CN101839377A - 一种太阳能热水输送管道及其制备方法 - Google Patents

一种太阳能热水输送管道及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种太阳能热水输送管道及其制备方法，所述管道采用三层的复合管道结构，外层1为抗老化层，添加有碳黑或抗老化剂的PERT I型或II型材料，内层3为抗菌层，添加有抗菌剂的PERT I型或II类材料，中间层2为保温层，采用结皮发泡。所述管道的制备方法为首先配好三层管壁的各组成物料，混合均匀后将物料投入到挤出生产线中挤出成型，采用三台挤出机分别挤出内中外三层，通过共挤模具一体成型，制得所需管道。所述管道制成后，由真空定型水箱定型，冷却水箱进行分段冷却，然后由牵引机送到切割机进行切割，获得所需长度的成品，最后堆放到收料架上。该管道具有保温，抗菌，卫生，抗老化，能耗小，节约能耗功效，另外三层复合管道简化了结构，节省成本，减小加工工序。

Description

一种太阳能热水输送管道及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种输水管，特别涉及一种太阳能热水输送管道及其制备方法。
技术背景
随着太阳能利用的普及，各类太阳能热水器应运而生。而目前制约太阳能应用的主要原因是成本高。根据2009年市场价格估算，现在市场正规太阳能热水器的价格在2000元左右。而输送热水到户的耐高温金属管道一般在400-700元左右，约占了1/3。降低这部分费用就成为降低整体价格的一个关键因素之一。而金属管道在防腐性、安装便捷性等方面都相对塑料材料差，另外世界在提倡节能降耗，金属制品的生产和推广都收到了较大的限制。因此人们逐渐把目光投入到太阳能热水管输送塑料管上。目前市场上的塑料管主要是PEX(交联聚乙烯)管以及少量的PERT(耐热增强型聚乙烯)单层或双层管。虽然这些塑料管都具有抗老化作用，但考虑到热水输送的保温性以及健康环保的因素。
实用新型专利CN2727647阐述的一种太阳能热水器用输水管，所述输水管采用内外双层双色的复合管道结构，外层为深色聚烯烃防晒层，内层为浅色无毒聚烯烃层，但在抗菌方面普通的无毒聚烯烃效果不明显，抗菌性不强；另外聚烯烃主要采用聚乙烯(PE)，而PE的热传导率较高，输送热水时热量损失大，浪费了能量，所以该实用新型在保温方面也存在缺陷。
发明内容
本发明的第一目的在于解决现有技术的缺陷，提供一种太阳能热水输送管道。
本发明的另一目的在于提供该管道的制备方法。
为了实现第一个发明目的，采用的技术方案如下：
一种太阳能热水输送管道，所述管道采用内中外三层的复合管道结构，外层为抗老化层，内层为抗菌层，中间层为保温层，所述内层采用了添加有抗菌剂的PERT I型或II类材料，所述外层添加有碳黑或抗老化剂的PERT I型或II型材料，所述中间保温层的成分及重量比例如下：
  成分   重量比例％
  PERT I型或II型   90.0～99.2
  化学发泡剂AC   0.1～2.0
  助发泡剂ZnO   0.2～5.0
  成核剂钛白粉   0.5～2.0
  相容剂MAH-g-PE   0～1.0
所述内层添加具有抗菌剂的PERT I型或II型材料，PERT为耐热增强型聚乙烯，具有很强的耐热效果，添加抗菌剂之后有效起到抗菌作用，减少管道细菌的滋生，堵塞管道，同时保证生活用水的清洁。所述中间层为保温层，采用结皮发泡工业，管道的整体重量变轻，而主要材料还是PERT，其传导率较低，有效地降低能耗，确保了热水输送的效率，有效地节约能源。所述外层为添加有碳黑或抗老化剂的PERT I型或II型材料，炭黑具有很强的抗老化效果，而且价格便宜，有效地增强抗老化作用，降低成本，延长管道的使用寿命。
所述管道的管壁厚度为2.0-10.5mm，其中内层厚度为0.6-3.2mm，中间层厚度为1.0-5.2mm，外层厚度为0.4-2.1mm。管壁厚度小于一般的热水输送管道的管壁厚度，减小重量，节省材料，降低成本。
所述中间层发泡后密度不高于0.8g/cm3，减轻了管道的重量，节约了能源，也更易于安装。
为了实现第二个发明目的，采用的技术方案如下：
所述太阳能热水输送管道的制备方法，包括如下步骤：
1)配好内中外三层的各组成物料；
2)将配好的各物料混合均匀；
3)将混合好的物料投入到挤出生产线中进行挤出成型，采用三台挤出机分别挤出内中外三层，并通过共挤模具一体成型，制得所需管道，这种将三层管壁结合为一体化结构简化了加工程序，也保证了每一层管壁的清洁，另外这种复合结构使管道同时具有外部抗老化，内部耐热及抗菌，中部保温的作用。
所述步骤3)的三台挤出机的机筒加热温度为150~250℃，所述共挤模具温度为180～300℃，所述挤出时的螺杆转速为10~150rpm，
所述的太阳能热水输送管道的制备方法，经过步骤3)制备的管道后，还通过真空定型水箱和冷却水箱的进行定型，定型后再通过牵引机和切割机进行牵引切割，获得所需的长度，最后堆放到收料架上完成。在真空中进行定型，可确保管道冷却过程不会被氧化，保证管道的质量，延长管道的使用寿命，采用牵引切割来获得所需的长度，减少材料浪费和提高生产效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：内层采用了添加有抗菌剂的PERTI型或II类材料，耐热塑料层的内部为抗菌层，不仅不会对流体产生污染，而且可以杀灭流体中可能存在的有害细菌，抗菌作用强；中间层为保温层，采用结皮发泡，管道整体质量变轻，节省材料，节省成本；外层添加有碳黑或抗老化剂的PERT I型或II型材料，抗老化效果好；将挤压出来的三层管通过共挤模具一体成型，简化了加工程序，使得该管道同时具有抗菌，抗老化及耐热，保温的作用，实用性强；采用牵引切割来获得所需的长度，减少材料浪费，提高了生产效率。
附图说明
图1本发明的三层复合管道结构示意图
图2本发明的三层复合管道生产工艺图
具体实施方式
下面结合附图1，附图2详细说明本发明的优选实施例。
一种太阳能热水输送管道，所述管道采用内中外三层的复合管道结构，其中外层1为抗老化层，内层3为抗菌层，中间层2为保温层，其中内层3采用了添加有抗菌剂的PERT I型或II类材料，外层1添加有碳黑或抗老化剂的PERTI型或II型材料，中间保温层2的成分及重量比例如下：
  成分   重量比例％
  PERT I型或II型   90.0～99.2
  化学发泡剂AC   0.1～2.0
  助发泡剂ZnO   0.2～5.0
  成核剂钛白粉   0.5～2.0
  相容剂MAH-g-PE   0～1.0
所述管道的管壁厚度为2.0-10.5mm，其中内层3厚度为0.6-3.2mm，中间层2厚度为1.0-5.2mm，外层1厚度为0.4-2.1mm。
所述中间层2发泡后密度不高于0.8g/cm3。
所述太阳能热水输送管道的制备方法，包括如下步骤：
1)配好内中外三层的各组成物料；
2)将配好的各物料混合均匀；
3)将混合好的物料投入到挤出生产线中进行挤出成型，采用三台挤出机分别挤出内中外三层，并通过共挤模具一体成型，制得所需管道。
所述步骤3)的三台挤出机的机筒加热温度为150~250℃。
所述步骤3)的共挤模具4温度为180～300℃。
所述步骤3)挤出时的螺杆转速为10~150rpm。
经过步骤3)制备得管道后，还通过真空定型水箱5和冷却水箱6、7的进行定型，定型后再通过牵引机8和切割机9进行牵引切割，获得所需的长度，最后堆放到收料架10上完成。

