[發(fā)明專利]一種高導(dǎo)熱、高耐熱的多層復(fù)合管材及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011102524.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-15
• 公開（公告）號(hào): CN112373161B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張博文;蔣曉璐;孔仙達(dá);梁靜靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江巨化新材料研究院有限公司
• 主分類號(hào): B32B27/30
• 分類號(hào): B32B27/30;B32B27/32;B32B27/20;B32B27/06;B32B27/08;B32B1/08;C08L27/16;C08K7/06;C08K3/04;C08L23/06;C08L67/00;C08L23/12;F16L9/14;F16L57/04
• 代理公司: 杭州六方于義專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33392
• 代理人: 尹科峰

本發(fā)明公開了一種高導(dǎo)熱、高耐熱的多層復(fù)合管材及其制備方法，管材分為內(nèi)、中、外三層，內(nèi)層材料為氟烯烴聚合物，中間層材料為包含梳形相容劑的高分子合金，外層材料為耐熱聚乙烯。管材使用三層共擠一次成型技術(shù)，所得管材具有耐熱溫度高，導(dǎo)熱性好，層間結(jié)合緊密，生產(chǎn)工藝簡便，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上還具有聚偏氟乙烯管材環(huán)保、析出性小、化學(xué)穩(wěn)定性好；抗沖擊強(qiáng)度高、耐磨耗，耐蠕變、機(jī)械強(qiáng)度及韌性好；耐熱性佳、長期使用溫度?20?100℃；表面光滑，流體阻力小，阻氧性能突出等優(yōu)秀品質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地暖管技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高導(dǎo)熱、高耐熱的多層復(fù)合管材及其制備方法。

背景技術(shù)

耐熱聚乙烯(PE-RT)管材是一種多用于熱水輸送的非交聯(lián)聚乙烯(PE)管材，其主要成分耐熱聚乙烯(PE-RT)為乙烯和辛烯的共聚物，特點(diǎn)是在PE長鏈聚合了辛烯使主鏈上帶有辛烯短支鏈，是一種具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)的中密度共聚聚乙烯材料，在保留PE大部分優(yōu)秀性能的基礎(chǔ)上提高了PE的耐熱性能和耐壓性能，是目前市面上最常見的地暖管材料。

然而受限于耐熱聚乙烯(PE-RT)材料本身的特點(diǎn)，耐熱聚乙烯(PE-RT)管材的長期使用溫度為60-80℃，管道內(nèi)通常使用60℃以下的低溫?zé)崴h(huán)加熱，在對(duì)較大室內(nèi)空間進(jìn)行采暖施工時(shí)，存在管材用量較大，升溫速度慢，傳熱效率不高，房間整體溫度不高等缺點(diǎn)。

這些缺點(diǎn)通常可以通過改用高溫?zé)崴訜幔酶邷責(zé)崴褪覝剌^大的溫差同時(shí)解決管材用量、升溫速率和傳熱效率的問題。而由于耐熱聚乙烯(PE-RT)材料本身的限制，使用高溫?zé)崴訜釙?huì)導(dǎo)致耐熱聚乙烯(PE-RT)管材強(qiáng)度下降，進(jìn)而導(dǎo)致管材使用壽命隨之下降。為解決耐熱聚乙烯(PE-RT)管材存在的上述問題，一種顯而易見的辦法即為耐熱聚乙烯(PE-RT)管材添加一個(gè)耐熱穩(wěn)定的內(nèi)層，通過制成復(fù)合管材的方式打破耐熱聚乙烯(PE-RT)材料本身的限制，使管材具備在更高溫度下長期使用的能力。

聚偏氟乙烯(PVDF)是一種性能優(yōu)良的材料，具有環(huán)保、析出性小、化學(xué)穩(wěn)定性好；抗沖擊強(qiáng)度高、耐磨耗，耐蠕變、機(jī)械強(qiáng)度及韌性好；耐熱性佳、不燃性、長期使用溫度-40-150℃；表面光滑，流體阻力小，阻氧性能突出等優(yōu)秀品質(zhì)，特別適用于液體輸送等領(lǐng)域，可以完全滿足高溫地暖管材的需要，然而聚偏氟乙烯高昂的價(jià)格使該材料難以進(jìn)入民用領(lǐng)域，鑒于耐熱聚乙烯(PE-RT)的價(jià)格遠(yuǎn)低于PVDF，將PVDF與耐熱聚乙烯(PE-RT)制成復(fù)合管材可以充分利用兩者的優(yōu)勢，使管材在具有高耐熱性的同時(shí)大幅降低PVDF的使用成本。而提高循環(huán)熱水的溫度可以減少地暖系統(tǒng)整體管材用量，提高升溫速率和傳熱效率，從而控制整個(gè)管路系統(tǒng)的造價(jià)和使用成本，并具備使較大空間保持人體舒適溫度的能力。

從性能和用途上看，PVDF是非常適合與耐熱聚乙烯(PE-RT)進(jìn)行復(fù)合的材料之一，而從相容性角度看，PVDF與耐熱聚乙烯(PE-RT)是兩種熱力學(xué)不相容的材料，耐熱聚乙烯(PE-RT)/PVDF復(fù)合管材的界面結(jié)合力極差，通常制備無規(guī)聚丙烯/聚偏氟乙烯合金也常常需要對(duì)耐熱聚乙烯(PE-RT)和PVDF分別作出增容改性，制備過程復(fù)雜，并且導(dǎo)致耐熱聚乙烯(PE-RT)和聚偏氟乙烯的性能都有不同程度的下降，高品質(zhì)的耐熱聚乙烯(PE-RT)/PVDF復(fù)合管材制作難度很大，目前在市面上并無品質(zhì)優(yōu)秀的商業(yè)化產(chǎn)品。

現(xiàn)階段，國內(nèi)外公司都做了一些相關(guān)產(chǎn)品研究開發(fā)工作，簡要列舉如下：