專利名稱：一種高導熱毛細管網材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及輻射供暖供冷末端用的高導熱毛細管網，尤其涉及制備高導熱毛細管網的材料和制備方法。
背景技術：
毛細管網作為輻射供冷供暖末端，它可以根據周圍環境自動調整紅環境的換熱量。毛細管網采用聚烯烴樹脂生產而成，直接鋪在房間圍護結構表面的下方。這樣房間的天花板、地板和墻壁就會變得非常的溫暖舒適。這樣，使用者和房間表面之間的能量傳遞就通過輻射的方式進行。輻射是在自然條件下調整各物體間的熱平衡。毛細管網采用水為傳熱介質，水是一種高效的傳熱介質，它的傳熱速度比空氣快1000倍，毛細管網輻射供暖供冷末端就是一種輻射式空調末端，和常規的對流式空調末端相比，毛細管網輻射供暖供冷末端主要是通過輻射方式進行換熱，而輻射傳熱的最大優點是在室內沒有吹風感、沒有空氣流動帶來的噪音，創造了健康的室內環境。普通毛細管網通常采用PP-R或PE-RT或PB或HDPE原料制成，導熱系數只有
O.24w/m. k、0. 4w/m. k、0. 2w/m. k和0. 4w/m. k,較低的導熱性能導致毛細管網福射供暖供冷末端的單位供熱量和供冷量較小，使得毛細管網末端只能應用在冷熱負荷很低的建筑內，而無法使用在冷熱負荷較高或很高的建筑內，限制了毛細管網的應用范圍。若能提高毛細管網的導熱性能，則能大大提高毛細管網輻射供暖供冷末端的制熱制冷量，使毛細管網的應用范圍得以擴大。

發明內容
本發明針對現有技術中的不足，提供了一種具有高導熱性能的高導熱毛細管網材料及其制備方法。為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決一種高導熱毛細管網材料，包括按重量份數計算的如下組分聚烯烴樹脂100份粒徑小于500納米的氮化鋁微粒0· 05-2份相容劑0·5-10 份偶聯劑0.5-5份潤滑劑0.5-10 份。聚烯烴樹脂，具有相對密度小，耐化學藥品性、耐水性、機械強度、電絕緣性等各項性能良好的特點，是制備高導熱毛細管網的基體材料。但是，聚烯烴樹脂本身的較低導熱系數使毛細管網作為換熱器時往往換熱性能較差。
粒徑小于500納米的氮化鋁微粒，具有非常高的導熱系數，能彌補聚烯烴樹脂導熱系數低的缺陷，提高聚烯烴樹脂的導熱系數，從而提高毛細管網的導熱性。含量為O. 05-2份，相對100份的聚烯烴樹脂，添加量很少，即對聚烯烴樹脂的導熱性能有明顯的提高，但對其他良好性能不會造成影響。現有技術中選用的石墨等提高聚烯烴樹脂導熱性能的物質，添加量一般需達到30份以上，這將大大破壞聚烯烴樹脂原本良好的機械性能和長期使用壽命。相容劑，能提高傳熱劑氮化鋁微粒和聚烯烴樹脂之間的相容性，從而提高毛細管網的機械強度。含量應控制在O. 5-10份。若大于上述含量范圍，將破壞聚烯烴樹脂的原本良好的機械性能；若小于上述含量范圍，將無法將全部傳熱劑表面均勻的有機化。偶聯劑，是表面改性劑，能對傳熱劑進行表面處理，提高傳熱劑與聚烯烴樹脂的界面相互作用，使毛細管網獲得良好的表面質量及機械、熱和電性能。含量應控制在O. 5-5份。若大于上述含量范圍，將破壞聚烯烴樹脂的原本良好的機械性能；若小于上述含量范圍，將無法使傳熱劑與聚烯烴樹脂的界面充分地發揮相互作用。潤滑劑，與聚烯烴樹脂相容，能降低聚烯烴樹脂的熔體粘度，改善其流動性，提高傳熱劑的分散性。含量應控制在O. 5-10份。若大于上述含量范圍，將破壞聚烯烴樹脂的原 本良好的機械性能；若小于上述含量范圍，將無法使傳熱劑得到充分分散。上述組分的組合及各組分的重量份數，是通過大量試驗確定的，上述組合和重量份數使本發明形成的毛細管網具有高導熱性。作為優選，所述氮化鋁微粒的重量份數為O. 05-0. 5份。該含量范圍，即對聚烯烴樹脂的導熱性有明顯的改善。作為優選，所述的聚烯烴樹脂采用HDPE、PE-RT, PP-R、PB中的一種或多種。HDPE是指高密度聚乙烯，PE-RT是指耐熱聚乙烯，PP-R是指無規共聚聚丙烯，PB是指聚丁烯。通常，HDPE用于生產地源熱泵專用地下換熱器管道，PE-RT用于生產地板采暖管道和熱水輸送管道，PP-R用于生產地板采暖管道和熱水輸送管道，PB用于生產地板采暖管道和熱水輸
