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CN103524859A - 一种含石墨导热聚乙烯母料及其制备方法和组合物 - Google Patents

一种含石墨导热聚乙烯母料及其制备方法和组合物 Download PDF

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Abstract

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。

Description

一种含石墨导热聚乙烯母料及其制备方法和组合物
技术领域
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。
背景技术
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、润滑剂与本发明不同，其石墨含量与本发明的导热聚乙烯组合物中石墨含量不同，其制备方法与本发明不同，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），本发明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。
发明内容：
本发明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。
本发明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砝码）1～30g/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γ―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[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]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。
本发明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℃，搅拌2～10min；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℃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1～8任一项所述含石墨导热聚乙烯母料60～200份，加工助剂0～20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(OIT,200℃)>40min，导热系数>0.75W/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σLPL数值应≥6.3MPa，优选σLPL≥8.0MPa；本发明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，而石墨具有高的热导率(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。发明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，本发明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：本发明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：本发明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，制成本发明的含石墨导热聚乙烯母料，再将本发明的含石墨导热聚乙烯母料与聚乙烯、加工助剂共混获得本发明的导热聚乙烯组合物。本发明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，氧化诱导期(OIT,200℃)42～68min，导热系数0.762～0.957W/m.k。解决了现有技术中导热聚乙烯组合物耐热性能低、导热性能差的缺陷。在大规模工业生产中，石墨、抗氧剂在组合物中易出现分布不均的情况影响管材性能。本发明的制备方法，通过偶联剂对石墨进行预处理提升了石墨的导热性能；通过调兑含石墨导热聚乙烯母料至导热聚乙烯组合物，改善了石墨和抗氧剂在导热聚乙烯组合物中分布的均匀程度，同时使导热聚乙烯组合物的力学性能，相对于含石墨导热聚乙烯母料，得到了明显的提升，在大规模工业生产中，解决了组合物各组分分布不均，搅拌困难且能耗过高的问题。
本发明的含石墨导热聚乙烯母料和导热聚乙烯组合物，适于生产地源热泵用聚乙烯管材，也可用于导热聚乙烯板材或片材等领域。
