[0001]
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种输送导热介质耐腐蚀导热管道。
背景技术：
[0002]
近年来，伴随着聚烯烃树脂合成技术和复合材料改性技术的不断进步，各种聚烯烃管道专用原料不断推出，聚烯烃管道的应用领域也在进一步的扩大。例如近年来发展迅速的地源热泵管道系统，采用pe100管材专用料制备的专用管道可以作为热交换器埋入地下，采集地热能对地上建筑物进行加热或者制冷。此外，地板辐射采暖技术由于其相对传统散热器采暖众多的优点目前也在逐渐进入千家万户，目前使用的也主要是聚烯烃塑料管道，包括pe-rt，pex，pb等都有涉及，在这些情况下，聚烯烃塑料管道实际起的作用同样也是一个热交换器。而导热塑料最大和最重要的应用是替代金属和金属合金制造热交换器[3它可以代替金属应用于需要良好导热性和优良耐腐蚀性能的环境,如换热器、太阳能热水器、蓄电池的冷却器等。然而，现有聚烯烃塑料管道的一个重要发展趋势就是逐渐进入金属管道常用的传热领域，替代金属管道作为散热器或者热交换器。而聚烯烃材料本身相对金属类材料相对较差的导热系数在相当程度上限制了聚烯烃管道在这方面的作用。因此，开发高导热的聚烯烃塑料管道或者塑料管道配方对于进一步拓展塑料管道的应用领域具有重要的意义。目前，国内的一些研究机构对于高导热的塑胶复合材料已经有了一定的研究，如中国专利申请号为201010115479.5公开了一种制备高导热塑料管道的材料，其通过其填充了传热剂如，氧化铝、石墨、碳化硅、碳纤维、石英粉、氧化镁、金属粉中的一种或多种，然而使用效果不佳。在保持树脂较好的加工性能和管材力学性能的同时大大提高了管材的导热系数的技术效果，但采用这类配方制备的聚烯烃塑料管材丧失了原有的塑料基体耐腐蚀的优点。本领域技术人员亟待开发出一种输送导热介质耐腐蚀导热管道。通过在聚合物中添加无机、金属或碳类导热填料增强材料的热传递性能。但这一方法同时会牺牲聚合物材料的绝缘性能、机械性能及加工性能。本领域技术人员亟待开发出一种新型的输送导热介质耐腐蚀导热管道，来满足更高的使用要求。
技术实现要素：
[0003]
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种输送导热介质耐腐蚀导热管道。
[0004]
本发明通过以下技术方案实现：一种输送导热介质耐腐蚀导热管道，由下列重量份数的原料制成：高密度聚乙烯96份、聚对苯二甲酸丁二醇酯23份、乙烯-醋酸乙烯酯5份、聚己内酰胺5份、氯化聚乙烯4份、含氟润滑剂1.3份、纳米氧化锡锑5份、膨胀石墨纤维9份、导热纤维丝15份、云母粉8份、过渡金属复合氧化物4份、光稳定剂0.5份、锂基膨润土1份、聚苯胺17份、氧化镁粉1.5份、碳化硅粉1份；导热纤维丝由金属纤维丝与无机纤维丝按质量比为2:1组成，其中金属纤维丝为紫铜纤维、钨纤维、不锈钢纤维、铝纤维和铝合金纤维。
[0005]
进一步的，所述含氟润滑剂为乙烯-四氟乙烯-十二烷基乙烯基醚共聚物，聚合度
为10~60。
[0006]
进一步的，所述金属纤维丝为细长金属纤维丝，其单丝直径20~35μm，长径比为40~60:1，无机纤维丝为细短碳纤维丝和玄武岩纤维丝，其单丝直径为20~35μm，长径比为2~3:1。
[0007]
进一步的，过渡金属复合氧化物为co3o4、znfe2o4、moo3、v2o5和fecuo5。
[0008]
进一步的，所述稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、3-羟基丁醛-2-萘胺、2,2,4-三甲基-1,2二氢化喹啉、3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸烷基酯混合组成，所占比例为1∶2∶3∶1。
[0009]
进一步的，所述聚丁二烯为马来酸酐官能化液体端羧基聚丁二烯，分子量为2000~4500，黏度25℃75~150pa
·
s。
[0010]
进一步的，所述高密度聚乙烯为200℃，50n下熔融指数为26~60g/10min。
[0011]
进一步的，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯为熔融指数230℃，2.16kg为25~27g
·
10min。
[0012]
一种的输送导热介质耐腐蚀导热管道，其制备方法包括以下步骤：（1）配置原料，按照权利要求1中所述的重量百分比配置原料；（2）首先将高密度聚乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、含氟润滑剂搅拌混合均匀,然后再将纳米氧化锡锑、膨胀石墨纤维、导热纤维丝、云母粉、过渡金属复合氧化物、光稳定剂、锂基膨润土、聚苯胺、氧化镁粉、碳化硅粉加入均匀搅拌混合均匀后在双辊开炼机上混炼,破碎成粒状,再与乙烯-醋酸乙烯酯、聚己内酰胺、氯化聚乙烯在高速混合机中混合,混合好的物料经双螺杆挤岀机中挤出造粒,采用平行同向双螺杆挤出机，螺杆直径58~95mm,转速35~50r/min,挤出温度为200℃；（3）造粒后挤出成型制管,采用单螺杆挤出机成型管材,料筒、机头温度为190℃,螺杆转速40r/min，机头为直通式结构,挤出的管坯用真空定型装置定型,喷淋式冷却水槽冷却，即得输送导热介质耐腐蚀导热管道。
