一种低导热保温复合塑料管道及其制备方法技术

一种低导热保温复合塑料管道及其制备方法，为了解决如何达到降低管道材料导热系数提升管道系统保温性能又能实现管道力学性能不受影响保障系统运行使用寿命及安全性的问题，本发明专利技术设计一种低导热保温复合塑料管道，结构为三层结构，由内到外分别为内层、中间层和外层；中间层添加有经改性的硅藻土从而具有保温功能；其制备方法通过先制备经改性的硅藻土，再制造中间层的造粒料，最后通过各层原料通过特制的三层挤出模头共挤一体成型，中间层材料采用偶联剂改性硅藻土并预混与内、外同种材料的塑料树脂，使中间层与内、外层完全融为一体，使管道不仅兼具优异的承压性能，同时防止使用过程中中间层分层影响管道系统使用寿命的效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种低导热保温复合塑料管道及其制备方法


[0001]本专利技术专利涉及管材
，特别涉及一种低导热保温复合塑料管道及其制备方法。

技术介绍

[0002]塑料管道凭借其优异的耐腐蚀、安全卫生、施工便捷、连接可靠以及较高的耐高温等性能，被越来越多地应用于建筑内、集中供热二次管网、温泉管网、中深层地热能等中高温热水输送领域。由于塑料管道导热系数较高，在热水输送过程中会发生大量热能损耗的现象。为解决此问题，目前主要采用工作管外包覆保温材料(如：橡塑棉、发泡聚氨酯、聚苯乙烯等)提升管道系统保温性能，降低热量损耗。然而，此种保温技术属于二步法保温工艺，存在工艺繁琐、生产效率低、接头保温处理隐患大、保温材料耐候性差等突出问题。而且，由于聚氨酯等保温材料遇水会发生水解失效，导致使用环境受限，无法在水中长久使用，限制了其在中深层地热能等重要应用领域的推广使用。此外，虽然现有技术涉及降低管材的导热系数去提升热能利用率，但技术工艺多以材料内部微孔发泡为主。此技术路线虽然能够降低管道导热系数，但由于发泡工艺存在气孔均匀性难以控制、发泡引发二次污染、材料力学性能衰减等问题，整体保温效果不明显，系统运行安全风险大。如何既能降低管道材料导热系数提升管道系统保温性能又能实现管道力学性能不受影响保障系统运行使用寿命及安全性是目前面临的主要技术难点。

