[发明专利]一种应用于管材的导热高分子材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料，尤其是涉及一种应用于管材的导热高分子材料及其制备方法。

背景技术

目前涉及建工采暖、新能源、火力发电、电子工程、燃油、燃气动力工程等领域的换热装置，需要用铜、铝钢等金属材料制造。金属材料虽然导热效果好，但是不耐腐蚀、造价高、工艺繁琐且能耗高。基于此种原因，塑料管材的应用越来越多。和传统的金属管相比，PE管低温脆化温度很低，可在-40℃～40℃范围内使用，冬季安装施工不会发生管道脆裂；聚乙烯为惰性材料，可耐多种化学介质侵蚀，不需防腐保护；柔韧性好，局部震动不会引起全部管子震动，抗震性强；搬运方便，焊接容易，当管线较长时可采用盘管敷设，降低了施工难度和施工费用。

但是PE管材也存在一些不足，主要是导热效率较低。导热系数是衡量导热效率的一项指标，导热系数高的物质有优良的导热性能。材料导热系数的大小，受本身的物理构成、密实程度、构造特征、环境的温湿度及热流方向的影响。通常，金属材料的导热系数最大，无机非金属材料次之，有机材料最小。如铝的导热系数能达到130W/m℃，但PE的导热系数只有约0.4W/m℃。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种导热好，机械强度高的导热高分子材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种应用于管材的导热高分子材料，其特征在于，该材料通过先制备可交联前体，再将可交联前体进行交联得到，所述的可交联前体包括以下组分和重量份含量：

聚乙烯5-40，

改性导热填料60-90，

抗冲改性剂0-5

抗氧剂0.1-0.5，

润滑剂0.1-1。

所述的改性导热填料为偶联剂改性的导热填料，偶联剂的用量为导热填料重量的1-2％。

所述的导热填料包括氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化铋、氧化铍、氮化硅、氮化铝、氮化硼、石墨、炭黑或碳化硅中的一种或几种；所述的偶联剂包括硬脂酸。

所述的抗冲改性剂包括三元乙丙橡胶或聚烯烃弹性体。

所述的抗氧剂包括四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯。

所述的润滑剂包括乙撑双硬脂酰胺或硬脂酸钙。

一种应用于管材的导热高分子材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)在导热填料中加入导热填料的1-2wt％的偶联剂，在70-85℃下混合10-20分钟得到改性导热填料；

(2)将60-90重量份的改性导热填料、5-40重量份的聚乙烯、0-5重量份的抗冲改性剂、0.1-0.5重量份抗氧剂和0.1-1重量份的润滑剂放入高混机中搅拌均匀，经过双螺杆挤出机熔融、挤出、牵引及切粒制得可交联前体；

(3)将可交联前体通过过氧化物交联法、或硅烷湿法交联、或辐照交联制得产品。

所述的过氧化物交联法采用的交联剂包括：烷基类过氧化物，过氧化缩酮或二酰基过氧化物；所述的硅烷湿法交联采用的交联剂包括：乙烯基硅烷。

所述的烷基类过氧化物包括过氧化二异丙苯(DCP)，叔丁基异丙苯基过氧化物，1，3-1，4-二(叔丁基过氧异丙基)苯，2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己炔或2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷；所述的过氧化缩酮包括4，4-二(叔丁基过氧基)戊酸正丁酯或1，1-二(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷；所述的二酰基过氧化物包括过氧化苯甲酰(BPO)。

与现有技术相比，本发明导热高分子材料及其制备方法，可得到导热好，机械强度高的导热高分子材料。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。实施例仅用于说明，绝不是对本发明范围的限制。

实施例1

在氧化镁中加入氧化镁总量1wt％的硬脂酸，在76℃下混合10分钟得到改性氧化镁，取60kg改性氧化镁，40kg聚乙烯，5kg聚乙烯弹性体(POE)，0.1kg四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯(抗氧剂1010)，0.5kg的硬脂酸钙放入高混机搅拌均匀，然后经过双螺杆挤出机熔融、挤出、牵引及切粒，生产出可交联前体。

采用过氧化物交联法，将可交联前体与可交联前体的0.1wt％的过氧化二异丙苯(DCP)母粒混合均匀，经过挤出机挤成管材。

通过以上方式成型的管材，导热系数增加2～3倍。

实施例2