一種換熱器用聚丙烯換熱管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種換熱器用聚丙烯換熱管，由以下方法制備而成：將聚丙烯、多巴胺改性填料、馬來酸酐接枝聚丙烯混合，攪拌均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出造粒后，再次擠壓成管。改聚丙烯換熱管采用新型的熱傳導(dǎo)效率較高的聚丙烯復(fù)合材料，制備出的換熱管換熱效率高，并且在換熱管的制備過程中，可以調(diào)節(jié)模具從而改變換熱管的外觀。
【專利說明】
一種換熱器用聚丙烯換熱管
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及換熱器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種換熱器用聚丙烯換熱管。
【背景技術(shù)】
[0002]換熱器在化工、石油、動(dòng)力、食品等工業(yè)生產(chǎn)中均有使用，并占有重要的地位。換熱器在化工生產(chǎn)中可以作為加熱器、冷卻器、蒸發(fā)器以及再沸器等多種使用。換熱器大多使用不銹鋼，搪瓷或者石墨材料進(jìn)行制作，這些材料的價(jià)格較高，使得換熱器的造價(jià)高。聚丙烯材料有良好的穩(wěn)定性，處理在氧化性的溶劑中會(huì)溶解外，在酸性或鹽堿性溶液中100°c以下均不會(huì)溶解，并且具有良好的耐腐蝕性，十分適合用來制備換熱器。但是，聚丙烯的導(dǎo)熱性能較差，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.12-0.13千卡/米.時(shí).°C，僅為碳鋼的1/300。故而，將其制備成換熱器，需要采取一定的措施客服該缺點(diǎn)。通過對(duì)材料進(jìn)行填充改性，提高材料本身的導(dǎo)熱性能，是一種較為有效的手段。
[0003]換熱管是換熱器的核心元件，其換熱性能直接影響到換熱器的性能以及應(yīng)用。現(xiàn)有的技術(shù)中，通常采用圓柱形的管子作為換熱管，將多根換熱管順序排列安裝在壓力筒中，圓柱形的換熱管所能承受的壓力有限，而且換熱面積較小，換熱性能低。多數(shù)換熱管采用不銹鋼、搪瓷以及石墨材料進(jìn)行制作，很難對(duì)換熱管的表面進(jìn)行改良，換熱面積較難提高。采用聚丙烯制備的換熱管則可以有效的改善這一缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種換熱器用聚丙烯換熱管，采用新型的熱傳導(dǎo)效率較高的聚丙烯復(fù)合材料，制備出的換熱管換熱效率高，并且在換熱管的制備過程中，可以調(diào)節(jié)模具從而改變換熱管的外觀。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種換熱器用聚丙烯換熱管，其特征在于，由以下方法制備而成:將聚丙烯、多巴胺改性填料、馬來酸酐接枝聚丙烯混合，攪拌均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出造粒后，再次擠壓成管。
[0007]優(yōu)選的，所述聚丙烯、多巴胺改性填料以及馬來酸酐接枝聚丙烯的含量為聚丙烯47-74份，多巴胺改性填料25-50份，馬來酸酐接枝聚丙烯1-3份。
[0008]優(yōu)選的，所述多巴胺改性填料的制備方法為:將氮化鋁分散于去離子水中，超聲分散60-90min，加入三(羥甲基)氨基甲烷，在加入多巴胺鹽酸鹽，調(diào)節(jié)pH為8_9，以60_80r/min攪拌，反應(yīng)6-10h后，反應(yīng)結(jié)束后，以2000-4000r/min速度超聲離心分離5次，烘干后得多巴胺改性填料。
[0009]優(yōu)選的，所述氮化鋁的粒徑為微米級(jí)或納米級(jí)。
[0010]優(yōu)選的，所述氮化鋁的質(zhì)量與去離子水的體積比為20-30g/L。
[0011]優(yōu)選的，所述三(羥甲基)氨基甲烷的投入量為0.5-lg/L，多巴胺鹽酸鹽的投入量為l_2g/L。
[0012]優(yōu)選的，所述馬來酸酐接枝聚丙烯的分子量為9000-12000。
[0013]優(yōu)選的，所述擠出造粒過程中，擠出機(jī)的一、二、三、四區(qū)溫度范圍分別為170-180°C、180°C-200°C、180°C-200°C、180°C-200°C;擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為 20-60r/min，循環(huán)時(shí)間為 20-60mino
[0014]優(yōu)選的，所述擠壓成管過程中，可根據(jù)所需尺寸選擇合適的模具，溫度控制在180-200 °C之間。
