CZ26752U1 - Termoplastický kompozit a trubka z něho vyrobená - Google Patents

Termoplastický kompozit a trubka z něho vyrobená Download PDF

Info

Publication number
CZ26752U1
CZ26752U1 CZ2014-29105U CZ201429105U CZ26752U1 CZ 26752 U1 CZ26752 U1 CZ 26752U1 CZ 201429105 U CZ201429105 U CZ 201429105U CZ 26752 U1 CZ26752 U1 CZ 26752U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
thermoplastic composite
weight
layer
thermoplastic
composite
Prior art date
Application number
CZ2014-29105U
Other languages
English (en)
Inventor
Ladislav Pospíšil
Josef Křivánek
Original Assignee
Gascontrol Plast, A.S.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gascontrol Plast, A.S. filed Critical Gascontrol Plast, A.S.
Priority to CZ2014-29105U priority Critical patent/CZ26752U1/cs
Publication of CZ26752U1 publication Critical patent/CZ26752U1/cs

Links

Landscapes

  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

Termoplastický kompozit a trubka z něho vyrobená
Oblast techniky
Technické řešení se týká termoplastického kompozitu zejména z polyethylenu a/nebo polypropylenu s anorganickými plnivy a/nebo výztužemi a trubky z něho vyrobené.
Stav techniky
Termoplastické kompozity jsou vyráběny s různými organickými plnivy, např. dřevitou moučkou, ale hlavně s anorganickými plnivy, z nichž nejběžnější jsou uhličitan vápenatý a/nebo výztužemi, jimiž jsou hlavně skleněná vlákna a mastek.
Použití anorganických plniv a výztuží v termoplastických kompozitech jev současnosti obecně rozšířenou technologií. Mají-li však být plniva skutečně účinnými a výrazně ovlivnit mechanické a jiné fyzikální vlastnosti, je nutno použít je v koncentracích minimálně 20 až 30 % hmot. Toto může pak být finančně náročné, zvláště uvážíme-li zvýšenou hustotu materiálu plněného či vyztuženého anorganických látkami. Hustoty polyolefmů, zejména polypropylénu a polyethylenu, jako typických představitelů jsou obvykle v rozmezí 890 až 960 kg/m3 a hustoty anorganických plniv a výztuží jsou obvykle v rozmezí 2250 až 2600 kg/m3.
U termoplastických kompozitů je většinou snaha o zlepšení mechanických vlastností materiálu. Méně obvyklým je snaha o zlepšení a/nebo je žádoucí změna jiných fyzikálních vlastností. Může se jednat např. i o změny vlastností elektrických. V tomto případě se obvykle míří ke snížení povrchového a/nebo objemového elektrického odporu. Používá se k tomu obvykle jedné z forem uhlíku - elektrovodných sazí. Z termoplastických kompozitů se sazemi, a to nejen elektrovodnými, jsou díky zvýšené absorpci tepelného záření nebo přenosu tepla obsaženého v půdě, vodě či vzduchu vyráběny teplosměnné prvky, obvykle ve formě trubek či vaků. Těmito teplosměnnými prvky proudí kapalina, nej častěji voda, která tak přenáší energii k dalšímu využití, například pro ohřev budov a užitkové vody. Technicky nejnáročnější podobou takových zařízení jsou tepelná čerpadla. Jejich energetický výkon je ovlivněn řadou proměnných, k nimž patří i tepelná vodivost teplosměnných prvků. Tepelná vodivost termoplastů je obecně, ve srovnání s např. kovy či anorganickými materiály, relativně nízká. To pak vyžaduje instalaci relativně dlouhých teplosměnných prvků, např. trubek. Běžné délky jsou přibližně 300 až 500 m.
