專利名稱：一種制備高導熱塑料管道的材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于高導熱塑料管材的制造領域，特別是涉及一種用于制備高導熱塑料管道的材料。
背景技術：
塑料管材與金屬、混凝土管材相比，具有自重輕、耐腐蝕、衛(wèi)生安全、水流阻力小、 使用壽命長、安裝方便等眾多優(yōu)點。我國的塑料管道行業(yè)是以PVC塑料管道和聚烯烴塑料 管道為代表的產(chǎn)品體系。聚烯烴類塑料管道(PE，PP，PB)作為塑料管道最大的一類產(chǎn)品，由 于其良好的產(chǎn)品性能，在包括建筑業(yè)、市政工程、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、電力、通訊等行業(yè)市場都有著 廣泛的應用。近年來，伴隨著聚烯烴樹脂合成技術和復合材料改性技術的不斷進步，各種聚烯 烴管道專用原料不斷推出，聚烯烴管道的應用領域也在進一步的擴大。例如近年來發(fā)展迅 速的地源熱泵管道系統(tǒng)，采用PE100管材專用料制備的專用管道可以作為熱交換器埋入地 下，采集地熱能對地上建筑物進行加熱或者制冷。此外，地板輻射采暖技術由于其相對傳 統(tǒng)散熱器采暖眾多的優(yōu)點目前也在逐漸進入千家萬戶，目前使用的也主要是聚烯烴塑料管 道，包括PE-RT，PEX, PB等都有涉及，在這些情況下，聚烯烴塑料管道實際起的作用同樣也 是一個熱交換器。簡而言之，現(xiàn)有聚烯烴塑料管道的一個重要發(fā)展趨勢就是逐漸進入金屬管道常用 的傳熱領域，替代金屬管道作為散熱器或者熱交換器。而聚烯烴材料本身相對金屬類材料 相對較差的導熱系數(shù)在相當程度上限制了聚烯烴管道在這方面的作用。因此，開發(fā)高導熱 的聚烯烴塑料管道或者塑料管道配方對于進一步拓展塑料管道的應用領域具有重要的意 義。目前，國內(nèi)的一些研究機構對于高導熱的塑膠復合材料已經(jīng)有了一定的研究，例如中 國專利公開號為CN1388202公開了一種導熱高分子復合材料及制備方法，利用陶瓷纖維和 石墨對乙烯、丙烯進行復合改性可以得到高導熱高分子復合材料。又如中國專利申請?zhí)枮?200810025883. 6公開了一種高機械強度的絕緣導熱塑料，通過在PPS (聚苯硫醚)中添加氧 化鎂、長玻纖及其他助劑可以得到一種高機械強度的絕緣導熱塑料。然而，現(xiàn)有對于制備高導熱塑料管道的材料研究方面，還是較為薄弱，有待進一步 增強。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種導熱系數(shù)高、成本低廉、便于加工、性能優(yōu)異的高導熱 塑料管道的專用材料。為此，本發(fā)明采用多種成分的高導熱管道材料組份。本發(fā)明的組份及按重量份的含量為聚烯烴樹脂100，傳熱劑，10 200，相容劑，1 100，潤滑劑，0. 5 5，偶聯(lián)劑， 0. 5 10。
所述的聚烯烴樹脂選自于聚乙烯PE-63、聚乙烯PE80、聚乙烯PE100、耐熱聚乙烯 PE-RT、均聚聚丙烯PP-H、嵌段共聚聚丙烯PP-B、無規(guī)共聚聚丙烯PP-R、聚丁烯PB、無規(guī)共聚 聚丁烯PB-R等管材專用聚烯烴料中的至少一種。所述的傳熱劑選自于氧化鋁、石墨、碳化硅、碳纖維、石英粉、氧化鎂、金屬粉中的至少一種。所述金屬粉選自銅粉、鋁粉、鐵粉中的至少一種。所述的相容劑選自聚乙烯PE 接枝馬來酸酐、聚丙烯PP接枝馬來酸酐、聚丁烯PB接枝馬來酸酐、聚乙烯辛烯共聚彈性體 POE接枝馬來酸酐，或者PE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、PP接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、PB 接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、POE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯中的至少一種。所述的潤滑劑選自硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈉、白油、低 分子聚乙烯蠟中的至少一種。所述的偶聯(lián)劑選自鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑中的至少一種。聚烯烴是目前塑料管道使用最多的一類高分子樹脂，而聚烯烴樹脂材料本身的較 低的導熱系數(shù)從而使聚烯烴管材作為換熱器時往往性能較差，通過在聚烯烴樹脂基體中添 加傳熱劑、相容劑、偶聯(lián)劑、潤滑劑可以得到具有優(yōu)異加工性能和機械性能的高導熱聚烯烴 管材材料配方。其中，傳熱劑的加入主要是為了提高材料的導熱系數(shù)、相容劑和偶聯(lián)劑的加 入則可以提高傳熱劑和聚烯烴樹脂之間的相容性，潤滑劑的加入則可使管道便于成型。使 用該配方的材料制造的塑料管道，不僅具有高的導熱系數(shù)，能達到產(chǎn)品使用要求，而且加工 方便，成本低廉，宜于推廣使用。