[0015]本發(fā)明具有以下有益效果，制備管體所用的的材料中的多巴胺改性填料利用多巴胺對(duì)氮化鋁進(jìn)行表面修飾，從而增加了氮化鋁表面的官能團(tuán)。聚丙烯為非極性聚合物，如果將氮化鋁直接加入到聚丙烯材料中，界面相容性差，容易分布不均勻，利用多巴胺改性后有效的解決了這一問題。同時(shí)配合馬來酸酐接枝聚丙烯中的馬來酸酐基團(tuán)可以與多巴胺改性填料中的羥基形成鍵合，更加有效的改善聚丙烯與氮化鋁之間的界面粘結(jié)。利用氮化鋁填料后得聚丙烯復(fù)合材料，具有更加優(yōu)異的熱導(dǎo)率，以此材料制備的換熱管，換熱性能良好，且質(zhì)量輕便，易于施工，具有很高的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了更好的理解本發(fā)明，下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，實(shí)施例只用于解釋本發(fā)明，不會(huì)對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何的限定。
[0017]實(shí)施例1
[0018]將20g氮化鋁分散于IL去離子水中，超聲分散60min，加入0.5g三(羥甲基)氨基甲烷，再加入Ig多巴胺鹽酸鹽，調(diào)節(jié)pH為8-9，以70r/min攪拌，反應(yīng)1h后，反應(yīng)結(jié)束后，以4000r/min速度超聲離心分離5次，烘干后得多巴胺改性填料。
[0019]將74份聚丙烯、25份多巴胺改性填料、I份馬來酸酐接枝聚丙烯混合，攪拌均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)的一、二、三、四區(qū)溫度范圍分別為170-180 °C、180 °C-200 °C、180 °C -200 °C、180 °C -200 °C ；擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為20r/min，循環(huán)時(shí)間為40min，擠出造粒后，再次擠壓成管;既得換熱器用聚丙烯換熱管。
[0020]實(shí)施例2
[0021]將30g氮化鋁分散于IL去離子水中，超聲分散90min，加入Ig三(羥甲基)氨基甲烷，再加入2g多巴胺鹽酸鹽，調(diào)節(jié)pH為8-9，以60r/min攪拌，反應(yīng)8h后，反應(yīng)結(jié)束后，以4000r/min速度超聲離心分離5次，烘干后得多巴胺改性填料。
[0022]將69份聚丙烯、30份多巴胺改性填料、I份馬來酸酐接枝聚丙烯混合，攪拌均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)的一、二、三、四區(qū)溫度范圍分別為170-180 °C、180 °C-200 °C、180°0200°(:、180°(:-200°(:;擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為4(^/1^11，循環(huán)時(shí)間為401^11，擠出造粒后，再次擠壓成管;既得換熱器用聚丙烯換熱管。
[0023]實(shí)施例3
[0024]將20g氮化鋁分散于IL去離子水中，超聲分散60min，加入Ig三(羥甲基)氨基甲烷，再加入2g多巴胺鹽酸鹽，調(diào)節(jié)pH為8-9，以80r/min攪拌，反應(yīng)1h后，反應(yīng)結(jié)束后，以4000r/min速度超聲離心分離5次，烘干后得多巴胺改性填料。
[0025]將63份聚丙烯、35份多巴胺改性填料、2份馬來酸酐接枝聚丙烯混合，攪拌均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)的一、二、三、四區(qū)溫度范圍分別為170-180 °C、180 °C-200 °C、180°0200°(:、180°(:-200°(:;擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為6(^/1^11，循環(huán)時(shí)間為401^11，擠出造粒后，再次擠壓成管;既得換熱器用聚丙烯換熱管。
[0026]實(shí)施例4
[0027]將30g氮化鋁分散于IL去離子水中，超聲分散90min，加入0.5g三(羥甲基)氨基甲烷，再加入Ig多巴胺鹽酸鹽，調(diào)節(jié)pH為8-9，以60r/min攪拌，反應(yīng)9h后，反應(yīng)結(jié)束后，以4000r/min速度超聲離心分離5次，烘干后得多巴胺改性填料。
[0028]將58份聚丙烯、40份多巴胺改性填料、2份馬來酸酐接枝聚丙烯混合，攪拌均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)的一、二、三、四區(qū)溫度范圍分別為170-180 °C、180 °C-200 °C、180 °C -200 °C、180 °C -200 °C ；擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為30r/min，循環(huán)時(shí)間為40min，擠出造粒后，再次擠壓成管;既得換熱器用聚丙烯換熱管。
[0029]實(shí)施例5
[0030]將20g氮化鋁分散于IL去離子水中，超聲分散60min，加入0.5g三(羥甲基)氨基甲烷，再加入2g多巴胺鹽酸鹽，調(diào)節(jié)pH為8-9，以60r/min攪拌，反應(yīng)8h后，反應(yīng)結(jié)束后，以4000r/min速度超聲離心分離5次，烘干后得多巴胺改性填料。
