【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合导热材料领域，具体地，涉及一种增韧导热材料、pe-rt管材的制备方法和应用。
技术介绍
1、地面辐射采暖是一种舒适、卫生的采暖方式，而且不占用室内空间，其中低温热水地面辐射供暖占据地面辐射采暖市场的主导地位，pe-rt(耐热聚乙烯)管材以其所具有的较高的耐温性(与普通聚乙烯相比)、高柔韧性、可热熔连接、可回收利用、制备工艺简单等优势而被广泛使用。但是现有的供暖管道要经常清洗，否则易堵塞造成室内温度不达标，且管道会受到整个供热管网温度和压力波动的影响，在供热系统温度过高时，管道内部压力过大，易发生破裂和渗漏。
2、提高供暖管道的导热性，以及提高管道的韧性，是两种防止管道在供热系统温度过高时发生破裂和渗漏的有效手段。管道导热性提高，在管道内热水温度过高时就能通过热传导将多余的热量耗散到空气或其他介质中，因此管道耐热性也有所提升；而管道韧性提高，就意味着管道承受应力的能力提高，因此也可以阻碍管道在过高温度导致的过大内压下发生破裂。
3、现有技术公开了一种硅橡胶高导热材料，该材料通过加入石墨烯、球形纳米氧化铝、球形微米氧化铝和四针状氧化锌，在硅橡胶中形成了导热通路，提升了硅橡胶的导热性。然而，该现有技术在加入氧化锌形成导热通路、提高硅橡胶导热性的同时，反而降低了硅橡胶的断裂伸长率，即，降低了硅橡胶的韧性。
技术实现思路
1、为了解决现有技术无法兼顾材料的导热能力和韧性的问题，本专利技术提供了一种增韧导热材料，通过不同粒径的改性zno和改性al2o3
2、本专利技术的另一目的在于提供一种增韧导热材料的制备方法。
3、本专利技术的另一目的在于提供一种增韧导热材料在制备pe-rt管材中的应用。
4、本专利技术的另一目的在于提供一种pe-rt管材。
5、本专利技术的另一目的在于提供一种pe-rt管材的制备方法。
6、本专利技术上述目的通过如下技术方案实现：
7、一种增韧导热材料，包括如下按质量份数计算的组分：
8、改性al2o3 5～20份
9、改性zno 1～10份
10、pe-rt 100份
11、所述改性al2o3与所述改性zno分别由al2o3和zno经过硅烷偶联剂改性得到，所述改性al2o3的平均粒径为0.1～1μm，所述改性zno的平均粒径为10～20μm。
12、在本专利技术所提供的增韧导热材料中，平均粒径为10～20μm的改性zno可以通过相互堆积、相互接触，形成导热通路，提高所得材料的导热性。但在zno形成的导热通路中，在紧密堆积的球形zno之间，还存在缝隙，因此需要加入平均粒径为0.1～1μm的改性al2o3，对zno之间的缝隙进行填充，使导热填料(zno和al2o3)之间的堆积变得紧密，使导热通路更紧密、热传导能够更顺畅地进行，同时形成更多导热通路，提高所得材料的导热性。仅加入一种导热填料，导热通路不够紧密、数量也不足，所得材料中存在较多的缝隙，这就导致材料在进行热传导时容易受到阻碍，因此仅加入一种导热填料，对材料导热性的提升非常有限。而采用两种导热填料在pe-rt(耐热聚乙烯)基体共同形成导热通路，在pe-rt基材的质量份数为100份的情况下，要将改性al2o3和改性zno的质量份数分别控制为5～20和1～10份，才能使两种导热填料充分配合。
13、由于zno粒径较大，所以将pe-rt与改性zno混合后，pe-rt基体难以对zno形成均匀的包覆，因此仅将pe-rt与改性zno混合制备得到的复合材料，容易出现裂缝等缺陷，由该复合材料制备得到的pe-rt管材，在管道内部压力过大时，裂缝会成为应力集中处，需要面对巨大的应力，因此管材容易开裂，韧性有所下降。而本专利技术向体系中加入的平均粒径仅为zno的十分之一甚至更低的改性al2o3，可以通过其表面的硅烷偶联剂相互连接，对zno和pe-rt混合得到的复合材料中存在的缺陷进行填充和粘接，进而防止由该复合材料所制备得到的管材在管道内部压力过大时发生开裂，提高了管材的韧性。
14、需要说明的是，若改性zno的平均粒径小于10μm，就需要向pe-rt基材中加入更多的改性zno以提高导热性，但由于zno刚性大，因此过多的改性zno同样会导致材料韧性下降，而若zno的平均粒径大于20μm，zno加入到pe-rt中后形成的裂缝会更多、更大，此时需要加入的改性al2o3也会过多，影响材料的韧性。当改性al2o3的平均粒径过小时，同样需要提高加入量以提升所得复合材料的导热性，但也同样会导致材料的韧性下降；而当改性al2o3的平均粒径过大，会导致其本身难以对zno形成的导热通路和zno与pe-rt之间形成的裂缝进行填充，所得复合材料的韧性和导热性双双下降。