技术实现思路

[0003]为了解决如何达到降低管道材料导热系数提升管道系统保温性能又能实现管道力学性能不受影响保障系统运行使用寿命及安全性的问题，提供一种低导热保温复合塑料管道及其制备方法。
[0004]本专利技术为达到其目的，采用的技术方案如下：一种低导热保温复合塑料管道，该管道结构为三层结构，由内到外分别由内层、中间层和外层组成，所述内层与外层为相同材料的耐高温热塑性塑料；还包括经改性的硅藻土，所述中间层为与内层、外层相同的耐高温热塑性塑料与经改性的硅藻土共混造粒料。
[0005]所述耐高温热塑性塑料为PP
‑
R、PE
‑
RT、PB料。
[0006]所述中间层内经改性的硅藻土含量占比为5
‑
30％。
[0007]所述三层结构厚度占比由内到外分别为：内层40
‑
50％，中间层20
‑
40％，外层20
‑
30％。
[0008]一种低导热保温复合塑料管道的制备方法，所述方法包括：
[0009]步骤一：制造经改性的硅藻土，将工业级硅藻土在450℃
±
50℃下煅烧2
‑
3h，冷却后将其放入20％稀硫酸或稀盐酸中进行超声清洗，清洗30min静置沉淀后，对酸洗后的硅藻土进行去离子水清洗直至倒出溶液为中性，经过以上操作，可将硅藻土中的游离杂质去除，让其孔隙率增大，比表面积增大；随后将经清洁酸洗后的硅藻土、偶联剂，按硅藻土含量
0.5
‑
2％比例、95％的乙醇溶液，按与硅藻土体积比3
‑
5：1的比例混合在一起在55
±
5℃进行超声搅拌1
‑
2h；搅拌结束后，过滤多余的溶液，将过滤后的硅藻土在80
±
5℃的烘箱中烘8
‑
10h，即可得到改性后的硅藻土；
[0010]步骤二：制造中间层的造粒料，将步骤一的经改性的硅藻土按不同配比与内层同种耐高温热塑性塑料作为基础树脂，为了使经改性的硅藻土在基础树脂中分散更加均匀，加入0.5
‑
2％的硬脂酸起协同效应，然后在高混机中高速搅拌混合10
‑
20min；将混合后的原料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出，然后进行冷却并切断成小颗粒，即得中间层的造粒料；
[0011]步骤三：进行低导热保温复合塑料管道制造，将内层的原料、中间层的造粒料、外层原料分别放入相应的料斗内，各料斗的挤出量，机筒温度可独立控制，各层的厚度比例通过挤出量进行控制，通过调整挤出量将各层厚度比例控制在内层40
‑
50％，中间层20
‑
40％，外层20
‑
30％范围内，加工温度为185
‑
210℃，各层原料通过特制的三层挤出模头共挤一体成型；
[0012]所述偶联剂为：铝酸酯偶联剂、KH570/KH590硅烷偶联剂。
[0013]本专利技术提供的技术方案具有如下有益效果：
[0014]本专利技术所提供的低导热保温复合塑料管道具有比普通塑料管道更低的导热系数、优异的承压性能、连接便捷性和系统运行长寿命(设计寿命≥50年)。
[0015]本专利技术的低导热保温复合塑料管道，一方面，管道内、外层为同种热塑性树脂，保证了管道连接的方便性，可直接热熔承插或电熔焊接，保证了接口强度与管材同寿命，杜绝后期开裂漏水风险；中间层引入硅藻土，其天然含有丰富的细小微孔结构，赋予了管道优良的保温性能，而且硅藻土属于天然矿物，本身卫生性能突出，安全环保；中间层材料采用偶联剂改性硅藻土并预混与内、外同种材料的塑料树脂，可实现中间层与内、外层完全融为一体，使所得的管道不仅兼具优异的承压性能，同时防止使用过程中中间层分层影响管道系统使用寿命。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的结构示意图。
[0017]图2为本专利技术改性的硅藻土机理示意图。
[0018]附图标记说明：
[0019]内层
‑
1；中间层
‑
2；外层
‑
3；经改性的硅藻土
‑4具体实施方式
[0020]为更进一步阐述本专利为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利提出具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0021]如图1所示：一种低导热保温复合塑料管道，该管道结构为三层结构，由内到外分别由内层1、中间层2和外层3组成，所述内层1与外层3为相同材料的耐高温热塑性塑料；还包括经改性的硅藻土4，所述中间层2为与内层1、外层3相同的耐高温热塑性塑料与经改性的硅藻土4共混造粒料。
[0022]所述耐高温热塑性塑料为PP
‑
R、PE
‑
RT、PB料。
[0023]所述中间层2内经改性的硅藻土4含量占比为5
‑
30％。
[0024]所述三层结构厚度占比由内到外分别为：内层40
‑
50％，中间层20
‑
40％，外层20
‑
30％。
[0025]一种低导热保温复合塑料管道的制备方法，所述方法包括：
[0026]步骤一：制造经改性的硅藻土4，将工业级硅藻土在450℃
±
50℃下煅烧2
‑
3h，冷却后将其放入20％稀硫酸或稀盐酸中进行超声清洗，清洗30min静置沉淀后，对酸洗后的硅藻土进行去离子水清洗直至倒出溶液为中性，经过以上操作，可将硅藻土中的游本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低导热保温复合塑料管道，其特征在于：该管道结构为三层结构，由内到外分别由内层(1)、中间层(2)和外层(3)组成，所述内层(1)与外层(3)为相同材料的耐高温热塑性塑料；还包括经改性的硅藻土(4)，所述中间层(2)为与内层(1)、外层(3)相同的耐高温热塑性塑料与经改性的硅藻土(4)共混造粒料。2.如权利要求1所述的一种低导热保温复合塑料管道，其特征在于：所述耐高温热塑性塑料为PP
‑
R、PE
‑
RT、PB料。3.如权利要求1所述的一种低导热保温复合塑料管道，其特征在于：所述中间层(2)内经改性的硅藻土(4)含量占比为5
‑
30％。4.如权利要求1所述的一种低导热保温复合塑料管道，其特征在于：所述三层结构厚度占比由内到外分别为：内层40
‑
50％，中间层20
‑
40％，外层20
‑
30％。5.一种低导热保温复合塑料管道的制备方法，其特征在于：所述方法包括：步骤一：制造经改性的硅藻土(4)，将工业级硅藻土在450℃
±
50℃下煅烧2
‑
3h，冷却后将其放入20％稀硫酸或稀盐酸中进行超声清洗，清洗30min静置沉淀后，对酸洗后的硅藻土进行去离子水清洗直至倒出溶液为中性，经过以上操作，可将硅藻土中的游离杂质去除，让其孔隙率增大，比表面积增大；随后将经清洁酸洗后的硅藻土、偶联剂，按硅藻土含量0.5
‑
2％比例、95％的乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：李治，郭海波，吉仰哲，陈平，魏愈明，薛晓鹏，
申请(专利权)人：陕西伟星新型建材有限公司，
类型：发明
国别省市：