專利名稱：一種應(yīng)用于管材的導(dǎo)熱高分子材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料，尤其是涉及一種應(yīng)用于管材的導(dǎo)熱高分子材料及其制備 方法。
背景技術(shù)：
目前涉及建工采暖、新能源、火力發(fā)電、電子工程、燃油、燃?xì)鈩恿こ痰阮I(lǐng)域的換 熱裝置，需要用銅、鋁鋼等金屬材料制造。金屬材料雖然導(dǎo)熱效果好，但是不耐腐蝕、造價 高、工藝繁瑣且能耗高?；诖朔N原因，塑料管材的應(yīng)用越來越多。和傳統(tǒng)的金屬管相比， PE管低溫脆化溫度很低，可在-40°C 40°C范圍內(nèi)使用，冬季安裝施工不會發(fā)生管道脆裂； 聚乙烯為惰性材料，可耐多種化學(xué)介質(zhì)侵蝕，不需防腐保護(hù)；柔韌性好，局部震動不會引起 全部管子震動，抗震性強(qiáng)；搬運(yùn)方便，焊接容易，當(dāng)管線較長時可采用盤管敷設(shè)，降低了施工 難度和施工費(fèi)用。但是PE管材也存在一些不足，主要是導(dǎo)熱效率較低。導(dǎo)熱系數(shù)是衡量導(dǎo)熱效率的 一項指標(biāo)，導(dǎo)熱系數(shù)高的物質(zhì)有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能。材料導(dǎo)熱系數(shù)的大小，受本身的物理構(gòu) 成、密實程度、構(gòu)造特征、環(huán)境的溫濕度及熱流方向的影響。通常，金屬材料的導(dǎo)熱系數(shù)最 大，無機(jī)非金屬材料次之，有機(jī)材料最小。如鋁的導(dǎo)熱系數(shù)能達(dá)到130W/VC，但PE的導(dǎo)熱系 數(shù)只有約0. 4ff/m°C。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種導(dǎo)熱好，機(jī)械強(qiáng) 度高的導(dǎo)熱高分子材料及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種應(yīng)用于管材的導(dǎo)熱高分子材 料，其特征在于，該材料通過先制備可交聯(lián)前體，再將可交聯(lián)前體進(jìn)行交聯(lián)得到，所述的可 交聯(lián)前體包括以下組分和重量份含量聚乙烯5-40，改性導(dǎo)熱填料60-90，抗沖改性劑0-5抗氧劑0.1-0. 5，潤滑劑0.1-1。所述的改性導(dǎo)熱填料為偶聯(lián)劑改性的導(dǎo)熱填料，偶聯(lián)劑的用量為導(dǎo)熱填料重量的 1-2%。所述的導(dǎo)熱填料包括氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氧化鉍、氧化鈹、氮化硅、氮化鋁、氮 化硼、石墨、炭黑或碳化硅中的一種或幾種；所述的偶聯(lián)劑包括硬脂酸。所述的抗沖改性劑包括三元乙丙橡膠或聚烯烴彈性體。所述的抗氧劑包括四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯。所述的潤滑劑包括乙撐雙硬脂酰胺或硬脂酸鈣。
一種應(yīng)用于管材的導(dǎo)熱高分子材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步 驟(1)在導(dǎo)熱填料中加入導(dǎo)熱填料的l_2wt%的偶聯(lián)劑，在70_85°C下混合10-20分 鐘得到改性導(dǎo)熱填料；(2)將60-90重量份的改性導(dǎo)熱填料、5-40重量份的聚乙烯、0_5重量份的抗沖改 性劑、0. 1-0. 5重量份抗氧劑和0. 1-1重量份的潤滑劑放入高混機(jī)中攪拌均勻，經(jīng)過雙螺桿 擠出機(jī)熔融、擠出、牽引及切粒制得可交聯(lián)前體；(3)將可交聯(lián)前體通過過氧化物交聯(lián)法、或硅烷濕法交聯(lián)、或輻照交聯(lián)制得產(chǎn)品。所述的過氧化物交聯(lián)法采用的交聯(lián)劑包括烷基類過氧化物，過氧化縮酮或二酰 基過氧化物；所述的硅烷濕法交聯(lián)采用的交聯(lián)劑包括乙烯基硅烷。