乙烯乳胶粒表面；另一部分则分散在乳液的水相中；并最终通过浸渍提拉法，形成氧化石墨烯和二氧化硅都分布均匀的表面结构，极利于导热通路的形成。3、提高涂料的导热系数并不能完全提高其导热性能，还需要提高涂料与界面之间的导热性能才能更快地将热量传递出去。通过热处理分解有机组分(聚苯乙烯)，涂层表面呈现多孔蜂窝状，相比于平滑的表面具有更大的比表面积，更利于热量的传递。4、本发明制备的涂层表面不同于常规的单一疏水结构表面，而是呈现亲水-疏水混合表面，并且通过蜂窝表面结构，达到了超亲水-超疏水混合表面的效果。针对水冷散热器，水达到一定温度后，在涂层表面形成气泡，涂层表面的疏水区作为气泡成核点，有效促进气泡成核，提高传热量；亲水区则限制了气泡在加热面上的铺展，提高了临界热流密度。这种混合表面相对于普通单一疏水表面或者亲水表面具有更好的池沸腾传热性能。附图说明图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的水平加固板俯视图；图3为本发明图2的a部放大图。具体实施方式结合图1-3，一种车辆散热器，包括进水箱1、出水箱2、散热管3，所述散热管3均匀设置在进水箱1和出水箱2之间并且导通，每两根相邻的散热管3之间均匀的固定有波浪形的散热带4。可以理解的是，进水箱1中的水通过散热管3流向出水箱2，并将水中的热量传导给散热管3，然后散热管3的热量传导给散热带4以达到散热的目的。所述进水箱1和出水箱2顶端设置有立柱7，所述进水箱2中间位置设置进水口9，所述出水箱2中间位置设置出水口10。所述车辆散热器还包括水平加固板5和竖直加固板6，所述水平加固板5两端设置有安装孔12和固定孔11，所述水平加固板一端侧面设置有锁紧螺栓8且螺纹孔贯穿至固定孔11。也就是说散热器通过水平加固5上的安装孔12安装固定在车辆主架上相应的位置，锁紧螺栓8通过螺纹孔可旋入固定孔11内。所述水平加固板5通过立柱7和锁紧螺栓8固定在进水箱1和出水箱2的上端和下两，所述竖直加固板6两端固定在水平加固板5中间位置。具体来讲，进水箱1和出水箱2的上端通过立柱7穿水平加固板5两端的固定孔11，通过锁紧螺栓8锁紧，安装固定一块水平加固板5,同样的进水箱1和出水箱2的下端也安装固定有一块水平加固板5；最后竖直加固6两端固定在上下两块水平加固板5中间外置，形成工字型加固主架。进一步的，所述水平加固板5和竖直加固板6均为铝合金材质制成的型材。应当理解的是，铝合金型材具有质量小，结构强度高，导热快，散热性能好的优点。因此水平加固板5和竖直加固板6均为铝合金材质制成的型材，对散热器的重量和散热性能影响不大。进一步的，所述竖直加固板6通过熔焊的焊接方式固定在水平加固板5中间位置。具体来说，通过熔焊的方式连接固定竖直加固板6和水平加固板5，操作简单方便，且结构强度高，能更好的保护散热器主体。进一步的，所述固定孔11为腰形孔。可以理解的是，形状为腰形孔的固定孔11，一方面方便水平加固板5安装时快速定位，提供装配效率；另一方面可以通过锁紧螺栓8自由调节水平加固板的预紧力，从而更好的保护散热器主体。进一步的，所述散热管3外还有导热涂层，帮助提升散热器的散热效果。所述导热涂层的制备方法为：1、制备二氧化硅溶胶：将正硅酸己酯加入无水乙醇中，搅拌均匀后再加入浓氨水，45℃下搅拌12h，再加入乙烯基三乙氧基硅烷(a-151)，即得具有疏水性能的二氧化硅溶胶；其中，按体积份数，正硅酸己酯：无水乙醇：浓氨水：a-151＝10：50～120：2～5:1。2、制备氧化石墨烯分散液：将由hummers法制备的氧化石墨烯加入到去离子水中，超声处理3h(功率60w)，即得氧化石墨烯分散液；其中，按重量份数，氧化石墨烯：去离子水＝1:20～30。3、制备聚苯乙烯乳液：将苯乙烯单体加入去离子水中，再加入失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚(tween80)，充分搅拌形成乳液，所得乳液在70℃下通入氮气，再加入浓度为3％的过硫酸铵水溶液，聚合反应7h，得到聚苯乙烯乳液；其中，按重量份数，苯乙烯单体：去离子水：tween80：过硫酸铵水溶液＝1:3～7：0.05～0.10：0.1～0.3。