具體實施例方式實施例1 聚烯烴選用PE-RT，100份，傳熱劑選用石墨，30份，相容劑選用PE接枝馬來酸酐5 份、偶聯(lián)劑選用鈦酸酯偶聯(lián)劑1. 5份，潤滑劑選用白油3份。材料混合方法將經(jīng)100°C干燥兩小時的石墨加入到高速混合機中，然后將白油 稀釋的偶聯(lián)劑溶液逐漸滴加到高速混合機內(nèi)，攪拌5分鐘。然后加入計量的PE-RT樹脂和 相容劑，再高速攪拌五分鐘。混合后的原料經(jīng)雙螺桿擠出機擠出造粒，擠出機物料溫度控制 在 128-178°C 之間。實施例2:聚烯烴選用PP-R，100份，傳熱劑選用石墨，30份，相容劑選用PP接枝馬來酸酐5 份、偶聯(lián)劑選用鈦酸酯偶聯(lián)劑1. 5份，潤滑劑選用白油3份。材料混合方法與實施例1相同， 而與實施例1不同之處在于擠出機的物料溫度控制在185-220°C之間。實施例3 聚烯烴選用PP-R，100份，傳熱劑選用氧化鋁，100份，相容劑選用PP接枝馬來酸 酐50份、偶聯(lián)劑選用鈦酸酯偶聯(lián)劑2. 5份，潤滑劑選用白油5份。材料混合方法與實施例 1相同，而與實施例1不同之處在于擠出機的物料溫度控制在185-220°C之間。實施例4 聚烯烴選用PP-R，100份，傳熱劑選用氧化鋁，50份，石墨50份，相容劑選用PP接 枝馬來酸酐30份、偶聯(lián)劑選用鈦酸酯偶聯(lián)劑2份，潤滑劑選用白油4份。材料混合方法與 實施例1相同，而與實施例1不同之處在于擠出機的物料溫度控制在185-220°C之間。
實施例5 聚烯烴選用PB，100份，傳熱劑選用石墨，30份，相容劑選用POE接枝馬來酸酐5份、偶聯(lián)劑選用鈦酸酯偶聯(lián)劑1. 5份，潤滑劑選用白油3份。材料混合方法與實施例1相同， 而與實施例1不同之處在于擠出機的物料溫度控制在130-190°C之間。采用上述配方制備的聚烯烴管道，導熱系數(shù)是普通相應聚烯烴管道導熱系數(shù)的 3-10倍。在保持樹脂較好的加工性能和管材力學性能的同時大大提高了管材的導熱系數(shù)， 采用這類配方制備的聚烯烴塑料管材有望在熱交換管道領域有著廣闊的應用前景。
權利要求
一種制備高導熱塑料管道的材料，其特征在于包括按重量份數(shù)計算的如下組分聚烯烴樹脂100；傳熱劑10～200；相容劑1～100；偶聯(lián)劑0.5～10。
2.根據(jù)權利要求書1所述的制備高導熱塑料管道的材料，其特征在于所述的聚烯烴采 用 PE-63、PE-80、PE-100、PE-RT、PP-H、PP-B、PP-R、PB、PB-R 中的一種或多種。
3.根據(jù)權利要求書1所述的制備高導熱塑料管道的材料，其特征在于所述的傳熱劑采 用氧化鋁、石墨、碳化硅、碳纖維、石英粉、氧化鎂、金屬粉中的一種或多種。
4.根據(jù)權利要求書1所述的制備高導熱塑料管道的材料，其特征在于所述金屬粉采用 銅粉、鋁粉、鐵粉中的一種或多種。
5.根據(jù)權利要求書1所述的制備高導熱塑料管道的材料，其特征在于所述相容劑采用 PE接枝馬來酸酐、PP接枝馬來酸酐、PB接枝馬來酸酐、P0E接枝馬來酸酐的一種或多種。
6.根據(jù)權利要求書1所述的制備高導熱塑料管道的材料，其特征在于所述相容劑采用 PE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、PP接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、PB接枝甲基丙烯酸縮水甘 油酯、P0E接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或多種。
7.根據(jù)權利要求書1所述的制備高導熱塑料管道的材料，其特征在于所述的偶聯(lián)劑采 用鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑的一種或多種。
8.根據(jù)權利要求書1所述的制備高導熱塑料管道的材料，其特征在于還包括重量分數(shù) 為0. 5 5的潤滑劑。
9.根據(jù)權利要求書8所述的制備高導熱塑料管道的材料，其特征在于所述的潤滑劑采 用硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈉、白油、低分子聚乙烯蠟中的一種或 多種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于高導熱塑料管道的多種組分塑料材料配方。其組分及按重量份的含量為聚烯烴100，傳熱劑，10～200，相容劑，1～100，潤滑劑，0.5～5，偶聯(lián)劑，0.5～10。使用本發(fā)明的材料制造塑料管道，不僅具有高的導熱系數(shù)，能達到產(chǎn)品使用要求，而且加工方便，成本低廉，宜于推廣使用。
文檔編號C08K5/01GK101857689SQ201010115479
公開日2010年10月13日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權日2010年2月26日
發(fā)明者宋科明, 林少全 申請人:廣東聯(lián)塑科技實業(yè)有限公司