Z dalších forem uhlíku již připadá v úvahu grafit. Grafit je obvykle používán jako kluzné činidlo snižující tření plastových součástí, např. ložisek.
Podstata technického řešení
Úkolem technického řešení je vytvořit termoplastický kompozit se zvýšenou vodivostí, použitelný pro výrobu trubek. Toho se dosáhne podle technického řešení termoplastickým kompozitem, zejména z polyethylenu a/nebo polypropylenu s anorganickými plnivy a/nebo výztužemi, jehož podstata spočívá zejména v tom, že obsahuje 3 až 30 % hmotnostních exfoliovaného grafitu.
Výhodou je, že exfoliovaný grafit má, na rozdíl od grafitu standardního, část vrstev atomů uhlíku vzájemně oddělených, čímž je kromě známých vlivů grafitu dosaženo zlepšení tepelné vodivosti termoplastického kompozitu.
S ohledem na elektrickou vodivost je výhodné, když termoplastický kompozit obsahuje do 5 % hmotnostních elektrovodivé saze s měrným povrchem alespoň 250 m2/g. Jeví se účelné použít jako plnivo v množství 5 % hmotnostních mikromletého uhličitanu vápenatého.
S ohledem na tepelnou vodivost je účelné, aby trubka obsahovala alespoň v jedné vrstvě exfoliovaný grafit, který tvoří u dvouvrstvé trubky vnitřní vrstvu a u třívrstvé trubky střední vrstvu.
- 1 CZ 26752 UI
Výhodou termoplastického kompozitu a z něj vyrobených trubek, podle technického řešení, je úspora nákladů na výstavbu komplexů tepelných čerpadel a teplosměnných prvků. Této úspory je dosahováno zvýšením tepelné vodivosti trubek či jiných výrobků určených tvarů použitých jako teplosměnné prvky, či výměníky tepla.
Objasnění výkresů
Technické řešení bude blíže objasněno s použitím výkresů, na nichž obr. 1 představuje příčný řez jednovrstvou trubkou, na obr. 2 příčný řez dvouvrstvou trubkou a obr. 3 příčný řez troj vrstvou trubkou.
Příklady provedení technického řešení ío Termoplastickými kompozity jsou uvažovány přednostně na bázi polyethylenu a/nebo polypropylenu s anorganickými plnivy a výztužemi.
Plnivy j sou v dalším textu míněny anorganické nebo organické částice s přibližně kulovitou symetrií, například mikromletý uhličitan vápenatý, dřevitá moučka nebo skleněné kuličky. V běžně užívaných množstvích jsou výztužemi v dalším textu míněny anorganické nebo organické částice s přibližně plošného nebo vláknitého tvaru, například skleněná vlákna, wollastonit nebo mastek. Opět pokud nebude uvedeno jinak, v běžně uvedených množstvích stejně jako aditiva, kterými jsou v dalším textu míněny termooxidační stabilizátory, stabilizátory proti působení UV záření, maziva, pigmenty a barviva, aditiva proti vytváření napálenin na hubici, deacidifikátory, dispergátory plniv a výztuží (např. roubované kopolymery a modifikované vosky), prostředky pro vazbu plniv a/nebo výztuží k matrici termoplastu (např. sílaný) a další.
Použitá metoda hodnocení koeficientu lineární teplotní vodivostí
Vzorky ve formě trubek byly proměřovány ve směru kolmém na obvod trubky.
Pro měření byl použit přístroj ISOMET 2104 firmy Applied Precission využívající metodu nestacionárního tepelného pole. Měření bylo prováděno metodou tepelných impulsů s použitím plošné sondy o rozsahu měření 0,3 až 2,0 W/m. K.
Příklad 1 - provedení technického řešení podle stavu techniky
