CN103242581A - 一种高导热耐热聚乙烯地暖管材及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地暖管道的管材，特别是涉及一种高导热耐热聚乙烯地暖管材，以及该管材的制备方法。一种高导热耐热聚乙烯地暖管材，它是由质量比为1:40的高分子母料粒料与耐热聚乙烯粒料制备而成，其中高分子母料粒料是由下述原料按所述重量份数制备而成：氮化铝粉末1-30份、耐热聚乙烯粉料为65-95份、钛酸酯偶联剂为3份、增塑剂1份。本发明由于在管材中加入了氮化铝聚乙烯母料，使管材各原料产生协同作用，使得制得的管件导热性得到提高，在安装过程中可以节省增大管材铺设间距，同样达到供暖效果，从而达到节省材料，且节省热量，使热量不浪费。
Description
技术领域
本发明涉及一种地暖管道的管材，特别是涉及一种高导热耐热聚乙烯（PE-RT）地暖管材，以及该管材的制备方法。
背景技术
耐热聚乙烯（PE-RT）地暖管材由于安装方便，耐化学腐蚀性强，柔韧性好等优点，在城镇建筑供暖工程、农村供暖系统改造等领域有广泛的应用，它安装在楼层地面水泥下，在整个空间内不可见，既节省了空间，又比较美观，深受广大使用者的欢迎，但是目前此种塑料管道存在很大的缺点，那就是聚乙烯作为高分子材料，它的热导率较之金属较低，散热较慢。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高导热耐热聚乙烯地暖管材及制备方法，它解决了现有耐热聚乙烯地暖管材导热性差的问题，本发明的高导热耐热聚乙烯地暖管材导热性好、散热快、节能、环保。
为了解决上述技术问题，本发明是通过下述技术方案实现的：
一种高导热耐热聚乙烯地暖管材，它是由质量比为1:40的高分子母料粒料与耐热聚乙烯（PE-RT）粒料制备而成，其中高分子母料粒料是由下述原料按所述重量份数制备而成：氮化铝（ALN）粉末 1-30份、耐热聚乙烯粉料为65-95份、钛酸酯偶联剂为3份、增塑剂1份。
上述的高分子母料粒料是由下述原料按所述重量份数制备而成：氮化铝（ALN）粉末 4份、耐热聚乙烯粉料为80份、钛酸酯偶联剂为3份、增塑剂1份。
上述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯二甲酸二异癸酯、已二酸二辛酯、癸二酸二辛酯中的任意一种。
一种所述的高导热耐热聚乙烯地暖管材的制备方法，取符合所述重量份数的氮化铝粉料和偶联剂混合后溶剂到0.1-0.5份的质量百分比浓度为99％乙醇溶剂中，常温下超声振荡120转/分钟，然后在真空干燥箱内，100℃下加热180分钟除去乙醇溶剂，取出后在40℃干燥1.5-2.5小时，冷却至常温，保存于干燥器内得高分子母料粉料，将高分子母料粉料与符合所述重量份数的耐热聚乙烯（PE-RT）粉料及增塑剂加入到造粒机造粒得高分子母料粒料备用；取符合所述重量份数的高分子母料粒料及耐热聚乙烯（PE-RT）粒料放入混料机中均匀混合，混合好后的原料放入烘箱中进行干燥，干燥温度为78-82℃,时间为3-4小时，将干燥后的物料通过共挤机挤出得管材。
由于采用上述技术方案，使得本发明具有如下优点和效果：
本发明由于在管材中加入了氮化铝（ALN）聚乙烯母料，使管材各原料产生协同作用，使得制得的管件导热性得到提高，在安装过程中可以节省增大管材铺设间距，同样达到供暖效果，从而达到节省材料，且节省热量，使热量不浪费，另外在生产氮化铝（ALN）高分子母料时加入了钛酸酯偶联剂，使氮化铝（ALN）和耐热聚乙烯粉料的相容性提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步描述。以下实施例仅为本发明的几个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
下述实施例中的方法，如无特别说明，均为常规方法。
下述的实施例中的百分含量如无特别说明，均为质量百分含量。
实施例1
高导热耐热聚乙烯地暖管材的制备方法，取氮化铝粉料10g和偶联剂30g混合后溶剂到0.5g质量百分比浓度为99％的乙醇溶剂中，常温下超声振荡120转/分钟，然后在真空干燥箱内，100℃下加热180分钟除去乙醇溶剂，取出后在40℃干燥2小时，冷却至常温，保存于干燥器内得高分子母料粉料，将高分子母料粉料与950g耐热聚乙烯（PE-RT）粉料及10g邻苯二甲酸二辛酯作为增塑剂加入到造粒机造粒得高分子母料粒料备用；取10g制备好的高分子母料粒料及400g耐热聚乙烯（PE-RT）粒料放入混料机中均匀混合，混合好后的原料放入烘箱中进行干燥，干燥温度为78℃,时间为4小时，将干燥后的物料通过共挤机挤出得管材。管材进行盘卷，切割成标准长度。
