[发明专利]一种高导热毛细管网材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及辐射供暖供冷末端用的高导热毛细管网，尤其涉及制备高导热毛细管网的材料和制备方法。

背景技术

毛细管网作为辐射供冷供暖末端，它可以根据周围环境自动调整红环境的换热量。毛细管网采用聚烯烃树脂生产而成，直接铺在房间围护结构表面的下方。这样房间的天花板、地板和墙壁就会变得非常的温暖舒适。这样，使用者和房间表面之间的能量传递就通过辐射的方式进行。辐射是在自然条件下调整各物体间的热平衡。毛细管网采用水为传热介质，水是一种高效的传热介质，它的传热速度比空气快1000倍，毛细管网辐射供暖供冷末端就是一种辐射式空调末端，和常规的对流式空调末端相比，毛细管网辐射供暖供冷末端主要是通过辐射方式进行换热，而辐射传热的最大优点是：在室内没有吹风感、没有空气流动带来的噪音，创造了健康的室内环境。

普通毛细管网通常采用PP-R或PE-RT或PB或HDPE原料制成，导热系数只有0.24w/m.k、0.4w/m.k、0.2w/m.k和0.4w/m.k，较低的导热性能导致毛细管网辐射供暖供冷末端的单位供热量和供冷量较小，使得毛细管网末端只能应用在冷热负荷很低的建筑内，而无法使用在冷热负荷较高或很高的建筑内，限制了毛细管网的应用范围。若能提高毛细管网的导热性能，则能大大提高毛细管网辐射供暖供冷末端的制热制冷量，使毛细管网的应用范围得以扩大。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种具有高导热性能的高导热毛细管网材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种高导热毛细管网材料，包括按重量份数计算的如下组分：

聚烯烃树脂：100份

粒径小于500纳米的氮化铝微粒：0.05-2份

相容剂：0.5-10份

偶联剂：0.5-5份

润滑剂：0.5-10份。

聚烯烃树脂，具有相对密度小，耐化学药品性、耐水性、机械强度、电绝缘性等各项性能良好的特点，是制备高导热毛细管网的基体材料。但是，聚烯烃树脂本身的较低导热系数使毛细管网作为换热器时往往换热性能较差。

粒径小于500纳米的氮化铝微粒，具有非常高的导热系数，能弥补聚烯烃树脂导热系数低的缺陷，提高聚烯烃树脂的导热系数，从而提高毛细管网的导热性。含量为0.05-2份，相对100份的聚烯烃树脂，添加量很少，即对聚烯烃树脂的导热性能有明显的提高，但对其他良好性能不会造成影响。现有技术中选用的石墨等提高聚烯烃树脂导热性能的物质，添加量一般需达到30份以上，这将大大破坏聚烯烃树脂原本良好的机械性能和长期使用寿命。

相容剂，能提高传热剂氮化铝微粒和聚烯烃树脂之间的相容性，从而提高毛细管网的机械强度。含量应控制在0.5-10份。若大于上述含量范围，将破坏聚烯烃树脂的原本良好的机械性能；若小于上述含量范围，将无法将全部传热剂表面均匀的有机化。

偶联剂，是表面改性剂，能对传热剂进行表面处理，提高传热剂与聚烯烃树脂的界面相互作用，使毛细管网获得良好的表面质量及机械、热和电性能。含量应控制在0.5-5份。若大于上述含量范围，将破坏聚烯烃树脂的原本良好的机械性能；若小于上述含量范围，将无法使传热剂与聚烯烃树脂的界面充分地发挥相互作用。

润滑剂，与聚烯烃树脂相容，能降低聚烯烃树脂的熔体粘度，改善其流动性，提高传热剂的分散性。含量应控制在0.5-10份。若大于上述含量范围，将破坏聚烯烃树脂的原本良好的机械性能；若小于上述含量范围，将无法使传热剂得到充分分散。

上述组分的组合及各组分的重量份数，是通过大量试验确定的，上述组合和重量份数使本发明形成的毛细管网具有高导热性。

作为优选，所述氮化铝微粒的重量份数为0.05-0.5份。该含量范围，即对聚烯烃树脂的导热性有明显的改善。

作为优选，所述的聚烯烃树脂采用HDPE、PE-RT、PP-R、PB中的一种或多种。HDPE是指高密度聚乙烯，PE-RT是指耐热聚乙烯，PP-R是指无规共聚聚丙烯，PB是指聚丁烯。通常，HDPE用于生产地源热泵专用地下换热器管道，PE-RT用于生产地板采暖管道和热水输送管道，PP-R用于生产地板采暖管道和热水输送管道，PB用于生产地板采暖管道和热水输送管道。