在用于生产地源热泵用聚乙烯管材时：其导热聚乙烯组合物的MFR（5kg）0.2～3g/10min，优选0.4～2.5g/10min；本发明导热聚乙烯组合物可直接生产地源热泵用聚乙烯管材和管件，亦可生产为复合层导热管材，即，管材内层采用本发明的导热聚乙烯组合物制成，外层为超薄超高分子量聚乙烯管材。超高分子量聚乙烯管材耐磨性优异，在施工过程中起到有效防护内层导热管的作用，保证优良的导热性能的同时，提高了复合管材的力学性能和耐静液压能力。直接生产地源热泵用聚乙烯管材和管件时：管材的氧化诱导期(OIT,200℃)>40min，管材的静液压试验，按GB/T6111试验，在下述试验条件下管材不渗漏、不破裂：20℃，环应力12.4MPa，大于200h；80℃，环应力5.5MPa，大于500h；80℃，环应力5.0MPa，大于1000h；与超高分子量聚乙烯制成复合层导热管材时：静液压试验，按GB/T6111试验，在相应试验条件下管材不渗漏、不破裂。耐环境应力开裂试验：20℃，环应力12.4MPa时，大于300h；80℃，环应力5.5MPa，大于600h；80℃，环应力5.0MPa，大于1500h。
在用于生产导热聚乙烯散热板材或片材可用作散热板材或片材时：其导热聚乙烯组合物的MFR（5kg）0.3～15g/10min，优选0.5～12g/10min，氧化诱导期(OIT,200℃)>30min，弯曲模量>1000MPa，耐环境应力开裂>1000h。管材在地下铺设后，如出现故障需耗费大量人力物力进行挖掘更换。综上所述，采用本发明的含石墨导热聚乙烯母料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或片材时，既保证了管材、板材、片材优良的导热性能，又保证了其优异的力学性能，同时节约了后期维修的成本。
具体实施方式
实施例1～15为本发明的具体实施例。其中实施例5、实施例9为本发明的最佳实施例。
实施例1
实施例1的含石墨导热聚乙烯母料的组分按以下重量份配置：
聚乙烯粉：乙烯与1-丁烯共聚物100份，密度0.920g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）2g/10min；石墨：可膨胀石墨150份，325目；偶联剂：γ―氨丙基三乙氧基硅烷2.0份；稀释剂：液体石蜡2.0份；抗氧剂：四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯0.8份，和三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯0.8份。
实施例1导热聚乙烯组合物的组分按以下重量份配置：
乙烯与1-丁烯共聚物100份，PE80级（σLPL=8.0MPa），密度0.943g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）0.12g/10min；实施例1的含石墨导热聚乙烯母料100份；加工助剂：硫代二丙酸二月桂酯0.5份，和季戊四醇双亚磷酸二（2，4-二特丁基苯基）酯0.5份。
实施例1的制备方法，按以下步骤：
1）母料制备工艺：石墨偶联剂处理：将偶联剂按比例加入到稀释剂中混匀，与石墨一起加入到高速搅拌机中，在高速搅拌机中处理8min；再将粉状的聚乙烯粉、抗氧剂按比例加入正处理石墨的高速搅拌机中，再经10min高速混合后卸料获得混配料，将混配料加入挤出机中挤出造粒，温度范围为160～250℃，获得含石墨导热聚乙烯母料；
2）组合物制备工艺：将聚乙烯、含石墨导热聚乙烯母料、加工助剂按比例加入高速搅拌机中，经10min高速混合后卸料得到混配好的原料，将混配好的原料加入挤出机中挤出造粒，温度范围为160～250℃。
实施例2
实施例2导热聚乙烯组合物的组分按以下重量份配置：
聚乙烯：乙烯与1-己烯共聚物100份，PE100级（σLPL=10.0MPa），，密度0.945g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）0.10g/10min；实施例1的含石墨导热聚乙烯母料200份；加工助剂：硫代二丙酸二月桂酯1.5份，和季戊四醇双亚磷酸二（2，4-二特丁基苯基）酯1.0份。
实施例2的母料组成、制备工艺和组合物制备工艺同实施例1。
实施例3：
实施例3导热聚乙烯组合物的组分按以下重量份配置：
聚乙烯：乙烯与1-己烯共聚物100份，PE100级（σLPL=10.0MPa），密度0.945g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）0.08g/10min；实施例1的含石墨导热聚乙烯母料80份。
实施例3的母料组成、制备工艺和组合物制备工艺同实施例1。
实施例4：
实施例4导热聚乙烯组合物的组分按以下重量份配置：
聚乙烯：乙烯与1-己烯共聚物100份，PE100级（σLPL=10.0MPa），密度0.945g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）0.08g/10min；实施例1的含石墨导热聚乙烯母料60份。
实施例4的母料组成、制备工艺和组合物制备工艺同实施例1。
实施例5
实施例5的含石墨导热聚乙烯母料的组分按以下重量份配置：
聚乙烯粉100份，密度0.945g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）32g/10min；可膨胀石墨：150份，200目；偶联剂：异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯2.5份；稀释剂：乙醇2.5份；抗氧剂：硫代二丙酸二月桂酯1.5份，和季戊四醇双亚磷酸二（2，4-二特丁基苯基）酯1.0份。
实施例5导热聚乙烯组合物的组分按以下重量份配置：
