一种高导热性高耐磨性CPVC化工管道材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，公开了一种高导热性高耐磨性CPVC化工管道材料，所述CPVC化工管道材料按照重量份数计由氯化聚氯乙烯树脂、氯化聚醚树脂、环状二甲基硅氧烷、组合导热剂、偶联剂、稳定剂、增韧剂、润滑剂、颜料若干组成；该材料通过对CPVC树脂添加氯化聚醚树脂，增加其耐磨性及与金属材料的粘性；使得导热剂与树脂相容性、结合性好，生产的CPVC管材加工方便、强度高、蠕变小，还具有良好的散热性与耐磨性；并提供该高导热性高耐磨性CPVC化工管道材料的制备方法。

A CPVC chemical pipeline material with high thermal conductivity and wear resistance and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高导热性高耐磨性CPVC化工管道材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种高导热性高耐磨性CPVC化工管道材料及其制备方法。
技术介绍
CPVC树脂由聚氯乙烯(PVC)树脂氯化改性制得，是一种性能优异应用前景广阔的新型工程塑料。PVC树脂经过氯化后，分子键的不规则性增加，极性增强；树脂的溶解性增大，化学稳定性增加；对酸、碱、盐、氧化剂等化学介质的耐受性增加，热变形温度和机械性能提高。氯含量由56.7％提高到63～72％，维卡软化温度由72～82℃提高到120℃以上，最高使用温度可达140℃以上，长期使用温度可达95℃以上。CPVC树脂主要用于生产管材，输送热水及腐蚀性介质，在不超过100℃时仍能保持较高的强度，而且在较高的内压下可以长期使用。CPVC的重量是黄铜的1/6，钢的1/5。因此，用CPVC制造的管道，重量轻。CPVC管可用作化工厂的热污水管、电镀溶液管道、热化学试剂输送管、氯碱厂的湿氯气输送管道等。随着化工、能源、环保等产业的迅猛发展，迫切需要具有高散热性的、高耐磨性的管材，其中大多数金属材料管材的导热性较好，可用于散热器、热交换材料、余热回收、刹车片及印刷线路板等场合。但金属材料管材的耐腐蚀性不好，限制了一些领域的应用，具体如化工生产和废水处理中的热交换器、导热管、太阳能热水器及蓄电池冷却器等。CPVC管材的耐腐蚀性和力学性能都很好，但与金属材料管材相比，CPVC管材的导热性能不好，限制了其一些应用范围，如不可用于各类摩擦起热或需要及时散热的场合。因此，迫切需要具有高散热性的、高耐磨性的塑料材料，以满足化工生产和废水处理中的热交换器、导热管、太阳能热水器及蓄电池冷却器等领域的需要。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一目的在于提供一种高导热性高耐磨性CPVC化工管道材料，通过对CPVC树脂添加氯化聚醚树脂，增加其耐磨性及与金属材料的粘性；使得导热剂与树脂相容性、结合性好，生产的CPVC管材加工方便、强度高、蠕变小，还具有良好的散热性与耐磨性。本专利技术的第二目的在于提供一种高导热性高耐磨性CPVC化工管道材料的制备方法，制备工艺简单，导热材料与基础树脂相容性、结合性好，生产的CPVC管材加工方便、强度高、蠕变小；具有良好的散热性与耐磨性。为了实现上述第一目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高导热性高耐磨性CPVC化工管道材料，所述的CPVC化工管道材料包括氯化聚氯乙烯树脂和氯化聚醚树脂，其中氯化聚氯乙烯树脂和氯化聚醚树脂的质量比为1：0.05-0.2。氯化聚醚树脂是3.3'-双(氯甲基)环氯丙烷的聚合物，是具有氯甲基侧键的线型聚醚。氯化聚醚树脂具有很好的耐化学稳定性，在潮湿状态下有非常好的电绝缘性能；同时，氯化聚醚树脂中与氯甲基相邻的碳原子上没有氢原子存在，故加热时不易脱离氯化氢，不会像聚氯乙烯那样分解出氯化氢，并促使聚合物进一步分解，所以耐热性较高。本专利技术的CPVC化工管道材料通过对CPVC树脂添加氯化聚醚树脂，增加其耐磨性及与金属材料的粘性。在本专利技术中，进一步的，所述的CPVC化工管道材料还包括导热剂，所述的导热剂为组合导热剂。优选的，所述的组合导热剂包括铝薄片、石墨烯、玻璃纤维、碳纳米管、铜粉组成；四者配合，既能保证导热剂的导热性能，能够与其他CPVC化工管道材料融合，具有一定刚性。更优选的，所述组合导热剂按照重量份数计包括铝薄片4～10份、石墨烯4～15份、玻璃纤维5～10份、碳纳米管5～12份、铜粉4～15份。在本专利技术中，进一步的，所述铝薄片的长径比为40:1，此铝薄片呈细长状，导电性好，与树脂相容性、结合性好。通过添加的组合导热剂与CPVC树脂进行共混改性，以提高CPVC树脂的导热性，以应用于工业废流余热利用的高导热高耐磨CPVC管道以及工业用热交换器用高导热CPVC管道。在本专利技术中，进一步的，所述的CPVC化工管道材料还包括环状二甲基硅氧烷、偶联剂、稳定剂、增韧剂、润滑剂和颜料，优选的，所述的CPVC化工管道材料包括如下重量份的原料：氯化聚氯乙烯树脂100份、氯化聚醚树脂5～20份、环状二甲基硅氧烷0.03～0.2份、组合导热剂24～50份、偶联剂0.5～2.5份、稳定剂0.5～1.5份、增韧剂8～18份、润滑剂2～4份、颜料若干。在本专利技术中，进一步的，所述组合导热剂先用偶联剂处理后再与其它原料混合。在本专利技术中，进一步的，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中任一种，其用量为所述组合导热剂重量的0.5％～5％。在本专利技术中，进一步的，所述稳定剂为硫醇甲基锡稳定剂或丁基锡稳定剂。在本专利技术中，进一步的，所述增韧剂为CPE、MBS、ACR、ACM中的一种或几种组合。在本专利技术中，进一步的，所述润滑剂为石蜡、PE蜡、OPE蜡、费托蜡、硬脂酸钙、PETS中的一种或几种。为实现本专利技术的第二目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高导热性高耐磨性CPVC化工管道材料的制备方法，包括以下步骤：1)将组合导热剂用偶联剂进行处理，得到活性组合导热剂；2)将CPVC树脂、氯化聚醚树脂、稳定剂、增韧剂、润滑剂、颜料按比例混合，升温，加入步骤1)中得到的活性组合导热剂，搅拌混合，升温，放料搅拌冷却，即制成高导热性高耐磨性CPVC化工管道材料。具体的，1)将铝薄片、石墨烯、玻璃纤维、碳纳米管、铜粉按比例混合，升温至温度后，加入偶联剂，继续搅拌并升温至温度后，放料搅拌冷却，得到活性组合导热剂；所述铝薄片、石墨烯、玻璃纤维、碳纳米管、铜粉混合时搅拌速度为600-800rpm，优选为670rpm，此时升高温度至70-90℃，优选为80℃；加入偶联剂后搅拌速度与前相同，但升温至90-120℃，优选为100℃；放料冷却时搅拌速度为300-400rpm，优选为375rpm，此时降温至40-60℃，优选为50℃。2)将CPVC树脂、氯化聚醚树脂、稳定剂、增韧剂、滑剂、颜料按比例混合，升温至温度后，加入步骤1)中得到的活性组合导热剂，搅拌混合并升温至温度后，放料搅拌冷却，即得。树脂混合升高温度至70-90℃，优选为80℃；加入活性组合导热剂后再次升温至100-120℃，优选为105℃；放料冷却时降温至40-60℃，优选为50℃。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术高导热性高耐磨性CPVC化工管道材料的制备工艺简单，导热剂与氯化聚氯乙烯树脂和氯化聚醚树脂相容性、结合性好，以提高CPVC树脂的导热性，以应用于工业废流余热利用的高导热高耐磨CPVC管道以及工业用热交换器用高导热CPVC管道；同时，生产的CPVC管材加工方便、强度高、蠕变小，还具有良好的散热性与耐磨性。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例，进一步阐述本专利技术。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导热性高耐磨性CPVC化工管道材料，其特征在于，所述的CPVC化工管道材料包括氯化聚氯乙烯树脂和氯化聚醚树脂，其中氯化聚氯乙烯树脂和氯化聚醚树脂的质量比为1：0.05-0.2。/n