15、在本专利技术的具体实施方式中，改性zno可以通过硅烷偶联剂kh550、kh560、kh570改性得到，具体的改性方法为：将硅烷偶联剂溶于水中并充分乳化得到乳液，而后加入zno，使zno能够被乳液浸没，充分混合后在90℃下进行干燥以去除游离水，而后将反应体系置于110℃的温度下进行干燥并反应，将反应体系干燥至恒重视为反应完成的标志，反应完成后即可得到改性zno。
16、优选地，所述改性zno的平均粒径为所述改性al2o3的平均粒径的20～25倍。
17、更优选地，所述改性zno的质量份数与改性al2o3的质量份数之比为1：(2～3)。
18、当两种改性粒子的粒径和质量份数比具有上述关系时，两种改性粒子能够更充分地配合并形成数量更多且更紧密的填料通路，同时提高材料的韧性和导热性能。
19、优选地，所述改性al2o3由al2o3经过固体硅烷偶联剂改性得到。
20、本领域常规的固体硅烷偶联剂均可适用于本专利技术中。
21、在本专利技术的具体实施方式中，固体硅烷偶联剂可以是dlc-a10e。
22、在本专利技术的具体实施方式中，对al2o3进行改性的方法为：将dlc-a10e与al2o3加入到高速混合机中混合并反应10min，反应完成后即可得到改性al2o3。
23、之所以要采用固体的硅烷偶联剂对al2o3进行改性，是因为本专利技术采用的al2o3粒径非常小，表面能高，采用液体偶联剂对其进行改性时al2o3粒子之间容易相互聚集，导致改性效率下降。
24、更优选地，所述改性过程中固体硅烷偶联剂与al2o3的质量比为1：(6～12)。
25、将硅烷偶联剂与al2o3按上述质量比混合并反应，能够更充分地利用硅烷偶联剂对al2o3进行改性。
26、本专利技术还保护一种上述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种增韧导热材料，其特征在于，包括如下按质量份数计算的组分：
2.如权利要求1所述增韧导热材料，其特征在于，所述改性ZnO的平均粒径为所述改性Al2O3的平均粒径的20～25倍。
3.如权利要求2所述增韧导热材料，其特征在于，所述改性ZnO的质量份数与改性Al2O3的质量份数之比为1：(2～3)。
4.如权利要求1所述增韧导热材料，其特征在于，所述改性Al2O3由Al2O3经过固体硅烷偶联剂改性得到。
5.如权利要求4所述增韧导热材料，其特征在于，所述改性过程中固体硅烷偶联剂与Al2O3的质量比为1：(6～12)。
6.一种权利要求1～5任一项所述增韧导热材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.一种权利要求1～5任一项所述增韧导热材料在制备PE-RT管材中的应用。
8.一种PE-RT管材，其特征在于，包括由权利要求1～5任一项所述增韧导热材料制备得到的增韧导热层。
9.如权利要求8所述PE-RT管材，其特征在于，所述PE-RT管材具有三层结构，其结构由内向外依次是防垢层-增
10.如权利要求9所述PE-RT管材，其特征在于，所述PE-RT管材的三层结构中三层的厚度比为防垢层：增韧导热层：阻氧层＝1：(1～3)：(1～3)。
...【技术特征摘要】
1.一种增韧导热材料，其特征在于，包括如下按质量份数计算的组分：
2.如权利要求1所述增韧导热材料，其特征在于，所述改性zno的平均粒径为所述改性al2o3的平均粒径的20～25倍。
3.如权利要求2所述增韧导热材料，其特征在于，所述改性zno的质量份数与改性al2o3的质量份数之比为1：(2～3)。
4.如权利要求1所述增韧导热材料，其特征在于，所述改性al2o3由al2o3经过固体硅烷偶联剂改性得到。
5.如权利要求4所述增韧导热材料，其特征在于，所述改性过程中固体硅烷偶联剂与al2o3的质量比为1：(6～12)。
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【专利技术属性】
技术研发人员：何梦华，郑先伟，李艳芳，耿振永，
申请(专利权)人：联塑市政管道河北有限公司，
类型：发明
国别省市：
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