本發(fā)明涉及燃氣熱水器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及燃氣熱水器帶石墨烯保護膜的換熱器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有燃氣熱水器換熱器換熱管多采用無氧銅材質(zhì)，銅是導熱系數(shù)較大的金屬材質(zhì)，導熱系數(shù)有377W/m·K，但交叉流換熱器中的蛇形銅盤管沿水流方向有較大的溫度差，這樣的溫度梯度不利于換熱，會降低換熱器的換熱性能，且熱水器在水質(zhì)較差情況下使用，銅管會被腐蝕導致漏水。雖然開發(fā)的不銹鋼材質(zhì)換熱器盡管能較好解決換熱器被腐蝕漏水問題，但不銹鋼材質(zhì)的導熱性能較差，304的導熱系數(shù)僅有16.2W/m·K，且相同換熱能力的不銹鋼換熱器比銅換熱器質(zhì)量要大很多，導致其在燃氣熱水器領(lǐng)域使用受到一定的制約。傳統(tǒng)的防腐蝕處理方法如電化學保護因安全性等原因并不適用于燃氣熱水器換熱器，而一般的鈍化處理方法是在銅管表面生成鈍化膜以此保護銅管不被腐蝕，但該鈍化膜并不能很好地長期在水流沖擊下工作，其對銅管的保護作用有限，仍不能避免熱水器使用過程中銅管的腐蝕漏水。

也有采用石墨烯保護膜的，一種高散熱性能的換熱器(CN201620721991.7)公開(公告)號為CN205897906U、申請日為2016.07.08的實用新型專利申請，它包括翅片和穿插在所述翅片中的換熱管；所述換熱管包括換熱管本體，所述換熱管本體的內(nèi)表面和外表面分別設(shè)有石墨烯導熱涂層；設(shè)于所述換熱管本體內(nèi)表面的石墨烯導熱涂層的外表面還設(shè)有氮化硅涂層。但其制備復雜，附著力不夠，從而影響壽命及使用效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種工藝簡單方便、防腐效果好、耐高溫，導熱性能良好、同時也具有超疏水性質(zhì)的帶石墨烯保護膜的燃氣熱水器換熱器的制備方法。

為了達到以上目的，本發(fā)明專利采用如下技術(shù)方案：

一種換熱高效防腐蝕的帶石墨烯保護膜的換熱器制備方法，其特征在于，其具體工藝步驟如下：

(1)首先對銅管進行清洗并烘干，可以采用酒精、丙酮溶液清洗銅管內(nèi)壁的油污；

(2)然后在銅管表面上生長石墨烯：將生長溫度設(shè)定為800-1200℃，在反應室內(nèi)通入保護氣，并快速升溫到石墨烯生長溫度，隨后通入甲烷氣體并保持8-15分鐘，石墨烯生長的時間即為通入甲烷的時間，之后快速降溫并關(guān)閉所有氣體；

(3)在石墨烯制備過程中保證反應室的壓力控制在8-15mbar；至此就在銅管表面制備好了良好的石墨烯保護膜，包裹住銅以防腐蝕。

作為上述方案的進一步說明，所述銅管進行清洗的步驟(1)中，是采用將其放置于丙酮中煮沸5-15分鐘，再放入乙醇中煮沸8-18分鐘后用去離子水清洗，再放入冰醋酸中浸泡5-20分鐘后用去離子水清洗，清洗的最后步驟是用氮氣吹干，這樣做是為了去除銅管上可能附著的有機物和氧化銅相關(guān)雜質(zhì)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明專利提供的一種燃氣熱水器換熱器制備方法具有以下有益效果：

采用全新的石墨烯膜的換熱器，石墨烯是二維碳納米材料，對水、離子有很好的穩(wěn)定性，其特殊的片層狀結(jié)構(gòu)能起到物理屏障作用阻礙腐蝕的發(fā)生，同時也具有超疏水性質(zhì)。因此本發(fā)明針對熱水器換熱器銅管的換熱及防腐蝕問題采用石墨烯膜，保證燃氣熱水器換熱器高效換熱并延長其使用壽命。

石墨烯保護膜其優(yōu)良的導熱性能保證交叉流換熱器中不同平面管道溫度的一致性，實現(xiàn)強化換熱。

石墨烯保護膜的超疏水性質(zhì)可以確保不在換熱管內(nèi)形成水膜阻擋熱傳遞，有石墨烯保護膜的換熱器其傳熱率比之原來的換熱器要提高4倍之多。

石墨烯保護膜其優(yōu)良的力學性能、附著性能、耐高溫以及耐腐蝕性能更能有效防止熱水器中銅管腐蝕漏水，延長使用壽命；

本發(fā)明可采用化學氣相沉積法(CVD)獲得的石墨烯保護膜，由于銅材質(zhì)的自限性，在銅表面形成一層石墨烯后失去了催化分解作用，銅作為催化劑很容易制備出單層石墨烯。制備簡單方便，保護膜附著力強，使用壽命長。其本發(fā)明方法價格適中，可大批量生產(chǎn)，成膜質(zhì)量較高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝方框示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明專利作進一步描述。

如圖1所示，本發(fā)明的換熱高效防腐蝕的帶石墨烯保護膜的換熱器制備方法具體制備方法如下：

首先對銅管進行清洗：將其放置于丙酮中煮沸10分鐘，再放入乙醇中煮沸10分鐘后用去離子水清洗，再放入冰醋酸中浸泡10分鐘后用去離子水清洗，清洗的最后步驟是用氮氣吹干，這樣做是為了去除銅管上可能附著的有機物和氧化銅等雜質(zhì)。

接下來就在銅管表面上生長石墨烯，將生長溫度設(shè)定為1000℃，在反應室內(nèi)通入保護氣，并快速升溫到石墨烯生長溫度，隨后通入甲烷氣體并保持10分鐘，石墨烯生長的時間即為通入甲烷的時間，之后快速降溫并關(guān)閉所有氣體。

然后在石墨烯制備過程中保證反應室的壓力控制在10mbar。至此就在銅管表面制備好了良好的石墨烯保護膜，包裹住銅以防腐蝕。

因當指出，上述工藝步驟中，銅管進行清洗也可以采用其它的方法來實現(xiàn)，而相對于上述參數(shù)，是經(jīng)實驗得來的最優(yōu)效果參數(shù)，而其參數(shù)中，生長溫度可以設(shè)定為800-1200℃，通入甲烷氣體保持時間可以為8-15分鐘，反應室的壓力控制可以在8-15mbar；而對于銅管進行清洗的步驟中，放置于丙酮中煮沸時間可以為5-15分鐘，放入乙醇中煮沸時間可以為8-18分鐘，放入冰醋酸中浸泡時間5-20分鐘。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。