聚乙烯100份，PE100级，乙烯与1-丁烯共聚物，密度0.947g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）0.15g/10min；实施例5的含石墨导热聚乙烯母料150份；加工助剂：硫代二丙酸二月桂酯1.5份，和季戊四醇双亚磷酸二（2，4-二特丁基苯基）酯1.0份。
实施例5的制备方法，按以下步骤：
1）母料制备工艺：石墨偶联剂处理：将偶联剂按比例加入到稀释剂中混匀，与石墨一起加入到高速搅拌机中，在高速搅拌机中处理，将高速搅拌机升温至50℃，在高速搅拌机中处理10min；再将粉状的聚乙烯粉、抗氧剂按比例加入处理石墨的高速搅拌机中，经15min高速混合后卸料，将混配好的原料加入挤出机中挤出造粒，温度范围为160～250℃，即获得含石墨导热聚乙烯母料；
2）组合物制备工艺：将聚乙烯、含石墨导热聚乙烯母料、加工助剂按比例加入高速搅拌机中，经5～15min高速混合后卸料，将混配好的原料加入挤出机中挤出造粒，温度范围为160～250℃。
实施例6
实施例6导热聚乙烯组合物的组分按以下重量份配置：
聚乙烯：乙烯与1-己烯共聚物100份，PE100级（σLPL=10.0MPa），密度0.947g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）0.15g/10min；实施例5的含石墨导热聚乙烯母料250份；加工助剂：硫代二丙酸二月桂酯1.5份，和季戊四醇双亚磷酸二（2，4-二特丁基苯基）酯1.0份。
实施例6的母料组成、制备工艺和组合物制备工艺同实施例5。
实施例7
实施例7的含石墨导热聚乙烯母料的组分按以下重量份配置：
乙烯与1-丁烯共聚物100份，密度0.918g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）1.6g/10min〕；胶体石墨：100份，400目；偶联剂：γ―氨丙基三乙氧基硅烷3.5份；稀释剂：乙醇40份；抗氧剂：1，1，3-三（2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基）丁烷0.5份，和季戊四醇双亚磷酸二（2，4-二特丁基苯基）酯0.5份。
实施例7导热聚乙烯组合物的组分按以下重量份配置：
耐热聚乙烯PE-RT Ⅱ型100份，乙烯与1-辛烯共聚物，密度0.942g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）0.56g/10min；实施例7的含石墨导热聚乙烯母料100份
实施例7的母料制备工艺和组合物制备工艺同实施例5。
实施例8
实施例8导热聚乙烯组合物的组分按以下重量份配置：
耐热聚乙烯PE-RT Ⅱ型100份，乙烯与1-己烯共聚物，密度0.936g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）0.62g/10min；实施例7的含石墨导热聚乙烯母料150份；加工助剂：硫代二丙酸二月桂酯1.0份，和季戊四醇双亚磷酸二（2，4-二特丁基苯基）酯1.0份。
实施例8的母料组成、制备工艺和组合物制备工艺同实施例5。
实施例9：
实施例9的含石墨导热聚乙烯母料的组分按以下重量份配置：
聚乙烯粉：乙烯与1-丁烯共聚物100份，密度0.918g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）1.6g/10min〕；胶体石墨：100份，800目；偶联剂：γ—氨丙基三乙氧基硅烷3.5份；稀释剂：乙醇70份；抗氧剂：1，1，3-三（2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基）丁烷1.5份，和季戊四醇双亚磷酸二（2，4-二特丁基苯基）酯1.5份。
实施例9导热聚乙烯组合物的组分按以下重量份配置：
耐热聚乙烯PE-RT Ⅱ型100份，乙烯与1-丁烯共聚物，密度0.948g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）0.45g/10min；实施例9的含石墨导热聚乙烯母料200份。
实施例9的制备方法，按以下步骤：
1）母料制备工艺：石墨偶联剂处理：将偶联剂按比例加入到稀释剂中混匀，与石墨一起加入到高速搅拌机中，将高速搅拌机升温至50℃，在高速搅拌机中处理15min；再将粉状的聚乙烯粉、抗氧剂按比例加入处理石墨的高速搅拌机中，经10min高速混合后卸料，将混配好的原料加入密炼机中，混炼10min钟后卸料，再经粉碎后制得含石墨导热聚乙烯母料；
2）组合物制备工艺：将聚乙烯、含石墨导热聚乙烯母料、加工助剂按比例加入高速搅拌机中，经10min高速混合后卸料，将混配好的原料加入挤出机中挤出造粒，温度范围为160～250℃。
实施例10：
实施例10导热聚乙烯组合物的组分按以下重量份配置：
耐热聚乙烯PE-RT Ⅱ型100份，乙烯与1-己烯共聚物，密度0.938g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）0.62g/10min；实施例9的含石墨导热聚乙烯母料80份。
实施例10的母料制备工艺和组合物制备工艺同实施例9。
实施例11：
实施例11的含石墨导热聚乙烯母料的组分按以下重量份配置：
聚乙烯粉：乙烯与1-丁烯共聚物100份，密度0.918g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）1.6g/10min〕；石墨：胶体石墨100份，1200目；偶联剂：γ―氨丙基三乙氧基硅烷3.5份；稀释剂：丙酮100份；抗氧剂：1，1，3-三（2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基）丁烷0.5份，和季戊四醇双亚磷酸二（2，4-二特丁基苯基）酯0.5份。