[0013]
本发明的有益效果：本发明公开的输送导热介质耐腐蚀导热管道的导热性能最终是由高分子基体和高导热填充物综合作用决定的。乙烯-醋酸乙烯酯、聚己内酰胺、氯化聚乙烯不仅可提提高材料的耐磨性和冲击强度，进步提高管道的耐腐蚀性，导热管道的填充物无论是无机和金属纤维形式,彼此均能够均匀的分散在体系中,之间良好的接触和相互作用，在体系中形成了类似链状和网状的形态,形成导热网链，导热网链的取向方向与热流方向平行时,在很大的程度上提高体系的导热性。在热流方向上形成导热网链,这使得基体热阻和填料热阻之间是串连的关系,因此在热流方向上的总热阻减小,最终使体系的导热性提高。在本申请实践应用过程中意外的发现，在体系中加入含氟润滑剂和纳米氧化锡锑，热流方向上形成导热网链之后,填料形成的热阻更可以大大减小,基体热阻和填料热阻之间有了并联关系,这样导热网链对于整个体系导热性起了主导地位而显著提高了管道的导热性，而且聚苯胺和锂基膨润土、以及含氟润滑剂有着协效作用，进一步提高管道的导热性，而且聚苯胺的加入进一步促进了导热网链的链式传播，而锂基膨润土在导热纤维和聚苯胺组分间进行插层，进一步促进形成导热轨道，促进热量的导出，本发明在实践过程中发现，金属过氧化合物的加入将进一步扩大这种效应，而含氟润滑剂、膨胀石墨纤维的等的引入不仅提高了材料的耐磨性、导热性还进一步提高了材料的耐腐蚀性能，而且来源广泛，成本低。
[0014]
相比现有技术，本发明具有的优点：管道导热速度快，热阻小,均温性好，传热能力大，适用温度范围广。导热过程中不易产生有害物质气体,耐腐蚀可有效延长管道使用寿命，不易产生爆管，管道寿命长。用于高寒地区，环境温度低于0℃时不会发生冻裂现象,冬季设备停工时,不需要考虑管子的保温和防冻。
具体实施方式
[0015]
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
[0016]
实施例1一种输送导热介质耐腐蚀导热管道，由下列重量份数的原料制成：高密度聚乙烯96份、聚对苯二甲酸丁二醇酯23份、乙烯-醋酸乙烯酯5份、聚己内酰胺5份、氯化聚乙烯4份、含氟润滑剂1.3份、纳米氧化锡锑5份、膨胀石墨纤维9份、导热纤维丝15份、云母粉8份、过渡金属复合氧化物4份、光稳定剂0.5份、锂基膨润土1份、聚苯胺17份、氧化镁粉1.5份、碳化硅粉1份；导热纤维丝由金属纤维丝与无机纤维丝按质量比为2:1组成，其中金属纤维丝为钨纤维、不锈钢纤维。
[0017]
进一步的，所述含氟润滑剂为乙烯-四氟乙烯-十二烷基乙烯基醚共聚物，聚合度为10~60。
[0018]
进一步的，所述金属纤维丝为细长金属纤维丝，其单丝直径20~35μm，长径比为40~60:1，无机纤维丝为细短碳纤维丝和玄武岩纤维丝，其单丝直径为20~35μm，长径比为2~3:1。
[0019]
进一步的，过渡金属复合氧化物为co3o4、znfe2o4、moo3、v2o5和fecuo5其中的一种或几种。
[0020]
进一步的，所述稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、3-羟基丁醛-2-萘胺、2,2,4-三甲基-1,2二氢化喹啉、3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸烷基酯混合组成，所占比例为1∶2∶3∶2。
[0021]
进一步的，所述聚丁二烯为马来酸酐官能化液体端羧基聚丁二烯，分子量为2000~4500，黏度25℃75~150pa
·
s。
[0022]
进一步的，所述高密度聚乙烯为200℃，50n下熔融指数为26~60g/10min。
[0023]
进一步的，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯为熔融指数230℃，2.16kg为27g
·
10min。
[0024]
一种的输送导热介质耐腐蚀导热管道，其制备方法包括以下步骤：（1）配置原料，按照权利要求1中所述的重量百分比配置原料；（2）首先将高密度聚乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、含氟润滑剂搅拌混合均匀,然后再将纳米氧化锡锑、膨胀石墨纤维、导热纤维丝、云母粉、过渡金属复合氧化物、光稳定剂、锂基膨润土、聚苯胺、氧化镁粉、碳化硅粉加入均匀搅拌混合均匀后在双辊开炼机上混炼,破碎成粒状,再与乙烯-醋酸乙烯酯、聚己内酰胺、氯化聚乙烯在高速混合机中混合,混合好的物料经双螺杆挤岀机中挤出造粒,采用平行同向双螺杆挤出机，螺杆直径58~95mm,转速35~50r/min,挤出温度为200℃；（3）造粒后挤出成型制管,采用单螺杆挤出机成型管材,料筒、机头温度为200℃,螺杆转速30~40r/min，机头为直通式结构,挤出的管坯用真空定型装置定型,喷淋式冷却水槽冷却，即得输送导热介质耐腐蚀导热管道。
[0025]
