[发明专利]一种高导热防垢功能型阻氧地暖管

说明书

本发明提供了一种高导热防垢功能型阻氧地暖管，包括内层、外层、粘接胶层和阻氧层，所述的内层包括如下重量份数的组分：改性氧化石墨烯：0‑1份、含氟聚合物：5‑10份、聚合物基体：100份；所述的外层包括如下重量份数的组分：改性氧化石墨烯：1‑10份、聚合物基体：100份；所述的粘接胶层包括如下重量份数的组分：改性氧化石墨烯：0.5‑0.8份、热熔胶：100份。本发明所述的高导热防垢功能型阻氧地暖管导热系数有了大幅度的提高；同时粘接胶层的热稳定性也有所提高。在内层加入含氟聚合物可以使管道内壁光滑而不易结垢。

技术领域

本发明属于地面辐射采暖用地暖管领域，尤其是涉及一种高导热防垢功能型阻氧地暖管。

背景技术

在地面辐射采暖系统中，主要用到的管材的材质有PE-X、PERT、PB等，而目前市场上地暖系统所用的普通塑料管材，它们都存在一定程度的透氧性。在采暖系统中，水中的氧气会严重腐蚀采暖系统中的锅炉，散热器；同时氧气进入管道会滋生细菌，最后在管壁形成生物粘泥，大大降低管道的导热效率。于是，市面上出现了带有阻氧层的地暖管。

随着人们对采暖系统的要求不断提高，各种功能型地暖管便应用而生。其中，石墨烯具有极高导热系数，单层石墨烯的导热系数可达5300W/m.K，近年来逐渐被用于散热等方面，在散热片中嵌入石墨烯或数层石墨烯可使得其局部热点温度大幅下降。同时，石墨烯/聚合物复合材料的高导热性能的研究也越来越受到科研人员的重视，有研究表明，聚合物中加入5％的石墨烯后，复合材料的导热系数比聚合物本体高出4倍。同时，石墨烯的加入能够有效提高聚合物的热降解温度，提高聚合物的耐高温性能，使由石墨烯制备的聚合物复合材料可以在较高温度下使用。

与此同时，在地暖管的加工过程中，管道的内壁会出现表面粗糙现象而使管内壁不光滑，在实际运行过程中，会降低管道内热水流动速率，也会使水中的一些微生物附着，最终形成微生物粘泥。

目前，三层或五层阻氧地暖管的功能只有阻氧功能，而没有高导热以及防垢功能。市场上的石墨烯管并没有对石墨烯在管道内的复合进行优化配置，不能在较少的添加量下达到最好的导热效果。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种高导热防垢功能型阻氧地暖管，以解决阻氧管导热效率低下、不耐高温以及管材内壁表面不光滑的缺点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种高导热防垢功能型阻氧地暖管，包括内层、外层、粘接胶层和阻氧层，所述的内层包括如下重量份数的组分：改性氧化石墨烯：0-1份、含氟聚合物：5-10份、聚合物基体：100份；所述的外层包括如下重量份数的组分：改性氧化石墨烯：1-10份、聚合物基体：100份；所述的粘接胶层包括如下重量份数的组分：改性氧化石墨烯：0.5-0.8份、热熔胶：100份。上述各步需要将改性氧化石墨烯与树脂基体混合均匀后再经过双螺杆挤出机造粒。

进一步的，所述改性氧化石墨烯由包括如下步骤制备而得：将氧化石墨烯分散在溶剂中超声分散1-2h，得到氧化石墨烯胶体，在机械搅拌下在氧化石墨烯中加入表面改性剂，在60-90℃反应4-5h后，然后去离子水洗涤数次，干燥后研磨过筛即得改性氧化石墨烯。

进一步的，所述溶剂为水、丙酮、氯仿、四氢呋喃(THF)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或甲苯。

进一步的，所述表面改性剂为有机胺、硅烷偶联剂、十六烷基溴化铵、异氰酸酯或二异氰酸酯化合物。

进一步的，所述含氟聚合物为乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯、氟化乙丙共聚物、全氟烷氧基树脂、聚氯三氟乙烯、乙烯一氯三氟乙烯共聚合物、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯中一种或两种以上的混合物。

进一步的，所述聚合物基体为耐热聚乙烯(PERT)、聚丁烯(PB)或交联聚乙烯(PEX)。

进一步的，所述阻氧层为EVOH阻氧层。