实施例1导热聚乙烯组合物的组分按以下重量份配置：
耐热聚乙烯PE-RT Ⅱ型100份，乙烯与1-己烯共聚物，密度：0.938g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）0.62g/10min；实施例11的含石墨导热聚乙烯母料66份,加工助剂：氟弹性体(市售管材料用流变剂)：0.1份。
实施例11的制备方法，按以下步骤：
1）母料制备工艺：石墨偶联剂处理：将偶联剂按比例加入到稀释剂中混匀，与石墨一起加入到高速搅拌机中，将高速搅拌机升温至50℃，在高速搅拌机中处理15min；再将粉状的聚乙烯粉、抗氧剂按比例加入处理石墨的高速搅拌机中，经10min高速混合后卸料，将混配好的原料加入密炼机中，混炼10min钟后卸料，再经粉碎后制得含石墨导热聚乙烯母料；
2）组合物制备工艺：将聚乙烯、含石墨导热聚乙烯母料、加工助剂按比例加入高速搅拌机中，经10min高速混合后卸料，将混配好的原料加入挤出机中挤出造粒，温度范围为160～250℃。
对比例1
对比例1导热聚乙烯组合物的组分按以下重量份配置：
耐热聚乙烯PE-RT Ⅱ型100份，乙烯与1-己烯共聚物，密度：0.938g/cm3，MFR（2.16Kg砝码）0.62g/10min；含实施例7石墨母料：40份。
对比例1的母料组成、制备工艺和组合物制备工艺同实施例7。
实施例1～11和对比例1性能测试：
表1实施例1～11和对比例1性能测试结果
Figure BDA00001856620900091
通过表1可看出，相对于对比例1，实施例1～11的密度、MFR、氧化诱导期、拉伸强度相当，而由于添加母料量相比对比例1高使得弯曲模量、导热系数的性能明显优于对比例1，综合性能优异。
实施例12：
采用本发明实施例1组合物，挤出制备直径63mm管材，管材加工性能良好。
实施例13：
采用本发明实施例9组合物，挤出制备直径110mm管材，管材加工性能良好。
实施例14：
采用本发明实施例9组合物，挤出制备直径110mm管材，管材加工性能良好；外加壁厚2mm的超高分子量聚乙烯管材。
实施例15：
采用本发明实施例6组合物，挤出制备导热聚乙烯2mm厚片材，加工性能良好。实施例12～15性能测试：
实施例12～15性能见表2。表2中静液压试验，按GB/T6111试验，在相应试验条件下管材不渗漏、不破裂。
表2实施例12～15性能测试结果
通过表2可看出，实施例12～15为采用本发明导热聚乙烯组合物制备的管材和片材，实施例12～15的静液压试验、弯曲模量、耐环境应力开裂时间的测试结果优异。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (14)

1.一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。
2.根据权利要求1所述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60～200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。
3.根据权利要求1或2所述的含石墨导热聚乙烯母料，其特征在于：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。
4.根据权利要求1或2所述的含石墨导热聚乙烯母料，其特征在于：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砝码）1～30g/10min的乙烯-α-烯烃共聚物。
5.根据权利要求1或2所述的含石墨导热聚乙烯母料，其特征在于：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γ―氨丙基三乙氧基硅烷中的一种。
6.根据权利要求1或2所述的含石墨导热聚乙烯母料，其特征在于：所述的稀释剂选用液体石蜡、丙酮或乙醇的一种。
7.根据权利要求1或2所述的含石墨导热聚乙烯母料，其特征在于：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。
8.根据权利要求7所述的含石墨导热聚乙烯母料，其特征在于：所述的抗氧剂选用四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]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。
9.一种权利要求1～8任一项所述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℃，搅拌2～10min；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℃下挤出造粒，即获得含石墨导热聚乙烯母料。
10.一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1～8任一项所述含石墨导热聚乙烯母料60～200份，加工助剂0～20份。
11.根据权利要求10所述的导热聚乙烯组合物，其特征在于，所述加工助剂选自氟弹性体或者聚乙烯蜡。