Z vysokohustotního polyethylenu o indexu toku taveniny 0,3 g/10 minut (ISO 1133), hustotě 959 kg/m3 (ISO 1183/A) černé barvy (obsah sazí 2,5 % hmot.) byla připravena trubka s rozměry uvedenými v tabulce 1.
Tabulka 1: Rozměry jednovrstvé trubky
vnější průměr (mm) 20
vnitřní průměr (mm) 15
celková tloušťka stěny (mm) 2,50
Výše uvedeným postupem byl změřen koeficient lineární teplotní vodivosti s výsledkem 0, 41 W/m. K.
Schematicky je příčný řez takovou trubkou uveden na obrázku 1.
Příklad 2 - provedení podle technického řešení
Z vysokohustotního polyethylenu o indexu toku taveniny 0,3 g/10 minut (ISO 1133), hustotě 959 kg/m3 černé barvy (obsah sazí 2,5 % hmot.) byl připraven termoplastický kompozit s 3 % hmot. exfoliovaného grafitu o parametrech uvedených v tabulce 2.
-2CZ 26752 Ul
Tabulka 2: Vlastnosti exfoliovaného grafitu
Obsah popela (% hmot.) 0,21
Sypná hmotnost (g/liter) 150
Specifický povrch měření na základě BET izotermy ÍHŮš) 25
Z termoplastického kompozitu s exfoliovaným grafitem dle tabulky 2 byla připravena trubka s rozměry stejnými jako již bylo uvedeno v tabulce 1. Schematicky je příčný řez takovou trubkou uveden na obrázku 1, v níž je termoplastický kompozit pouze v jedné vrstvě I.
Změřený koeficient lineární teplotní vodivosti dosáhl 0,73 W/m. K.
Příklad 3
Jako termoplastická matrice je použit statistický kopolymer propylenu a ethylenu těchto charakteristik:
□ index toku taveniny 0,25 (g/10 minut), (230 °C, 2,16 kg), (ISO 1133), □ obsah ethylenu 5 % hmot., □ hustota 902 kg/m3 (ISO 1183/A).
Byl připraven kompozit se 7 % hmot. exfoliovaného grafitu o parametrech uvedených v tabulce 2.
Z tohoto kompozitu s exfoliovaném grafitem s vlastnostmi dle tabulky 2 byla připravena trubka s rozměry stejnými jako již bylo uvedeno v tabulce 1. Schematicky je příčný řez takovou trubkou uveden na obrázku 1, s termoplastickým kompozitem v jedné vrstvě 1. Popsaným postupem byl změřen koeficientu lineární teplotní vodivosti s výsledkem 1,12 W/m. K.
Příklad 4
Běžnou technologií reaktivního kompaundování byl na dvoj šnekovém extruderu vyroben sílaném síťovatelný vysokohustotní polyethylen, běžně označovaný PEXb. V tomto případě byl ve stejném technologickém kroku přimíšen i exfoliovaný grafit.
Takto byl připraven termoplastický kompozit se 10 % hmot. exfoliovaného grafitu o parametrech uvedených v tabulce 2. Trubka byla pro aplikační zkoušky síťována v horké vodě při 90 °C po dobu 12 hodin.
Ze získaného termoplastického kompozitu byla připravena trubka s rozměry stejnými, jaké již byly uvedeny v tabulce 1, a jejíž příčný řez je zřejmý z obrázku 1, s termoplastickým kompozitem v jedné vrstvě I.
Výše uvedeným postupem byl změřen koeficient lineární teplotní vodivosti s výsledkem 1,25 W/m. K.
Příklad 5
Trubka podle obr. 2 je tvořena ze dvou vrstev a to z vysokohustotního polyethylenu o indexu toku taveniny 0,3 g/10 minut (ISO 1133), hustotě 959 kg/m3 černé barvy (obsah sazí 2,5% hmot.) byl připraven termoplastický kompozit s 10 % hmot. exfoliovaného grafitu o parametrech uvedených v tabulce 2 a v dalším textu označený KOMPOZIT PE4, a z vysokohustotního polyethylenu o indexu toku taveniny 0,3 g/10 minut (ISO 1133), hustotě 959 kg/m3 (ISO 1183/A) černé barvy (obsah sazí 2,5 % hmot.) byla připravena trubka s rozměry uvedenými v tabulce 1. Schematicky je příčný řez takovou trubkou uveden na obrázku 2, na němž jez kompozitu PE4 vnitřní vrstva 2 a z vysokohustotního polyethylenu vnější vrstva 3. Rozměry trubky jsou uvedeny v tabulce 2.
