[发明专利]塑料母粒及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了塑料母粒及其制备方法和应用，其中，所述塑料母粒包括：聚合物基体、石墨烯、填料、包覆剂、分散剂、抗氧剂、交联剂和助交联剂。由此，该组成的塑料母粒具有高导热、高阻氧、易焊接和石墨烯均匀分散的特性，从而采用该塑料母粒制备得到的毛细管网同时兼具高导热、高阻氧、易焊接的优势，从而实现快速将系统中的冷和热向外界传递，实现介质的高效循环和避免能源的浪费，有利于毛细管网空调系统的推广应用。

技术领域

本发明属于碳材料技术领域，具体涉及一种塑料母粒及其制备方法和应用。

背景技术

毛细管网空调系统是一种承载水媒，由毛细管网(直径一般为4.3mm)、或者制冷制热模块为主要传热装置来改变建筑墙体温度或者维护结构温度，从而实现室内制冷制热目的的空调系统。该空调系统是一种隐形的空调系统，可以铺设在吊顶、墙面以及地面，主要以表面传热的方式来改变室内温度，是目前最高端最舒适的空调技术。塑料毛细管产品较金属管，在辐射能力相当的情况下造价更低，同时安装简捷，节约建筑空间，并且可以根据客户要求定制尺寸、干湿式建筑施工要求均可，因此具有广阔的应用前景，对其研究也是当前的热点之一。石墨烯以其良好的热传导性能及二维片层结构被人们所熟知，因此其在导热散热及阻隔氧等领域展现出良好的应用前景。

然而现有技术中毛细管网空调系统存在以下问题：

(1)石墨烯纳米片的层与层之间作用力较强，易堆叠和团聚在一起，难以在聚合物基体中充分剥离、均匀分散，而不能有效构筑均一稳定的网络，是石墨烯在毛细管网空调系统中发挥高导热高阻氧性能的主要障碍；

(2)石墨烯粉体密度低，与聚合物基体密度差较大，在共混造粒过程中难以实现高浓度填充，导致母粒加工难度大，易存在部分浓度偏高或偏低的一致性问题，难以稳定实现石墨烯的高含量填充；

(3)传统的毛细管网使用PPR、PE、PB等材质，导热系数在0.2-0.3W/mK，导热性能差，导致供热或制冷效率低，无法快速将系统中的冷和热向外界传递，造成介质的低效循环和能源的浪费，限制了毛细管网空调系统的推广应用；

(4)普通的毛细管网阻氧性能差，无法满足国标GB/T 28799.2-2012及GB/T18742.2-2017中对于阻氧型管材的要求(透氧率＜0.1g/m^3.d)，长期使用下氧气分子进入到管道内部，易加速管材发生热氧老化，并在管内滋生细菌和微生物，堵塞管道，影响使用。在管材行业，一般采用共挤形式，增加三层至五层EVOH阻氧层，不仅加工工艺复杂，而且成本较高。同时毛细管结构较为复杂，细管直径仅为4.3mm，在增加阻氧层方面无疑又增加了一份难度。

(5)普通毛细管网在毛细管与主管热熔连接过程中，容易受到无机填料的影响，造成管与管之间粘结不紧密，焊接不牢固的情况，长期使用可能出现管材连接处破裂、渗水漏水的情况，对产品的安全性造成一定风险。

因此，现有的毛细管网空调系统有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种塑料母粒及其制备方法和应用，该组成的塑料母粒具有高导热、高阻氧、易焊接和石墨烯均匀分散的特性，从而采用该塑料母粒制备得到的毛细管网同时兼具高导热、高阻氧、易焊接的优势，从而实现快速将系统中的冷和热向外界传递，实现介质的高效循环和避免能源的浪费，有利于毛细管网空调系统的推广应用。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种塑料母粒。根据本发明的实施例，所述塑料母粒包括：聚合物基体、石墨烯、填料、包覆剂、分散剂、抗氧剂、交联剂和助交联剂。由此，该组成的塑料母粒具有高导热、高阻氧、易焊接和石墨烯均匀分散的特性，从而采用该塑料母粒制备得到的毛细管网同时兼具高导热、高阻氧、易焊接的优势，从而实现快速将系统中的冷和热向外界传递，实现介质的高效循环和避免能源的浪费，有利于毛细管网空调系统的推广应用。