12.根据权利要求10所述的导热聚乙烯组合物，其特征在于，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(OIT,200℃)>40min，导热系数>0.75W/m.k。
13.一种采用权利要求10～12任一项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。
14.一种采用权利要求10～12任一项所述的导热聚乙烯组合物制备的导热聚乙烯板材或片材。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104045961A (zh) * 2014-06-27 2014-09-17 成都新柯力化工科技有限公司 一种塑料散热散光母料及其制备方法
CN106589553A (zh) * 2016-12-20 2017-04-26 天津中财型材有限责任公司 一种地源热泵管材
CN107033854A (zh) * 2017-05-18 2017-08-11 聂超 一种新型导热材料及其制备方法
CN110951142A (zh) * 2019-12-12 2020-04-03 佛山佛塑科技集团股份有限公司 一种高导热辐射交联聚乙烯管材及其制备方法和应用
CN112812400A (zh) * 2020-12-30 2021-05-18 日丰企业集团有限公司 复合聚乙烯材料及其制备方法与应用
CN115386155A (zh) * 2017-06-12 2022-11-25 季文广 一种高导热地暖管材料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1635017A (zh) * 2003-12-30 2005-07-06 中国科学院兰州化学物理研究所 一种填充石墨润滑母料及其生产方法
CN101101190A (zh) * 2007-08-08 2008-01-09 戴毅明 地源热泵中央空调用高效换热管
CN101666397A (zh) * 2009-10-28 2010-03-10 天津市军星管材制造有限公司 导热塑料管
CN101857689A (zh) * 2010-02-26 2010-10-13 广东联塑科技实业有限公司 一种制备高导热塑料管道的材料
US20110073799A1 (en) * 2009-09-30 2011-03-31 Eric Magni Thermally conductive polymer compositions

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1635017A (zh) * 2003-12-30 2005-07-06 中国科学院兰州化学物理研究所 一种填充石墨润滑母料及其生产方法
CN101101190A (zh) * 2007-08-08 2008-01-09 戴毅明 地源热泵中央空调用高效换热管
US20110073799A1 (en) * 2009-09-30 2011-03-31 Eric Magni Thermally conductive polymer compositions
CN101666397A (zh) * 2009-10-28 2010-03-10 天津市军星管材制造有限公司 导热塑料管
CN101857689A (zh) * 2010-02-26 2010-10-13 广东联塑科技实业有限公司 一种制备高导热塑料管道的材料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李侃社等: "LDPE/石墨复合材料的制备和性能", 《西安科技学院学报》, vol. 23, no. 2, 30 June 2003 (2003-06-30), pages 191 - 194 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104045961A (zh) * 2014-06-27 2014-09-17 成都新柯力化工科技有限公司 一种塑料散热散光母料及其制备方法
CN104045961B (zh) * 2014-06-27 2016-04-06 成都新柯力化工科技有限公司 一种塑料散热散光母料及其制备方法
CN106589553A (zh) * 2016-12-20 2017-04-26 天津中财型材有限责任公司 一种地源热泵管材
CN107033854A (zh) * 2017-05-18 2017-08-11 聂超 一种新型导热材料及其制备方法
CN115386155A (zh) * 2017-06-12 2022-11-25 季文广 一种高导热地暖管材料及其制备方法
CN110951142A (zh) * 2019-12-12 2020-04-03 佛山佛塑科技集团股份有限公司 一种高导热辐射交联聚乙烯管材及其制备方法和应用
CN110951142B (zh) * 2019-12-12 2022-07-01 佛山佛塑科技集团股份有限公司 一种高导热辐射交联聚乙烯管材及其制备方法和应用
CN112812400A (zh) * 2020-12-30 2021-05-18 日丰企业集团有限公司 复合聚乙烯材料及其制备方法与应用

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