Byla vyrobena koextrudovaná trubka mající dvě vrstvy, viz tabulka 3.
-3 CZ 26752 Ul
Tabulka 3: Rozměry dvou vrstvě trubky
vnější průměr (mm) 20
vnitřní průměr (mm) 15
celková tloušťka stěny (mm) 2,50
tloušťka vnější vrstvy - vysokohustotní polyethylen (mm) 1,25
tloušťka vnitřní vrstvy - KOMPOZIT PE4 (mm) 1,25
Popsaným postupem byl změřen koeficient lineární teplotní vodivosti s výsledkem 0,78 W/m. K. Příklad 6
Z vysokohustotního polyethylenu o indexu toku taveniny 0,3 g/10 minut (ISO 1133), hustotě 959 kg/m3 černé barvy (obsah sazí 2,5 % hmot.) byl připraven termoplastický kompozit s 30 % hmot. exfoliovaného grafitu o parametrech uvedených v tabulce 2 a v dalším textu označený KOMPOZIT PE5 a vysokohustotního polyethylenu o indexu toku taveniny 0,3 g/10 minut (ISO 1133), hustotě 959 kg/m3 (ISO 1183/A) černé barvy (obsah sazí 2,5 % hmot.) byla připravena ío třívrstvá trubka s rozměry uvedenými v tabulce 4. Schematicky je příčný řez takovou trubkou uveden na obrázku 3, přičemž kompozit PE5 tvoří střední vrstvu 4 a vnější vrstva 3 a vnitřní vrstva 2 je z vysokohustotního polyethylenu.
Tabulka 4: Rozměry tří vrstvě trubky
vnější průměr (mm) 20
vnitřní průměr (mm) 12
celková tloušťka stěny (mm) 4
tloušťka vnější vrstvy - vysokohustotní polyethylen (mm) 1,00
tloušťka střední vrstvy - KOMPOZIT PE5 (mm) 2,00
tloušťka vnitřní vrstvy - vysokohustotní polyethylen (mm) 1,00
Výše uvedeným postupem byl změřen koeficient lineární teplotní vodivosti s výsledkem 1,18 W/m. K.
Příklad 7
Z vysokohustotního polyethylenu o indexu toku taveniny 0,3 g/10 minut (ISO 1133), hustotě 959 kg/m3 černé barvy (obsah sazí 2,5 % hmot.) byl připraven termoplastický kompozit s 10 % hmot. exfoliovaného grafitu o parametrech uvedených v tabulce 2 a 5 % hmot. elektrovodivých sazí s měrným povrchem 260 m2/g a 5 % hmot. mikromletého uhličitanu vápenatého (d97 < 20 pm), označeného v dalším textu jako KOMPOZIT PE6. Dále byl použit vysokohustotní polyethylen o indexu toku taveniny 0,3 g/10 minut (ISO 1133), hustotě 959 kg/m3 (ISO 1183/A) černé barvy (obsah sazí 2,5 % hmot.).
Byla vyrobena koextrudovaná trubka mající dvě vrstvy, viz tabulka 5. Schematicky je příčný řez takovou trubkou uveden na obrázku 4, na němž tvoří kompozit PE6 vnitřní vrstvu 2.
Tabulka 5: Rozměry dvouvrstvé trubky
vnější průměr (mm) 20
vnitřní průměr (mm) 15
celková tloušťka stěny (mm) 2,50
tloušťka vnější vrstvy - vysokohustotní polyethylen (mm) 1,25
tloušťka vnitřní vrstvy - KOMPOZIT PE6 (mm) 1,25
-4CZ 26752 Ul
Výše uvedeným postupem byl změřen koeficient lineární teplotní vodivosti s výsledkem 1,32 W/m. K.
Průmyslová využitelnost
Výroba plastových trubek či jiných teplosměnných prvků na výstavbu okruhů s tepelnými čerpa5 dly, zvláště pak z polyethylenu a/nebo polypropylenu či jejich kopolymerů se zvýšenou teplotní vodivostí. Lze použít i pro výrobu koextrudovaných trubek pro tlakové i netlakové aplikace, s výhodou použití síťovaného polyethylenu (PEX).
Lze použít i pro výrobu desek či fólií, zvláště pak koextrudovaných (dvě až tři vrstvy) desek.

