一种含石墨导热聚乙烯母料及其制备方法和组合物，属于高分子材料的加工与应用领域，主要涉及一种含石墨导热聚乙烯母料及其制备方法和组合物。本发明专利技术的含石墨导热聚乙烯母料，其特征在于，由（重量份）聚乙烯粉100份，石墨60～300份，偶联剂0.3～15份，稀释剂0.3～300份，抗氧剂0.01～5份组成，所述偶联剂与稀释剂按重量比1∶（0.5～50）加入。采用本发明专利技术制成的导热聚乙烯组合物，在制备地源热泵用聚乙烯管材、导热聚乙烯散热板材和片材时，既保证了优良的导热性能，又保证了其优异的力学性能，节约了后期维修的成本。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种含石墨导热聚乙烯母料及其制备方法和组合物，属于高分子材料的加工与应用领域，主要涉及一种含石墨导热聚乙烯母料及其制备方法和组合物。本专利技术的含石墨导热聚乙烯母料，其特征在于，由（重量份）聚乙烯粉100份，石墨60～300份，偶联剂0.3～15份，稀释剂0.3～300份，抗氧剂0.01～5份组成，所述偶联剂与稀释剂按重量比1∶（0.5～50）加入。采用本专利技术制成的导热聚乙烯组合物，在制备地源热泵用聚乙烯管材、导热聚乙烯散热板材和片材时，既保证了优良的导热性能，又保证了其优异的力学性能，节约了后期维修的成本。【专利说明】一种含石墨导热聚乙烯母料及其制备方法和组合物
一种含石墨导热聚乙烯母料及其制备方法和组合物，属于高分子材料的加工与应用领域，主要涉及一种含石墨导热聚乙烯母料及其制备方法，以及采用该含石墨导热聚乙烯母料制备的导热聚乙烯组合物。
技术介绍
地源热泵是一种利用地球浅层资源(包括土壤、地下水、地表水或城市中水)的既可供暖又可制冷的高效节能的空调系统。它利用铺设在土壤、地表水等中的换热管道，实现空调房间和土壤、地表水等的换热，以达到建筑空调的效果。地源热泵中央空调系统是目前国际上最先进的中央空调系统，可节省大量的运行费用和维护费用。地源热泵系统工作时，热量传递的温差全年基本恒定，并且远远大于空气源热泵的传热温差。为提高地源热泵系统换热效率，应采用导热性能好的换热管道，即采用高导热换热管道在达到同样换热效果时可减少换热管数量，同时管道需要耐压、耐腐蚀、具有优良的长期性能。为此，近年来已有许多研究者开发高导热地源热泵系统用管道。专利CN1102199321A提出一种高导热聚乙烯管道的配方，其配方中使用的聚乙烯、石墨、润滑剂与本专利技术不同，其石墨含量与本专利技术的导热聚乙烯组合物中石墨含量不同，其制备方法与本专利技术不同，专利CN1102199321A生产的高导热聚乙烯地源热泵系统用管道，耐热系数可达到0.65 (W/m.K)，本专利技术生产的地源热泵用聚乙烯管材和导热聚乙烯板材或片材的导热性能和力学性能远高于专利CN1102199321A，综合性能优异；专利CN102128316A公开了一种高热导率耐热聚乙烯塑料管，是由PE-RT与导热材料共混挤出成型，可以是单组份单层，也可以是多组分多层高导热聚乙烯管材，该专利同专利CN1102199321A，并未对导热材料(石墨)及处理方法进行具体研究和限定，而导热材料的品种及其处理方法是影响复合材料导热性能及其组合物力学性能的关键因素之一；并且未对聚乙烯其进行进一步研究和要求。管材、板材、片材在地下铺设后，如出现故障需耗费大量人力物力进行挖掘更换，同时对环境也会造成一定的污染与破坏。尤其是导热聚乙烯管材，作为冷热水输送用压力管道，对管材综合性能要求高，管材在具有更高的导热性能的同时，应具有较好的力学性能和耐压能力。
技术实现思路
:本专利技术要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种含石墨导热聚乙烯母料及其制备方法和组合物，采用该含石墨导热聚乙烯母料制备的导热聚乙烯组合物，适用于生产地源热泵用聚乙烯管材、高耐压、导热聚乙烯板材或片材，用于地源热泵系统以及各种换热器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:该一种含石墨导热聚乙烯母料，其特征在于，由(重量份)聚乙烯粉100份，石墨60~300份，偶联剂0.3~15份，稀释剂0.3~300份，抗氧剂0.01~5份组成，所述偶联剂与稀释剂按重量比1: (0.5~50)加入。优选的，一种含石墨导热聚乙烯母料，其特征在于，由(重量份)聚乙烯粉100份，石墨60~200份，偶联剂0.5~8份，稀释剂0.5~160份，抗氧剂0.1~3份组成，所述偶联剂与稀释剂按重量比1:(1~20)加入。