CN102408611A - 一种地源热泵用高导热聚乙烯管材 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种地源热泵用高导热聚乙烯管材，包含以下重量份数的组分：聚乙烯100；纳米高导热复合粉1-5；改性剂0.3-1.5。与现有技术相比，本发明的聚乙烯管材加入了纳米高导热复合粉，使管材具备有高导热性，解决了本领域现有管材的导热问题，同时又能保持现有管材的优点。
Description
技术领域
本发明涉及聚乙烯管材领域，尤其涉及一种地源热泵用高导热聚乙烯管材。
背景技术
地源热泵是以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。地源热泵具有高效、节能、环保等优点，在近二十年的发展当中，该项技术在世界各地得到了迅速发展并广泛应用，中国的地源热泵市场也日趋活跃。目前地源热泵所用管材及管件材料一般都是选用HDPE、PE80或PE100的管材料。聚乙烯（PE）的导热系数为0.3-0.4W/(m·K)，聚丁烯（PB）的热导系数为0.22W/(m·K)，聚乙烯和聚丁烯的热导系数都较低，这对地源热泵系统的换热性能造成了一定的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地源热泵用高导热聚乙烯管材，以解决现有地源热泵用管材存在的导热问题。
为了实现上述的目的，采用如下的技术方案：一种地源热泵用高导热聚乙烯管材，包含以下重量份数的组分：
聚乙烯 100；
纳米高导热复合粉 1-5；
改性剂 0.3-1.5。
所选用的纳米高导热复合粉是根据每种材料的粒径、形态、表面易润湿性、掺杂分数、自身导热性能的不同，使用不同的粒子，让填料间形成最大的堆砌度，使体系中的导热网络最大程度上形成而达到有效的热传导，以最小的添加量获得较高的导热体系而不影响聚乙烯材料原来的性能，因此该管材以较少的导热复合粉添加量使其具有较高的导热性，并保持了现有PE管材的优点。
所述纳米高导热复合粉由多种超高导热填料组合而成，所述多种超高导热填料包括纳米氮化硅镁、纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氮化硼、高球形度氧化铝和有规则取向结构的纳米氮化硅。
上述方案中，所述改性剂为一种具有分散剂、偶联剂、成核剂作用的乙烯-丙烯酸低相对分子质量的离子交联聚合物。
与现有技术相比，本发明的聚乙烯管材加入了纳米高导热复合粉，使管材具备有高导热性，解决了本领域现有管材的导热问题，同时又能保持现有管材的优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例一
1、按重量配比秤取原料：聚乙烯100份；纳米高导热复合粉1份；改性剂0.3份。
2、将聚乙烯、纳米高导热复合粉、改性剂在高速混合机中混合1-2分钟。
3、将预混合好的原料放到同向平行双螺杆挤出机造粒，再经单螺杆挤出机挤出，管材加工温度为220℃，生产管径为￠25，挤出速度为10m/min，再经过真空定径、喷淋冷却、牵引、盘卷、包装后得到成品。
实施例二
1、按重量配比秤取原料：聚乙烯100份；纳米高导热复合粉3份；改性剂0.5份。
2、将聚乙烯、纳米高导热复合粉、改性剂在高速混合机中混合1-2分钟。
3、将预混合好的原料放到同向平行双螺杆挤出机造粒，再经单螺杆挤出机挤出，管材加工温度为220℃，生产管径为￠32，挤出速度为8m/min，再经过真空定径、喷淋冷却、牵引、盘卷、包装后得到成品。
实施例三
1、按重量配比秤取原料：聚乙烯100份；纳米高导热复合粉5份；改性剂1.5份。
2、将聚乙烯、纳米高导热复合粉、改性剂在高速混合机中混合1-2分钟。
3、将预混合好的原料放到同向平行双螺杆挤出机造粒，再经单螺杆挤出机挤出，管材加工温度为220℃，生产管径为￠40，挤出速度为6m/min，再经过真空定径、喷淋冷却、牵引、盘卷、包装后得到成品。
三个实施例生产出来的管材，导热性能达到0.6-1.0W/m·k，比普通HDPE管材的导热系数（约为0.4W/m·k）有明显提高。采用高导热的聚乙烯管材应用于地源热泵系统，管道内的介质与管道外的能量传递速率提高10-15%，节省了成本，提高了效率。
Claims (4)
1.一种地源热泵用高导热聚乙烯管材，其特征在于，包含以下重量份数的组分：
聚乙烯 100；
纳米高导热复合粉 1-5；
改性剂 0.3-1.5。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯管材，其特征在于，所述纳米高导热复合粉由多种超高导热填料组合而成。
3.根据权利要求2所述的聚乙烯管材，其特征在于，所述多种超高导热填料包括纳米氮化硅镁、纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氮化硼、高球形度氧化铝和有规则取向结构的纳米氮化硅。
4.根据权利要求1所述的聚乙烯管材，其特征在于，所述改性剂为乙烯-丙烯酸低相对分子质量的离子交联聚合物。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105646986A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-06-08 | 西南科技大学 | 一种具有三维隔离结构的导热绝缘高分子复合材料及其制备方法 |
| CN115197491A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-18 | 泛海海工(山东)智能装备有限公司 | 一种船用耐老化高强度聚乙烯材料、制备方法及应用 |
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| CN101225198A (zh) * | 2008-02-25 | 2008-07-23 | 金德管业集团有限公司 | 地源热泵用超高分子量增强高导热聚乙烯管材 |
| CN101948583A (zh) * | 2010-10-25 | 2011-01-19 | 株洲时代工程塑料制品有限责任公司 | 交联聚乙烯复合材料及其制备方法 |
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