Claims (6)

  1. NÁROKY NA OCHRANU i o 1. Termoplastický kompozit zejména z polyethylenu a/nebo polypropylenu s anorganickými plnivy a/nebo výztužemi, vyznačující se tím, že obsahuje 3 až 30 % hmotnostních exfoliovaného grafitu.
  2. 2. Termoplastický kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje do 5 % hmotnostních elektrovodivé saze s měrným povrchem alespoň 250 m2/g.
    15
  3. 3. Termoplastický kompozit podle nároků 1, nebo 1 a 2, vyznačující se tím, že obsahuje do 5 % hmotnostních mikromletého uhličitanu vápenatého.
  4. 4. Termoplastický materiál podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že se použije alespoň v jedné vrstvě trubky.
  5. 5. Termoplastický materiál podle nároku 4, vyznačující se tím, žeu dvouvrstvé
    20 trubky tvoří vnitřní vrstvu (2) trubky.
  6. 6. Termoplastický materiál podle nároku 4, vyznačující se tím, žeu třívrstvé trubky tvoří střední vrstvu.
CZ2014-29105U 2014-01-20 2014-01-20 Termoplastický kompozit a trubka z něho vyrobená CZ26752U1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-29105U CZ26752U1 (cs) 2014-01-20 2014-01-20 Termoplastický kompozit a trubka z něho vyrobená

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-29105U CZ26752U1 (cs) 2014-01-20 2014-01-20 Termoplastický kompozit a trubka z něho vyrobená

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ26752U1 true CZ26752U1 (cs) 2014-04-07

Family

ID=50473865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2014-29105U CZ26752U1 (cs) 2014-01-20 2014-01-20 Termoplastický kompozit a trubka z něho vyrobená

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ26752U1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106589585A (zh) 高强度聚丙烯(pp‑hm)双壁波纹管及生产工艺
CN107383714B (zh) 地暖管及其制备方法
CN106084628B (zh) 一种中空玻璃刚性暖边间隔条及其制备方法
CZ26752U1 (cs) Termoplastický kompozit a trubka z něho vyrobená
CN204611904U (zh) 一种地暖隔热层
CN105330929A (zh) 一种双壁波纹管及其制备方法
RU197757U1 (ru) Многослойная труба
CN202118390U (zh) 发泡保温pp-r抗菌复合管
RU177792U1 (ru) Трубка на основе термопластичного композитного материала
CN203697429U (zh) 一种抗老化管材生产系统
CN207161913U (zh) 一种四层ppr增强增韧耐高温复合管材
CN109677069A (zh) 一种多层复合型高导热辐照交联地暖管材及其制备方法
CN208074304U (zh) 一种耐热高密度聚乙烯管材
CN203322522U (zh) 一种冷热水用聚丁烯pb管材
CN205065066U (zh) 一种增强复合保温隔热高分子量聚乙烯管材
CN206988599U (zh) 一种抗寒耐热型pvc管
CN208041347U (zh) Pe高抗压复合管材
CN201475518U (zh) 一种交联聚乙烯复合管
CN206072571U (zh) 一种多性能钢丝网骨架聚乙烯复合管
CN206072558U (zh) 一种cm管
CN205688600U (zh) 有机材料复合挤塑保温板
KR102590223B1 (ko) 수밀성 보강 파이프관
CN206365064U (zh) 一种畜禽用混凝土碳纤维电热板
CN206409755U (zh) 一种防爆、防冻、防老化的给水管
CN205078937U (zh) Pp发泡保温管

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20140407

ND1K First or second extension of term of utility model

Effective date: 20171024

MK1K Utility model expired

Effective date: 20210120