CN102199321A - 一种高导热聚乙烯管道 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于地源热泵系统中的高导热聚乙烯管道。普通聚乙烯管道是热的不良导体，在使用中其导热性能不能很好地满足地源热泵系统的使用要求。本发明所述管道的各原料及其重量份数为：高密度聚乙烯100份，石墨15-20份，乙烯-辛烯共聚物8-10份，润滑剂2-4份，偶联剂0.4-0.8份，甲基硅油0.4-0.8份。本发明的高导热PE管道不仅具有普通PE管道的所有优点，而且增加了高导热性能及其耐压性、耐磨性，具有良好的韧性和抗冲击性，解决了传统的PE管道在地源热泵系统应用方面的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及管道领域，具体地说是一种高导热聚乙烯管道。
背景技术
在当前我国能源危机的形势下，可再生能源是国家一直倡议利用的，比如地热；而地源热泵系统则是目前世界上最先进的绿色空调系统，它是采用热泵原理、利用地球表层的土壤、岩石、地下水、地表水等的热能资源，并运用埋藏于建筑物周围的管路系统与建筑物内部进行热交换的空调技术，它是一种可持续发展的建筑节能新技术。
作为地源热泵系统用聚乙烯(PE)管道，要求具有热导率大、耐高压、耐腐性、优异的化学稳定性等性能，尤其要有高的导热性能。而普通聚乙烯(PE)管道是热的不良导体，在使用中其导热性能不能很好地满足地源热泵系统的使用要求。因此，若能提高PE管道的导热性能，则能更大地提高地热的传输和利用，更好地满足在地源热泵系统领域中的使用要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有PE管道存在的缺陷，提供了一种既具有传统PE管道性能又有高导热性能的管道，专门用于地源热泵系统领域。
本发明PE管道的配方(重量份)为：
高密度聚乙烯(HDPE) 100份，
石墨 15-20份，
乙烯-辛烯共聚物(POE) 8-10份，
润滑剂(PE蜡) 2-4份，
偶联剂 0.4-0.8份，
甲基硅油 0.4-0.8份。
本发明由于在高密度聚乙烯中加入了导热系数较高的无机填料石墨，提高了HDPE材料的导热性能，同时加入乙烯-辛烯共聚物(POE)，对HDPE材料进行改性，提高了产品的韧性和冲击性能。
所述的偶联剂最优选钛酸酯偶联剂，其次优选硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂。
所述偶联剂的作用是对石墨进行表面处理，提高石墨与聚合物基体HDPE的界面相互作用，且甲基硅油促进了石墨更好的粘附在HDPE表面。所述的润滑剂(PE蜡)，具有协同分散流动的作用，进一步增加了石墨的分散性，达到更好的表面改性效果，进而使制品获得良好的表观质量及机械、热性能。
上述高导热PE管道的制备方法如下：将低压高密度聚乙烯(HDPE)、石墨、润滑剂(PE蜡)、偶联剂和甲基硅油等原料倒入混合机中，混合均匀，用双螺杆造粒机造粒，在单螺杆挤出机挤出管道。
本发明具有的有益效果为：本发明的高导热PE管道不仅具有普通PE管道的所有优点，而且增加了高导热性能及其耐压性、耐磨性，具有良好的韧性和抗冲击性，解决了传统的PE管道在地源热泵系统应用方面的缺陷，具有很大的经济效益和社会效益；本发明高导热PE管道的制造工艺简单，生产容易，无需添加特殊设备，采用传统PE管道生产线即可。
下面结合实施例对本发明作详细说明。
具体实施方式
实施例1：D25规格的管道(直径为25mm)
本发明高导热PE管道的原料组成如下：
高密度聚乙烯(HDPE) 100份，
石墨 15份，
乙烯-辛烯共聚物(POE) 8份，
润滑剂(PE蜡) 2份，
钛酸酯偶联剂 0.6份，
甲基硅油 0.5份。
本发明的对比验证测试结果如下表：
从上述测试结果来看，本发明产品的性能优于普通给水用聚乙烯(PE)管材，尤其导热性能，本发明明显高于普通给水用聚乙烯(PE)管材。
实施例2：D32规格的管道(直径为32mm)
本发明高导热PE管道的原料组成如下：
高密度聚乙烯(HDPE) 100份，
石墨 20份，
乙烯-辛烯共聚物(POE) 10份，
润滑剂(PE蜡) 4份，
硅烷偶联剂 0.8份，
甲基硅油 0.6份。
上述两个实施例的生产方法为：在混合机内先后加入上述成分比例的原料混合至石墨等充分分散为好，然后下料，经双螺杆造粒机造粒，加入PE管道生产线，加工温度控制在180～200℃，最后在单螺杆挤出机挤出成型为高导热PE管道。
Claims (4)
1.一种高导热聚乙烯管道，其特征在于所述管道的各原料及其重量份数为：
高密度聚乙烯 100份，
石墨 15-20份，
乙烯-辛烯共聚物 8-10份，
润滑剂 2-4份，
偶联剂 0.4-0.8份，
甲基硅油 0.4-0.8份。
2.根据权利要求1所述的高导热聚乙烯管道，其特征在于所述的润滑剂为聚乙烯蜡。
3.根据权利要求1所述的高导热聚乙烯管道，其特征在于所述的偶联剂选用钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂。
4.权利要求1、2或3所述的高导热聚乙烯管道应用于地源热泵系统中。
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