[發明專利]一種換熱器用換熱材料

在審

• 申請號: 201710354048.6
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107057287A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 張凌霞;劉紅軍;胡西芹
• 申請（專利權）人: 安徽普瑞普勒傳熱技術有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L75/08;C08L79/02;C08K3/22;C08K3/24;C08K3/04
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙)34120
• 代理人: 黃晶晶

技術領域

本發明涉及換熱器技術領域，具體涉及一種換熱器用換熱材料。

背景技術

在工業生產中，換熱器是實現物料之間熱量傳遞過程的一種重要設備，傳統的金屬換熱器有耐磨腐蝕性差、易結垢、價格高、重量大等缺點。近幾十年來，隨著工業生產的發展和科學技術的進步，對換熱器的綜合性能要求也越來越高，普通的金屬換熱器已無法滿足一些特殊領域的需要，為了提高換熱器的導熱性能，本發明作出了全新的研究。

在中國公開的專利申請CN102634112A中針對獲得一種碳塑合成換熱材料，采用石墨粉、聚丙烯、聚乙烯、增韌劑、抗氧劑等材料為原料，制得的換熱材料比重輕、抗氧化、克服了氧化降解的缺點。在中國公開的專利申請CN104893107A中針對獲得一種換熱器用換熱材料及其制備工藝，采用Sb₂O₃、P₂O₅-ZnO-MgO-Na₂O、Er3Ni等原料為原料，制得的產品顆粒質輕、物理性質穩定、無污染、成本低，特別適用于熱交換技術領域。

目前現有技術所制換熱材料雖然具有比重輕、抗氧化、易降解，物理性質穩定，但導熱性能差、強韌性差、耐腐蝕性能差。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明提出了一種換熱器用換熱材料。本發明所制換熱材料彌補了換熱材料導熱性能差、強韌性差、耐腐蝕性能差的缺陷。

為了實現上述的目的，本發明采用以下的技術方案：

一種換熱器用換熱材料，由如下重量份數原料制成：環氧樹脂21-25份、Fe₃O₄納米粒子2-5份、石墨10-15份、甲苯二異氰酸酯1-4份、聚醚二醇2-5份、二羥甲基丙酸1-3份、擴鏈劑1-3份、聚苯胺粉末2-4份、鉻酸鍶粉末2-4份、助劑0.1-1份、消泡劑1-3份、水適量。

優選的，該換熱材料，由如下重量份數原料制成：環氧樹脂22-25份、Fe₃O₄納米粒子3-5份、石墨11-15份、甲苯二異氰酸酯2-4份、聚醚二醇3-5份、二羥甲基丙酸1.5-3份、擴鏈劑2-3份、聚苯胺粉末3-4份、鉻酸鍶粉末3-4份、助劑0.2-1份、消泡劑1.5-3份、水適量。

優選的，擴鏈劑為1,4丁二醇。

優選的，聚苯胺與鉻酸鍶質量比為1:1。

優選的，該換熱材料，制備方法包括如下幾個步驟：

(1)將環氧樹脂放入高速混合機中，加入等質量的稀釋劑，混合均勻，隨后加入Fe₃O₄納米粒子，超聲分散10min，將溶液轉移到真空干燥箱中，真空抽泡6-10min后取出，得預聚物；

(2)將預聚物至于溫度為25℃，磁感強度為0.8T的釹鐵硼磁鐵上固化，固化3h后取出，至于球磨機中球磨至粒子粒徑為1-2mm；

(3)向(2)所得微粒中加入甲苯二異氰酸酯和聚醚二醇，升溫至70-75℃，加入擴鏈劑，反應1h，將溫度降為60-65℃后加入二羥甲基丙酸，機械攪拌3h，制得改性聚氨酯乳液；

(4)在-5-0℃的冰水浴中，將聚苯胺粉末和鉻酸鍶粉末混合，加入與二者質量之和相等的水，攪拌均勻，反應1h，取出后至于加熱鍋內，將改性聚氨酯乳液和剩余物料加入，混合均勻，得母液；

(5)將母液在285-295℃條件下密煉10-20min，得換熱器用換熱材料。

優選的，步驟(1)中真空抽泡溫度為75℃。

采用上述的技術方案，本發明的有益效果是：Fe₃O₄納米粒子分散在環氧樹脂中并且彼此相互影響，在復合體系中形成了連續的導熱網鏈，在磁場的作用下，納米粒子更加有序的排列形成了規則的導熱鏈網結構，增強了換熱材料的導熱性能；此外，環氧樹脂含有仲羥基和環氧基，未與Fe₃O₄納米粒子反應的環氧樹脂與聚氨酯參加反應，生成的羥基和其本身含有的羥基，又可以與異氰酸酯反應，使體系中產生部分網狀結構，從而導致聚氨酯分散體粒徑增大，同時產生交聯反應，增強了換熱材料的拉伸強度、耐水性和耐溶劑性；鉻酸鍶與苯甲胺質量比低于1時，表現出很好的分散性，但由于聚苯胺的阻隔效果差，導致換熱材料阻抗小，容易腐蝕，鉻酸鍶與苯甲胺比值為2時，復合材料的均勻性變差，分散性變差，阻隔性變差，導致防腐性能下降，當兩者比值為1時，表現出優異的耐腐蝕性能，提高了換熱材料的防腐性能。

具體實施方式交平