【技术特征摘要】
1.一种高导热性高耐磨性CPVC化工管道材料，其特征在于，所述的CPVC化工管道材料包括氯化聚氯乙烯树脂和氯化聚醚树脂，其中氯化聚氯乙烯树脂和氯化聚醚树脂的质量比为1：0.05-0.2。


2.根据权利要求1所述的高导热性高耐磨性CPVC化工管道材料，其特征在于，所述的CPVC化工管道材料还包括导热剂，
所述的导热剂为组合导热剂，优选的，所述的组合导热剂包括铝薄片、石墨烯、玻璃纤维、碳纳米管、铜粉组成；
更优选的，所述组合导热剂按照重量份数计包括铝薄片4～10份、石墨烯4～15份、玻璃纤维5～10份、碳纳米管5～12份、铜粉4～15份。


3.根据权利要求2所述的高导热性高耐磨性CPVC化工管道材料，其特征在于，所述铝薄片的长径比为40:1。


4.根据权利要求2所述的高导热性高耐磨性CPVC化工管道材料，其特征在于，所述的CPVC化工管道材料还包括环状二甲基硅氧烷、偶联剂、稳定剂、增韧剂、润滑剂和颜料，
优选的，所述的CPVC化工管道材料包括如下重量份的原料：氯化聚氯乙烯树脂100份、氯化聚醚树脂5～20份、环状二甲基硅氧烷0.03～0.2份、组合导热剂24～50份、偶联剂0.5～2.5份、稳定剂0.5～1.5份、增韧剂8～18份、润滑剂2～4份、颜料若干。

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【专利技术属性】
技术研发人员：何正炎，段洪文，刘玉鹏，赵建华，
申请(专利权)人：天津永高塑业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12