[0031]將52份聚丙烯、45份多巴胺改性填料、3份馬來酸酐接枝聚丙烯混合，攪拌均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)的一、二、三、四區(qū)溫度范圍分別為170-180 °C、180 °C-200 °C、180°0200°(:、180°(:-200°(:;擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為6(^/1^11，循環(huán)時(shí)間為401^11，擠出造粒后，再次擠壓成管;既得換熱器用聚丙烯換熱管。
[0032]實(shí)施例6
[0033]將30g氮化鋁分散于IL去離子水中，超聲分散90min，加入Ig三(羥甲基)氨基甲烷，再加入Ig多巴胺鹽酸鹽，調(diào)節(jié)pH為8-9，以60r/min攪拌，反應(yīng)1h后，反應(yīng)結(jié)束后，以4000r/min速度超聲離心分離5次，烘干后得多巴胺改性填料。
[0034]將47份聚丙烯、50份多巴胺改性填料、3份馬來酸酐接枝聚丙烯混合，攪拌均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)的一、二、三、四區(qū)溫度范圍分別為170-180 °C、180 °C-200 °C、180°0200°(:、180°(:-200°(:;擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為4(^/1^11，循環(huán)時(shí)間為401^11，擠出造粒后，再次擠壓成管;既得換熱器用聚丙烯換熱管。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種換熱器用聚丙烯換熱管，其特征在于，由以下方法制備而成:將聚丙烯、多巴胺改性填料、馬來酸酐接枝聚丙烯混合，攪拌均勻后加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出造粒后，再次擠壓成管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器用聚丙烯換熱管，其特征在于，所述聚丙烯、多巴胺改性填料以及馬來酸酐接枝聚丙烯的含量為聚丙烯47-74份，多巴胺改性填料25-50份，馬來酸酐接枝聚丙烯1-3份。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器用聚丙烯換熱管，其特征在于，所述多巴胺改性填料的制備方法為:將氮化鋁分散于去離子水中，超聲分散60-90min，加入三(羥甲基)氨基甲烷，在加入多巴胺鹽酸鹽，調(diào)節(jié)pH為8-9，以60-80r/min攪拌，反應(yīng)6_10h后，反應(yīng)結(jié)束后，以2000-4000r/min速度超聲離心分離5次，烘干后得多巴胺改性填料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器用聚丙烯換熱管，其特征在于，所述氮化鋁的粒徑為微米級(jí)或納米級(jí)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器用聚丙烯換熱管，其特征在于，所述氮化鋁的質(zhì)量與去離子水的體積比為20-30g/L。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器用聚丙烯換熱管，其特征在于，所述三(羥甲基)氨基甲燒的投入量為0.5-lg/L，多巴胺鹽酸鹽的投入量為l_2g/L。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器用聚丙烯換熱管，其特征在于，所述馬來酸酐接枝聚丙烯的分子量為9000-12000。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器用聚丙烯換熱管，其特征在于，所述擠出造粒過程中，擠出機(jī)的一、二、三、四區(qū)溫度范圍分別為170-180°(:、180°(:-200°(:、180°(:-200°(:、180°(:-200°C;擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為20-60r/min，循環(huán)時(shí)間為20-60min。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器用聚丙烯換熱管，其特征在于，所述擠壓成管過程中，可根據(jù)所需尺寸選擇合適的模具，溫度控制在180-200°C之間。
【文檔編號(hào)】C08L23/12GK105968562SQ201610370603
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月28日
【發(fā)明人】王文慶
【申請(qǐng)人】東莞市聯(lián)洲知識(shí)產(chǎn)權(quán)運(yùn)營管理有限公司