实施例2
高导热耐热聚乙烯地暖管材的制备方法，取氮化铝粉料40g和偶联剂30g混合后溶剂到0.4g质量百分比浓度为99％的乙醇溶剂中，常温下超声振荡120转/分钟，然后在真空干燥箱内，100℃下加热180分钟除去乙醇溶剂，取出后在40℃干燥2小时，冷却至常温，保存于干燥器内得高分子母料粉料，将高分子母料粉料与800g耐热聚乙烯（PE-RT）粉料及10g邻苯二甲酸二辛酯作为增塑剂加入到造粒机造粒得高分子母料粒料备用；取10g制备好的高分子母料粒料及400g耐热聚乙烯（PE-RT）粒料放入混料机中均匀混合，混合好后的原料放入烘箱中进行干燥，干燥温度为80℃,时间为3.5小时，将干燥后的物料通过共挤机挤出得管材。管材进行盘卷，切割成标准长度。
实施例3
高导热耐热聚乙烯地暖管材的制备方法，取氮化铝粉料300g和偶联剂30g混合后溶剂到0.3g质量百分比浓度为99％的乙醇溶剂中，常温下超声振荡120转/分钟然后在真空干燥箱内，100℃下加热180分钟除去乙醇溶剂，取出后在40℃干燥1.5小时，冷却至常温，保存于干燥器内得高分子母料粉料，将高分子母料粉料与650g耐热聚乙烯（PE-RT）粉料及10g邻苯二甲酸二丁酯作为增塑剂加入到造粒机造粒得高分子母料粒料备用；取10g制备好的高分子母料粒料及400g耐热聚乙烯（PE-RT）粒料放入混料机中均匀混合，混合好后的原料放入烘箱中进行干燥，干燥温度为82℃,时间为3小时，将干燥后的物料通过共挤机挤出得管材。管材进行盘卷，切割成标准长度。
实施例4
高导热耐热聚乙烯地暖管材的制备方法，取氮化铝粉料10g和偶联剂30g混合后溶剂到0.1g质量百分比浓度为99％的乙醇溶剂中，常温下超声振荡120转/分钟，然后在真空干燥箱内，100℃下加热180分钟除去乙醇溶剂，取出后在40℃干燥2.5小时，冷却至常温，保存于干燥器内得高分子母料粉料，将高分子母料粉料与650g耐热聚乙烯（PE-RT）粉料及10g邻苯二甲酸二庚酯作为增塑剂加入到造粒机造粒得高分子母料粒料备用；取10g制备好的高分子母料粒料及400g耐热聚乙烯（PE-RT）粒料放入混料机中均匀混合，混合好后的原料放入烘箱中进行干燥，干燥温度为82℃,时间为3.2小时，将干燥后的物料通过共挤机挤出得管材。管材进行盘卷，切割成标准长度。
实施例5
高导热耐热聚乙烯地暖管材的制备方法，取氮化铝粉料300g和偶联剂30g混合后溶剂到0.5g质量百分比浓度为99％的乙醇溶剂中，常温下超声振荡120转/分钟，然后在真空干燥箱内，100℃下加热180分钟除去乙醇溶剂，取出后在40℃干燥2.5小时，冷却至常温，保存于干燥器内得高分子母料粉料，将高分子母料粉料与950g耐热聚乙烯（PE-RT）粉料及10g邻苯二甲酸二异癸酯作为增塑剂加入到造粒机造粒得高分子母料粒料备用；取10g制备好的高分子母料粒料及400g耐热聚乙烯（PE-RT）粒料放入混料机中均匀混合，混合好后的原料放入烘箱中进行干燥，干燥温度为78℃,时间为3.8小时，将干燥后的物料通过共挤机挤出得管材。管材进行盘卷，切割成标准长度。
实施例6
高导热耐热聚乙烯地暖管材的制备方法，取氮化铝粉料100g和偶联剂30g混合后溶剂到0.25g质量百分比浓度为99％的乙醇溶剂中，常温下超声振荡120转/分钟，然后在真空干燥箱内，100℃下加热180分钟除去乙醇溶剂，取出后在40℃干燥2.3小时，冷却至常温，保存于干燥器内得高分子母料粉料，将高分子母料粉料与750g耐热聚乙烯（PE-RT）粉料及10g邻苯二甲酸二辛酯作为增塑剂加入到造粒机造粒得高分子母料粒料备用；取10g制备好的高分子母料粒料及400g耐热聚乙烯（PE-RT）粒料放入混料机中均匀混合，混合好后的原料放入烘箱中进行干燥，干燥温度为81℃,时间为3.4小时，将干燥后的物料通过共挤机挤出得管材。管材进行盘卷，切割成标准长度。
实施例7
高导热耐热聚乙烯地暖管材的制备方法，取氮化铝粉料200g和偶联剂30g混合后溶剂到0.35g质量百分比浓度为99％的乙醇溶剂中，常温下超声振荡120转/分钟，然后在真空干燥箱内，100℃下加热180分钟除去乙醇溶剂，取出后在40℃干燥1.8小时，冷却至常温，保存于干燥器内得高分子母料粉料，将高分子母料粉料与700g耐热聚乙烯（PE-RT）粉料及10g已二酸二辛酯作为增塑剂加入到造粒机造粒得高分子母料粒料备用；取10g制备好的高分子母料粒料及400g耐热聚乙烯（PE-RT）粒料放入混料机中均匀混合，混合好后的原料放入烘箱中进行干燥，干燥温度为79℃,时间为3.7小时，将干燥后的物料通过共挤机挤出得管材。管材进行盘卷，切割成标准长度。