送管道。作為優選，所述相容劑采用PE接枝馬來酸酐、PP接枝馬來酸酐、PB接枝馬來酸酐、PE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、PP接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、PB接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或多種。PE是指聚乙烯，PP是指聚丙烯，PB是指聚丁烯。與其他種類的相容劑相比，上述相容劑分別同HDPE或PE-RT、PP-R和PB材料具有良好的相容性，能提高傳熱劑和聚烯烴樹脂之間的相容性。作為優選，所述的偶聯劑采用鈦酸脂偶聯劑、硅烷偶聯劑的一種或多種。與其他種類的偶聯劑相比，上述偶聯劑具有良好的偶聯作用，使傳熱劑表面能充分地被有機化。作為優選，所述的潤滑劑采用硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈉、白油、低分子聚乙烯蠟中的一種或多種。與其他種類的潤滑劑相比，上述潤滑劑具有良好的流動性，使得傳熱劑得以充分分散。一種制備高導熱毛細管網材料的方法，該方法包括以下步驟(a)按權利要求I的重量份數，先將粒徑小于500納米的氮化鋁微粒和偶聯劑加入到混合機中，轉速1000轉/分鐘，攪拌5分鐘；(b)再加入聚烯烴樹脂、相容劑和潤滑劑，轉速1000轉/分鐘，攪拌5分鐘，混合后即可用于制作毛細管網。步驟(a)中首次混合攪拌使傳熱劑表面得到充分有機化，步驟(b)中第二次混合攪拌使傳熱劑微粒與聚烯烴樹脂能充分分散相容。
按照本發明的技術方案，即可得到高導熱毛細管網材料。
具體實施例方式下面通過實施例和對比例進一步說明本發明。在以下實施例和對比例中，用導熱系數表示材料的導熱性，這一數值越高，說明導熱性越好。聚烯烴樹脂原本導熱系數見表I。表I
權利要求
1.一種高導熱毛細管網材料，其特征在于包括按重量份數計算的如下組分聚烯烴樹脂100份粒徑小于500納米的氮化鋁微粒0. 05-2份相容劑0. 5-10份偶聯劑0. 5-5份潤滑劑0. 5-10份。
2.根據權利要求I所述的一種高導熱毛細管網材料，其特征在于所述氮化鋁微粒的重量份數為O. 05-0. 5份。
3.根據權利要求I所述的一種高導熱毛細管網材料，其特征在于所述的聚烯烴樹脂采用HDPE、PE-RT、PP-R、PB中的一種或多種。
4.根據權利要求I所述的一種高導熱毛細管網材料，其特征在于所述相容劑采用PE接枝馬來酸酐、PP接枝馬來酸酐、PB接枝馬來酸酐、PE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、PP接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、PB接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯的一種或多種。
5.根據權利要求I所述的一種高導熱毛細管網材料，其特征在于所述的偶聯劑采用鈦酸脂偶聯劑、硅烷偶聯劑的一種或多種。
6.根據權利要求I所述的一種高導熱毛細管網材料，其特征在于所述的潤滑劑采用硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈉、白油、低分子聚乙烯蠟中的一種或多種。
7.一種制備高導熱毛細管網材料的方法，其特征在于包括以下步驟(a)按權利要求I的重量份數，先將粒徑小于500納米的氮化鋁微粒和偶聯劑加入到混合機中，轉速1000轉/分鐘，攪拌5分鐘；(b)再加入聚烯烴樹脂、相容劑和潤滑劑，轉速1000轉/分鐘，攪拌5分鐘，混合后即可用于制作毛細管網。
全文摘要
本發明涉及輻射供暖供冷末端用的高導熱毛細管網，公開了一種高導熱毛細管網材料及其制備方法。一種高導熱毛細管網材料，包括按重量份數計算的如下組分聚烯烴樹脂100份；粒徑小于500納米的氮化鋁微粒0.05-2份；相容劑0.5-10份；偶聯劑0.5-5份；潤滑劑0.5-10份。一種高導熱毛細管網材料的制備方法，包括以下步驟將傳熱劑和偶聯劑加入到高速混合機中，高速攪拌5分鐘；再加入聚烯烴樹脂、相容劑和潤滑劑，高速攪拌5分鐘，混合后即可用于制作毛細管網。本發明即可得到高導熱毛細管網材料。
文檔編號C08L23/06GK102617904SQ20121006912
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者林力健 申請人:上海塔格工貿有限公司