所述的烷基類過氧化物包括過氧化二異丙苯(DCP)，叔丁基異丙苯基過氧化物，1， 3-1，4-二(叔丁基過氧異丙基)苯，2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過氧基)己炔或2，5-二 甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷；所述的過氧化縮酮包括4，4-二(叔丁基過氧基)戊 酸正丁酯或1，1- 二(叔丁基過氧基)_3，3，5-三甲基環(huán)己烷；所述的二?；^氧化物包括 過氧化苯甲酰(BPO)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明導(dǎo)熱高分子材料及其制備方法，可得到導(dǎo)熱好，機(jī)械強(qiáng)度 高的導(dǎo)熱高分子材料。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實施例僅用于說明，絕不是對 本發(fā)明范圍的限制。實施例1在氧化鎂中加入氧化鎂總量的硬脂酸，在76°C下混合10分鐘得到改性氧化 鎂，取60kg改性氧化鎂，40kg聚乙烯，5kg聚乙烯彈性體(POE)，0. Ikg四〔β-(3，5-二叔丁 基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯(抗氧劑1010)，0. 5kg的硬脂酸鈣放入高混機(jī)攪拌均 勻，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融、擠出、牽引及切粒，生產(chǎn)出可交聯(lián)前體。采用過氧化物交聯(lián)法，將可交聯(lián)前體與可交聯(lián)前體的0. 的過氧化二異丙苯 (DCP)母?；旌暇鶆?，經(jīng)過擠出機(jī)擠成管材。通過以上方式成型的管材，導(dǎo)熱系數(shù)增加2 3倍。實施例2在氧化鋁中加入氧化鋁總量1. 5wt%的硬脂酸，在80°C下混合15分鐘得到改性氧 化鋁，取85kg改性氧化鋁，13kg的聚乙烯，2kg的P0E，0. 21kg抗氧劑1010，Ikg的乙撐雙硬 脂酰胺(EBS)放入高混機(jī)攪拌均勻，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融、擠出、牽引及切粒，生產(chǎn) 出可交聯(lián)前體。將可交聯(lián)前體通過擠出機(jī)擠成管材，在擠出成型過程中進(jìn)行乙烯基硅烷濕法交聯(lián)。實施例3在石墨中加入石墨總量1. 2wt%的硬脂酸，在85°C下混合18分鐘得到改性石墨， 取70kg改性石墨，27kg的聚乙烯，3kg的三元乙丙橡膠，0. 38kg抗氧劑1010，0. 65kg的硬脂酸鈣放入高混機(jī)攪拌均勻，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融、擠出、牽引及切粒，生產(chǎn)出可交聯(lián) 前體。將可交聯(lián)前體通過擠出機(jī)擠成管材成型，采用輻照交聯(lián)的方式進(jìn)行交聯(lián)。實施例4在氮化硅和氧化鋅(兩者重量比為2 1)中加入氮化硅和氧化鋅總量2wt%的硬 脂酸，在70°C下混合20分鐘得到改性氮化硅和氧化鋅，取90kg改性氮化硅和氧化鋅，5kg 聚乙烯，0. 5kg抗氧劑1010，0. Ikg的硬脂酸鈣放入高混機(jī)攪拌均勻，然后經(jīng)過雙螺桿擠出 機(jī)熔融、擠出、牽引及切粒，生產(chǎn)出可交聯(lián)前體。采用過氧化物交聯(lián)法，將可交聯(lián)前體與可交聯(lián)前體的0. 5wt%的4，4- 二(叔丁基 過氧基)戊酸正丁酯母?；旌暇鶆?，經(jīng)過擠出機(jī)擠成管材。
權(quán)利要求