实施例8
高导热耐热聚乙烯地暖管材的制备方法，取氮化铝粉料250g和偶联剂30g混合后溶剂到0.45g质量百分比浓度为99％的乙醇溶剂中，常温下超声振荡120转/分钟，然后在真空干燥箱内，100℃下加热180分钟除去乙醇溶剂，取出后在40℃干燥2.2小时，冷却至常温，保存于干燥器内得高分子母料粉料，将高分子母料粉料与850g耐热聚乙烯（PE-RT）粉料及10g已二酸二辛酯作为增塑剂加入到造粒机造粒得高分子母料粒料备用；取10g制备好的高分子母料粒料及400g耐热聚乙烯（PE-RT）粒料放入混料机中均匀混合，混合好后的原料放入烘箱中进行干燥，干燥温度为77℃,时间为3.6小时，将干燥后的物料通过共挤机挤出得管材。管材进行盘卷，切割成标准长度。
实施例1-8任意一个实施例中的共挤机的挤出温度见表1。
挤出温度如下：表1
| 温度段 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | 模具1 | 模具1 | 模具1 |
| 温度(℃) | 160～180 | 165～185 | 175～190 | 190～210 | 195～215 | 190～220 | 185～200 | 190～210 |
实施例1-8制得的管材采用本领域常规方法进行检测，检测结果如表2所示。
表2
| 序 号 | 项 目 | 技 术 要 求 |
| 1 | 纵向回缩率110，%) | ≤3% |
| 2 | 简支梁冲击试验(0±2℃) | 破损率＜试样的10% |
| 3 | 熔体流动速率(190℃，5kg，g/10min) | 变化率≤原料的30% |
| 4 | 静液压试验(20℃，1h) | 无渗漏、无破裂 |
| 5 | 静液压试验(95℃，165h) | 无渗漏、无破裂 |
| 6 | 热导率（W/m·K）， | 1.8以上 |
实施例1-8所选用原料的特点如下：
耐热聚乙烯粉料和粒料具有以下特点：密度0.930～0.935/cm3、熔融指数(190℃，5kg)不大于0.65g/10min、拉伸屈服强度(50mm/min)不低于2.5MPa、断裂伸长率(50mm/min)不低于350%。
氮化铝（ALN）有以下特点：热导率320W/m·K左右，热膨胀系数为4.5×10-6℃左右。
钛酸酯偶联剂（NDZ-105）有以下特点：外观为酒红色粘稠液体、分解温度255℃、闪点：100℃、PH值：5、密度（20℃）0.934g/ cm3。
Claims (4)
1.一种高导热耐热聚乙烯地暖管材，其特征在于它是由质量比为1:40的高
分子母料粒料与耐热聚乙烯粒料制备而成，其中高分子母料粒料是由下述原料按所述重量份数制备而成：氮化铝粉末 1-30份、耐热聚乙烯粉料为65-95份、钛酸酯偶联剂为3份、增塑剂1份。
2.根据权利要求1所述的一种高导热耐热聚乙烯地暖管材，其特征在于所述的高分子母料粒料是由下述原料按所述重量份数制备而成：氮化铝粉末 4份、耐热聚乙烯粉料为80份、钛酸酯偶联剂为3份、增塑剂1份。
3.根据权利要求1或2所述的一种高导热耐热聚乙烯地暖管材，其特征在于所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯二甲酸二异癸酯、已二酸二辛酯、癸二酸二辛酯中的任意一种。
4.一种权利要求1或2所述的高导热耐热聚乙烯地暖管材的制备方法，其特征在于取符合所述重量份数的氮化铝粉料和偶联剂混合后溶剂到0.1-0.5份的质量百分比浓度为99％乙醇溶剂中，常温下超声振荡120转/分钟，然后在真空干燥箱内，100℃下加热180分钟除去乙醇溶剂，取出后在40℃干燥1.5-2.5小时，冷却至常温，保存于干燥器内得高分子母料粉料，将高分子母料粉料与符合所述重量份数的耐热聚乙烯粉料及增塑剂加入到造粒机造粒得高分子母料粒料备用；取符合所述重量份数的高分子母料粒料及耐热聚乙烯粒料放入混料机中均匀混合，混合好后的原料放入烘箱中进行干燥，干燥温度为78-82℃,时间为3-4小时，将干燥后的物料通过共挤机挤出得管材。
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