实施例2一种输送导热介质耐腐蚀导热管道，由下列重量份数的原料制成：高密度聚乙烯85份、聚对苯二甲酸丁二醇酯15份、乙烯-醋酸乙烯酯3份、聚己内酰胺2份、氯化聚乙烯2份、含氟润滑剂1.3份、纳米氧化锡锑5份、膨胀石墨纤维9份、导热纤维丝15份、云母粉8份、过渡金属复合氧化物4份、光稳定剂0.5份、锂基膨润土0.5份、聚苯胺12份、氧化镁粉1份、碳化硅粉0.5份；导热纤维丝由金属纤维丝与无机纤维丝按质量比为2:1组成，其中金属纤维丝为钨纤维、不锈钢纤维。
[0026]
进一步的，所述含氟润滑剂为乙烯-四氟乙烯-十二烷基乙烯基醚共聚物，聚合度为10~60。
[0027]
进一步的，所述金属纤维丝为细长金属纤维丝，其单丝直径20~35μm，长径比为40~60:1，无机纤维丝为细短碳纤维丝和玄武岩纤维丝，其单丝直径为20~35μm，长径比为2~3:1。
[0028]
进一步的，过渡金属复合氧化物为co3o4、znfe2o4、moo3、v2o5和fecuo5。
[0029]
进一步的，所述稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、3-羟基丁醛-2-萘胺、2,2,4-三甲基-1,2二氢化喹啉、3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸烷基酯混合组成，所占比例为2∶4∶5∶2。
[0030]
进一步的，所述聚丁二烯为马来酸酐官能化液体端羧基聚丁二烯，分子量为2000~4500，黏度25℃75~150pa
·
s。
[0031]
进一步的，所述高密度聚乙烯为200℃，50n下熔融指数为26~60g/10min。
[0032]
进一步的，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯为熔融指数230℃，2.16kg为25g
·
10min，23℃(iso-3219)为1100~1500mpa
·
s，取代基为羧基。
[0033]
一种的输送导热介质耐腐蚀导热管道，其制备方法包括以下步骤：（1）配置原料，按照权利要求1中所述的重量百分比配置原料；（2）首先将高密度聚乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、含氟润滑剂搅拌混合均匀,然后再将纳米氧化锡锑、膨胀石墨纤维、导热纤维丝、云母粉、过渡金属复合氧化物、光稳定剂、锂基膨润土、聚苯胺、氧化镁粉、碳化硅粉加入均匀搅拌混合均匀后在双辊开炼机上混炼,破碎成粒状,再与乙烯-醋酸乙烯酯、聚己内酰胺、氯化聚乙烯在高速混合机中混合,混合好的物料经双螺杆挤岀机中挤出造粒,采用平行同向双螺杆挤出机，螺杆直径58~95mm,转速50r/min,挤出温度为200℃；（3）造粒后挤出成型制管,采用单螺杆挤出机成型管材,料筒、机头温度为200℃,螺杆转速40r/min，机头为直通式结构,挤出的管坯用真空定型装置定型,喷淋式冷却水槽冷却，即得输送导热介质耐腐蚀导热管道。
[0034]
对比例1本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去聚苯胺成分，除此外的方法步骤均相同。
[0035]
对比例2本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去锂基膨润土成分，除此外的方法步骤均相同。
[0036]
对比例3本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去过渡金属复合氧化物成分，除此外
的方法步骤均相同。
[0037]
对比例4本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去导热纤维丝成分，除此外的方法步骤均相同。
[0038]
对比例5本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去膨胀石墨纤维成分，除此外的方法步骤均相同。
[0039]
对比例6本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去氯化聚乙烯成分，除此外的方法步骤均相同。
[0040]
对比例7本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去纳米氧化锡锑成分，除此外的方法步骤均相同。
[0041]
对比例8本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去聚己内酰胺成分，除此外的方法步骤均相同。
[0042]
表1各实施例和对比例输送导热介质耐腐蚀导热管道的性能测试结果注：上述结果为相同壁厚、外径、规格的管材参考以下检测方法进行得到的：gb/t 11547-2008塑料 耐液体化学试剂性能的测定；爆破压力、液压试验、软化温度、纵向尺寸收缩率参考标准gb/t 13663.2-2018给水用聚乙烯（pe）管道系统 第2部分：管材进行；导热系数按照astme1461-2011标准进行检测，且经检测上述管材的卫生性能均符合国家标准gb/t17219-1998的相关规定。