[发明专利]一种保温、减阻、静音供热一体管道、制备方法及应用

说明书

本发明涉及流体输送技术领域，公开了一种保温、减阻、静音供热一体管道、制备方法及应用，包括内层工作管和外层保温层，所述内层工作管包括聚烯烃和聚乙烯吡咯烷酮，所述外层保温层包括聚烯烃和改性中空玻璃微球，所述改性中空玻璃微球包括中空玻璃微球和硅烷偶联剂；通过在内层工作管中加入聚乙烯吡咯烷酮，工作管内壁在与水接触一段时间后管材内壁会形成水合层，减少水与管材内壁之间的湍流从而增加流体的时均速梯度，实现管道的减阻增输。通过在保温层中加入中空玻璃微球实现管道的保温，这避免了发泡材料表面需要外设外护层的麻烦，也实现了管道的一体成型。

技术领域

本发明涉及流体输送技术领域，尤其涉及一种保温、减阻、静音供热一体管道、制备方法及应用。

背景技术

许多家庭都要用到供热管道，特别是北方，集中供热已经是一种普遍现象，但集中供热的一个弊端就是热水的供应距离太长，热水在输送的过程中热量流失严重，这不仅是对资源的浪费，用户体验也会下降。想要解决这一问题，可以从两方面考虑，首先是提高管材的保温性能，降低热传递效率，其次是提高热水的流动速率，减少热水在无效区域停留的时间。目前市场上常见的保温性能是通过发泡材料来实现的，但这种方式实现的保温性能很难做到一体成型。而提高热水的流动速率往往是通过增大水泵的功率来实现，但这种方式将会大大增加供热的成本也增加了耗能，也经常会导致水流产生的噪音过大从而降低用户感受。

公开号为CN108266579A，公开日为2018年07月10日的中国专利文献公开了一种高密度聚乙烯聚氨酯内减阻保温管，包括工作管，工作管内壁涂有减阻材料层，工作管外层设有保温层，保温层外层设有保温外护管，保温层和保温外护管之间设有粘连剂。采用新型减阻涂料用于保温管工艺，适当降低管壁内粗糙突起的高度进而增加壁面的平滑度，能够有效降低因粗糙突起而产生的脉动，通过增加流体的时均速度梯度，实现管道的减阻増输。提高工作管表面减阻材料层和钢管结构的剪切力，保证直埋管道整体结构的“三位一体”性，保证其整体的剪切强度，提高抗氧化性能。但这种管道的保温效果是通过高密度聚乙烯聚氨酯材料层来实现，但这种材料的保温性能不如发泡材料，另外，这种管材的减阻效果是通过在管材内壁涂布减阻涂层来实现的，涂层减阻不仅工艺复杂，在管道内涂布不平整还可能会造成阻力增加。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种保温、减阻、静音供热一体管道，通过聚烯烃与聚乙烯吡咯烷酮共混得到管材的内层工作管；采用超浸润减阻的方法，通过在内层工作管中加入超浸润材料，内层工作管内壁在与水接触一段时间后管材内壁会形成水合层，减少水与管材内壁之间的湍流从而增加流体的时均速梯度，实现管道的减阻增输。通过在保温层中加入改性中空玻璃微球实现管道的保温，这避免了发泡材料表面需要外设外护层的麻烦，也实现了管道的一体成型；本发明同时公开了所述一体管道的制备方法及应用。

本发明的具体技术方案为：一种保温、减阻、静音供热一体管道，包括内层工作管和外层保温层，所述内层工作管包括聚烯烃和聚乙烯吡咯烷酮，所述外层保温层包括聚烯烃和改性中空玻璃微球，所述改性中空玻璃微球包括中空玻璃微球和硅烷偶联剂；所述内层工作管和外层保温层为一体管道。

本发明通过聚烯烃与聚乙烯吡咯烷酮共混得到管材的内层工作管。在内层工作管内通热水后，管材内的吡咯酮基团由于其亲水疏油的特性会逐渐向管材通水侧迁移，而聚乙烯吡咯烷酮的聚乙烯链与聚烯烃相容性较好，分子链之间的缠结较多，聚乙烯吡咯烷酮不会迁移至水中，与水接触的吡咯酮基团与水结合后会形成水合层，减少工作管内壁的湍流产生，降低了水流动能的损失，降低了湍流产生的噪音，提高了安静使用条件的流速上限，同时通过水合层的自清洁作用，水中的杂质很难附着到管材内壁，这不仅维持了管材内壁的洁净，也保证了内壁的平整，避免了管材内壁粗糙带来的湍流。而水合层易形成菌落的问题也因为管材是供热管道得以解决。管材保温层的保温作用是通过在聚烯烃中均匀分散中空玻璃微球来实现的，但由于中空玻璃微球与聚烯烃之间的相容性较差，需要使用硅烷偶联剂提高中空玻璃微球与聚烯烃之间的相容性，从而得到有效的保温效果。保温层与工作管通过共挤的方式结合在一起，由于两者材料的主体一致，通过共挤得到的管材，层间的结合力较好，形成一体管材。