一種應(yīng)用于管材的導(dǎo)熱高分子材料，其特征在于，該材料通過先制備可交聯(lián)前體，再將可交聯(lián)前體進(jìn)行交聯(lián)得到，所述的可交聯(lián)前體包括以下組分和重量份含量聚乙烯5 40，改性導(dǎo)熱填料60 90，抗沖改性劑0 5，抗氧劑0.1 0.5，潤滑劑0.1 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于管材的導(dǎo)熱高分子材料，其特征在于，所述的導(dǎo) 熱填料為偶聯(lián)劑改性的導(dǎo)熱填料，偶聯(lián)劑的用量為導(dǎo)熱填料重量的1-2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種應(yīng)用于管材的導(dǎo)熱高分子材料，其特征在于，所述的導(dǎo) 熱填料包括氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氧化鉍、氧化鈹、氮化硅、氮化鋁、氮化硼、石墨、炭黑或 碳化硅中的一種或幾種；所述的偶聯(lián)劑包括硬脂酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于管材的導(dǎo)熱高分子材料，其特征在于，所述的抗 沖改性劑包括三元乙丙橡膠或聚烯烴彈性體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于管材的導(dǎo)熱高分子材料，其特征在于，所述的抗 氧劑包括四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于管材的導(dǎo)熱高分子材料，其特征在于，所述的潤 滑劑包括乙撐雙硬脂酰胺或硬脂酸鈣。
7.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于管材的導(dǎo)熱高分子材料的制備方法，其特征在于， 該方法包括以下步驟(1)在導(dǎo)熱填料中加入導(dǎo)熱填料的l_2wt%的偶聯(lián)劑，在70-85°C下混合10-20分鐘得 到改性導(dǎo)熱填料；(2)將60-90重量份的改性導(dǎo)熱填料、5-40重量份的聚乙烯、0-5重量份的抗沖改性劑、 0. 1-0. 5重量份抗氧劑和0. 1-1重量份的潤滑劑放入高混機(jī)中攪拌均勻，經(jīng)過雙螺桿擠出 機(jī)熔融、擠出、牽引及切粒制得可交聯(lián)前體；(3)將可交聯(lián)前體通過過氧化物交聯(lián)法、或硅烷濕法交聯(lián)、或輻照交聯(lián)制得產(chǎn)品。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種應(yīng)用于管材的導(dǎo)熱高分子材料的制備方法，其特征在 于，所述的過氧化物交聯(lián)法采用的交聯(lián)劑包括烷基類過氧化物，過氧化縮酮或二酰基過氧 化物；所述的硅烷濕法交聯(lián)采用的交聯(lián)劑包括乙烯基硅烷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種應(yīng)用于管材的導(dǎo)熱高分子材料的制備方法，其特征在 于，所述的烷基類過氧化物包括過氧化二異丙苯(DCP)，叔丁基異丙苯基過氧化物，1，3-1， 4-二(叔丁基過氧異丙基)苯，2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過氧基)己炔或2，5-二甲 基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷；所述的過氧化縮酮包括4，4- 二(叔丁基過氧基)戊酸 正丁酯或1，1- 二(叔丁基過氧基)_3，3，5-三甲基環(huán)己烷；所述的二?；^氧化物包括過 氧化苯甲酰(BPO)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于管材的導(dǎo)熱高分子材料及其制備方法，該材料通過先制備可交聯(lián)前體，再將可交聯(lián)前體進(jìn)行交聯(lián)得到，所述的可交聯(lián)前體包括以下組分和重量份含量聚乙烯5-40，改性導(dǎo)熱填料60-90，抗沖改性劑0-5，抗氧劑0.1-0.5，潤滑劑0.1-1。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明導(dǎo)熱高分子材料及其制備方法，可得到導(dǎo)熱好，機(jī)械強(qiáng)度高的導(dǎo)熱高分子材料。
文檔編號C08J3/24GK101906225SQ20091005251
公開日2010年12月8日 申請日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者肖世英, 解廷秀 申請人:合肥杰事杰新材料有限公司