Claims (8)

1.一种太阳能热水输送管道，其特征在于所述管道采用内中外三层的复合管道结构，外层(1)为抗老化层，内层(3)为抗菌层，中间层(2)为保温层，其中内层(3)采用了添加有抗菌剂的PERT Ⅰ型或Ⅱ类材料，外层(1)添加有碳黑或抗老化剂的PERT Ⅰ型或Ⅱ型材料，中间(2)保温层的成分及重量比例如下：
  成分   重量比例％  PERT Ⅰ型或Ⅱ型   90.0～99.2  化学发泡剂AC   0.1～2.0  助发泡剂ZnO   0.2～5.0  成核剂钛白粉   0.5～2.0  相容剂MAH-g-PE   0～1.0
2.根据权利要求1所述的太阳能热水输送管道，其特征在于所述管道的管壁厚度为2.0-10.5mm，其中内层(3)厚度为0.6-3.2mm，中间层(2)厚度为1.0-5.2mm，外层(1)厚度为0.4-2.1mm。
3.根据权利要求1所述的太阳能热水输送管道，其特征在于所述中间层(2)发泡后密度不高于0.8g/cm3。
4.一种权利要求1至3任一项所述太阳能热水输送管道的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)配好内中外三层的各组成物料；
2)将配好的各物料混合均匀；
3)将混合好的物料投入到挤出生产线中进行挤出成型，采用三台挤出机分别挤出内中外三层，并通过共挤模具一体成型，制得所需管道。
5.根据权利要求4所述太阳能热水输送管道的制备方法，其特征在于所述步骤3)的三台挤出机的机筒加热温度为150~250℃。
6.根据权利要求4或5所述太阳能热水输送管道的制备方法，其特征在于所述步骤3)的共挤模具温度为180～300℃。
7.根据权利要求6所述的太阳能热水输送管道的制备方法，其特征在于所述步骤3)挤出时的螺杆转速为10~150rpm。
8.根据权利要求7所述的太阳能热水输送管道的制备方法，其特征在于经过步骤3)制备得管道后，还通过真空定型水箱和冷却水箱的进行定型，定型后再通过牵引机和切割机进行牵引切割，获得所需的长度，最后堆放到收料架上完成。
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