所述石墨选用粒径为50~400目，膨胀倍率100~400ml/g的可膨胀石墨或粒径为400~1200目的胶体石墨。所述聚乙烯粉料或粒料选用密度为0.915~0.950g/cm3，熔体质量流动速率为(2.16Kg$去码)I~30g/10min的乙烯-α-烯烃共聚物。所述偶联剂选用三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯、二 (二辛基磷酰氧基)钛酸乙二酯、二异硬脂酰基钛酸乙二酯或Y —氨丙基三乙氧基硅烷中的一种。所述的稀释剂选用液体石蜡、丙酮或乙醇的一种。所述的抗氧剂选用受阻酚、受阻胺、亚磷酸脂或硫酯类抗氧剂。所述的抗氧剂选用四季戊四醇酯、2，6- 二叔丁基对甲苯酚，亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯或硫代二丙酸二月桂酯中的一种或一种以上组合物。本专利技术的含石墨导热聚乙烯母料的制备方法，其特征在于，具体工艺步骤为:将偶联剂与稀释剂按比例混匀，与石墨一起加入高速搅拌机中，升温至40~80°C，搅拌2~IOmin ;再将聚乙烯粉和抗氧剂加入高速搅拌机中，经5~15min高速混合后卸料,将混配好的原料加入挤出机中，160~250°C下挤出造粒，即获得含石墨导热聚乙烯母料。一种导热聚乙烯组合物，其特征在于，各组分配比(重量份)为:聚乙烯100份，权利要求I~8任一项所述含石墨导热聚乙烯母料60~200份，加工助剂O~20份。所述加工助剂选自氟弹性体或者聚乙烯蜡。所述导热聚乙烯组合物的拉伸强度>15MPa，弯曲模量>1000MPa，氧化诱导期(0ΙΤ, 200℃ ) >40min,导热系数 >0.75ff/m.k。所述的导热聚乙烯组合物制备的生产地源热泵用聚乙烯管材。所述的导热聚乙烯组合物制备的导热聚乙烯板材或片材。由于要求聚乙烯压力管材料具有良好的长期静液压强度，其预测静液压强度置信下限σ I数值应≥6.3MPa，优选σ m≥8.0MPa ;本专利技术聚乙烯优选耐热聚乙烯(PE-RT)，实施例中选用了符合ISO 22391要求的PE-RT II型树脂。PE-RT除具有优异的耐压能力外，还兼具有较高的耐热性能，是用于地源热泵换热管材优选的基础树脂。传统的高导热材料主要是金属材料(如铜、铝)，这些材料的密度较大，膨胀系数高，热导率不够高。其中热导率较高的三种金属银、铜、铝的热导率分别为:430W/m.k、400W/m.k、238W/m.k,而石墨具有闻的热导率(石墨单晶面向热导率)达2200W/m.k。石墨具有优良的机械性能，并且具有密度低、热膨胀系数小的优点。专利技术人通过潜心研究发现:石墨经偶联剂处理后与聚乙烯共混制得的高导热聚乙烯母料具有更加优异的导热性能，是制备具有实用价值的导热聚乙烯组合物，进而制备导热聚乙烯管材、板材、片材的基础。与现有技术相比，本专利技术的含石墨导热聚乙烯母料及其制备方法和组合物所具有的有益效果是:本专利技术的含石墨导热聚乙烯母料具有优异的导热性能，其导热系数达到1.027~1.151W/m.k，为保证所在生产的管材具有优良的导热性能的同时，可以具备优良的力学性能:本专利技术在制备过程中采用偶联剂对石墨进行预处理，将预处理后的石墨先于聚乙烯粉和稀释剂、抗氧剂进行共混，制成本专利技术的含石墨导热聚乙烯母料，再将本专利技术的含石墨导热聚乙烯母料与聚乙烯、加工助剂共混获得本专利技术的导热聚乙烯组合物。本专利技术的导热聚乙烯组合物具有优异的力学、抗热氧老化和导热性能，拉伸强度15.6~19.8MPa，弯曲模量1010~1520MPa，氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含石墨导热聚乙烯母料，其特征在于，由（重量份）聚乙烯粉100份，石墨60～300份，偶联剂0.3～15份，稀释剂0.3～300份，抗氧剂0.01～5份组成，所述偶联剂与稀释剂按重量比1：（0.5～50）加入。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢建玲，解理洁，王秀丽，鞠伟，孟庆宾，陈文海，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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