4、将上述二氧化硅溶胶、氧化石墨烯分散液、聚苯乙烯乳液混合形成涂料胶体，将散热管3浸入涂料胶体溶液中，8～10min后取出，取出时间≤10s，以保证载体上涂层的均匀性，在室温下干燥；重复上述操作3次，干燥后在300℃下进行热处理，即得具有亲疏水性混合蜂窝状导热涂层；其中，按溶液体积份数比，二氧化硅溶胶：聚苯乙烯乳液：氧化石墨烯分散液＝13～30％:40～75％：13～30％；且二氧化硅溶胶与氧化石墨烯分散液等体积。下面结合具体实验对本发明进一步阐释。另外，使用上述范围内的技术方案制备的氧化石墨烯分散液制备导热涂料/涂层，最终导热性能相当，故未在实验中展示制备氧化石墨烯分散液的参数。下述实验中为方便操作，均采用氧化石墨烯：去离子水＝1:25。(1)制备对照组：按上述方法，制备氧化石墨烯分散液，氧化石墨烯：去离子水＝1:25。制备聚苯乙烯乳液，苯乙烯单体：去离子水：tween80：过硫酸铵水溶液＝1:5：0.07：0.25。不添加二氧化硅溶胶，氧化石墨烯分散液：聚苯乙烯乳液＝44％：56％。提拉速度为10cm/min，制备涂层，作为对照组。(2)优选二氧化硅溶胶的制备参数1)按上述方法，制备二氧化硅溶胶10组，具体参数如表所示。制备氧化石墨烯分散液，氧化石墨烯：去离子水＝1:25。制备聚苯乙烯乳液，苯乙烯单体：去离子水：tween80：过硫酸铵水溶液＝1:5：0.07：0.25。二氧化硅溶胶：聚苯乙烯乳液：氧化石墨烯分散液＝22％：56％：22％。提拉速度10cm/min，制备涂层10组。表1二氧化硅溶胶具体参数2)导热系数测试：采用c-thermtci导热系数测量仪，测试温度为20℃，对上述10组涂层进行导热系数测试。结果如表2所示。表2导热系数展示组别导热系数(w/(m*k))组125.6组225.7组325.6组425.8组525.7组625.7组725.6组825.7组925.7组1025.7对照组39.83)冷热循环升降温速度测试：将散热器内部通入50％的乙二醇和50％的水(体积比)。施加100kpa±20kpa的压力，以10℃到90℃进行温度循环，记录各涂层材料10℃到90℃升温过程所需时间，以及90℃到10℃降温过程所需时间。结果如表3所示。表3冷热循环升降温效果展示组别升温时间(min)降温时间(min)组115.65.4组215.45.3组315.35.8组415.75.3组516.15.5组616.25.5组715.85.7组815.95.6组915.85.4组1015.75.3对照组6.518.9从上述表2、表3可以看出，使用在本发明限定的范围内制备的二氧化硅溶胶，对最终导热涂料的性能影响差异不大，效果相当。使用纯的氧化石墨烯，导热系数非常高，但在升降温试验中，导热系数较高的纯氧化石墨烯涂层升温时间显著低于本发明各组，降温时间显著高于本发明各组，说明其导热性能明显弱于本发明制备的复合涂层材料。(3)优选聚苯乙烯乳液的制备参数1)按上述方法制备聚苯乙烯乳液8组，具体参数如表4所示。按实验(2)组4的方法制备二氧化硅溶胶8组；制备氧化石墨烯分散液，氧化石墨烯：去离子水＝1:25。按照二氧化硅溶胶：聚苯乙烯乳液：氧化石墨烯分散液＝22％：56％：22％，提拉速度10cm/min，制备涂层8组。表4各组具体参数2)按上述方法测试导热系数，结果如表5所示。表5导热系数展示组别导热系数(w/(m*k))组126.0组226.1组325.9组426.0组526.1组625.8组725.7组825.83)按上述方法测试升降温效果，结果如表6所示。表6冷热循环升降温效果展示从上述表5、表6可以看出，使用在本发明限定的范围内制备的聚苯乙烯乳液，对最终导热涂料的性能影响差异不大，效果相当。(4)优选导热涂料的制备参数1)按实验(2)组4的方法制备二氧化硅溶胶5组；按实验(3)组2的方法制备聚苯乙烯乳液5组；按照氧化石墨烯分散液，氧化石墨烯：去离子水＝1:25，制备氧化石墨烯分散液5组。按上述方法制备5组涂层，具体制备涂层的参数如表7所示。表7各组具体参数2)按上述方法测试导热系数，结果如表8所示。表8导热系数展示3)按上述方法测试升降温效果，结果如表9所示。表9冷热循环升降温效果展示组别升温时间(min)降温时间(min)组112.37.6组214.26.5组315.85.3组413.36.2组512.97.9组613.17.2组713.57.8对照组6.518.9从表8、表9可以看出，随着氧化石墨烯添量的增加，导热系数不断增加，但升降温效果时并不完全如此。氧化石墨烯和二氧化硅添量过低，无法有效形成蜂窝状结构，升温变快，降温变慢；氧化石墨烯添量过高，升降温效果也不理想。当前第1页12