本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱耐磨復(fù)合管材，屬于高分子材料加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高分子材料與金屬材料相比，其導(dǎo)熱性、耐磨性均較差，因此限制了其應(yīng)用領(lǐng)域，但由于高分子材料具有質(zhì)輕、價廉、耐腐蝕等優(yōu)點，人們希望開發(fā)出具有高導(dǎo)熱性、耐磨的高分子材料，以擴大其應(yīng)用范圍。在民用供熱供暖領(lǐng)域，PB采暖管的熱導(dǎo)率為0.22W/(m.k)，PP-R采暖管的熱導(dǎo)率為0.21W/(m.k)，熱導(dǎo)率低導(dǎo)致了散熱效果差，有必要對其進(jìn)行改性，以提高其導(dǎo)熱性能，且目前的新建民用住宅大都采用地暖，內(nèi)部敷設(shè)PP-R管，在敷設(shè)后會由于氣候變化而對管材有所磨損，導(dǎo)致壁厚變薄，同時，管道內(nèi)流動流體的沖刷也會對其造成磨損，有必要也對其耐磨性進(jìn)行改進(jìn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種高導(dǎo)熱耐磨復(fù)合管材，解決了目前民用采暖管材存在的導(dǎo)熱性差、易磨損的問題，具有熱導(dǎo)率高、耐摩擦、抗沖擊的特點。
本發(fā)明所述的高導(dǎo)熱耐磨復(fù)合管材，由以下重量份數(shù)的原料制成：
其中：
所述接枝改性共混物PB-g-MAH是將0.0625～0.125份的過氧化二異丙苯作為引發(fā)劑，3～6份的MAH作為接枝單體，0.3～0.6份的TNPP作為添加劑，對100份的PB進(jìn)行接枝改性而得到。
所述復(fù)合管材的制備方法包括以下步驟：
(1)混料：
將HDPE、PB樹脂、接枝改性共混物PB-g-MAH、氮化鋁、二硫化鉬、納米陶瓷粉末、超細(xì)炭黑和硬脂酸鈣通過高速混合機進(jìn)行攪混，并通過摩擦生熱除去其中所含的水分，得到均勻分散的混合物料；
(2)擠出機擠出：
混合物料由料斗喂入擠出機，經(jīng)壓縮、熔融和均化，在外加熱和螺桿剪切作用下，由粉狀固體逐步變化為高粘彈性體，并連續(xù)經(jīng)機頭擠出；其中，擠出機料筒的加熱溫度為1區(qū)：160℃，2-6區(qū)：200℃；
(3)模具真空成型：
高粘彈性體通過過濾板由旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動進(jìn)入管材模具，經(jīng)過分流筋后逐步在成型段融合為管狀型胚；其中，1-5區(qū)的模具溫度為200℃，口模為210℃；
(4)冷卻定型：
管狀型胚進(jìn)入冷卻定徑裝置，其溫度逐漸下降，直至降到室溫為止，管胚在始終保證外部形狀的情況下固定定型；
(5)牽引切割：
已成型的管材在牽引裝置的作用下均勻地向前移動，通過旋轉(zhuǎn)飛刀式切割機來完成管材的定長切斷，并使斷面平整。
本發(fā)明利用過氧化二異丙苯(DCP)作為引發(fā)劑，馬來酸酐(MAH)作為接枝單體，對PB進(jìn)行接枝改性，得到接枝共混物PB-g-MAH，然后將其與HDPE作為基體樹脂，添加無定形聚合物PB樹脂、導(dǎo)熱系數(shù)高的納米金屬氮化物、無機非金屬填充物(二硫化鉬、超細(xì)炭黑、納米陶瓷粉末)和成核劑硬脂酸鈣共混來提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)和耐磨性，納米AlN的熱導(dǎo)率為320W/(m.k)，添加8％的量可以將復(fù)合材料的熱導(dǎo)率提高到3.2～5.1W/(m.k)，成核劑硬脂酸鹽能夠有效防止復(fù)合管材機械強度的下降，確保共混后材料的加工流動性增加，且不降低材料的拉伸強度、撓曲彈性、沖擊強度以及耐摩擦等性能，無機填料的添加能夠降低了管材的摩擦系數(shù)，提高其耐磨性，起到減磨、耐磨的作用。
本發(fā)明的有益效果如下：
本發(fā)明在不影響管材其他機械性能的前提下，提高了復(fù)合管材的導(dǎo)熱性和耐磨性，生產(chǎn)出的管材表面光滑、耐磨損，且熱導(dǎo)率高，加工性能優(yōu)良。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
耐磨性測試方法：取1m長的盛有一定量研磨砂-水混合物的管段，兩端用專用夾具固定，然后以2Hz的頻率震動，經(jīng)過100h，將質(zhì)量的減少作為耐磨性評價指標(biāo)。
其中，m1為磨損前試樣的質(zhì)量，m2為磨損后試驗的質(zhì)量。
熱導(dǎo)率測定方法：按照GB/T3399《塑料導(dǎo)熱系數(shù)試驗方法防護熱板法》測定，拉伸強度測定方法按照GB/T1040《熱塑性塑料管材拉伸性能測定》測定
實施例1
高導(dǎo)熱耐磨復(fù)合管材由以下重量份數(shù)的原料制成：
其中：
所述接枝改性共混物PB-g-MAH是將0.0625～0.125份的過氧化二異丙苯作為引發(fā)劑，3～6份的MAH作為接枝單體，0.3～0.6份的TNPP作為添加劑，對100份的PB進(jìn)行接枝改性而得到。
制備方法如下：
(1)混料：
將HDPE、PB樹脂、接枝改性共混物PB-g-MAH、氮化鋁、二硫化鉬、納米陶瓷粉末、超細(xì)炭黑和硬脂酸鈣通過高速混合機進(jìn)行攪混，并通過摩擦生熱除去其中所含的水分，得到均勻分散的混合物料；
(2)擠出機擠出：
混合物料由料斗喂入擠出機，經(jīng)壓縮、熔融和均化，在外加熱和螺桿剪切作用下，由粉狀固體逐步變化為高粘彈性體，并連續(xù)經(jīng)機頭擠出；其中，擠出機料筒的加熱溫度為1區(qū)：160℃，2-6區(qū)：200℃；
(3)模具真空成型：
高粘彈性體通過過濾板由旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動進(jìn)入管材模具，經(jīng)過分流筋后逐步在成型段融合為管狀型胚；其中，1-5區(qū)的模具溫度為200℃，口模為210℃；
(4)冷卻定型：
管狀型胚進(jìn)入冷卻定徑裝置，其溫度逐漸下降，直至降到室溫為止，管胚在始終保證外部形狀的情況下固定定型；
(5)牽引切割：
已成型的管材在牽引裝置的作用下均勻地向前移動，通過旋轉(zhuǎn)飛刀式切割機來完成管材的定長切斷，并使斷面平整，制備110×10.0的管材作為試樣。
對本實施例得到的高導(dǎo)熱耐磨復(fù)合管材進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如下：熱導(dǎo)率為4.2W/(m.k)，拉伸強度為20.5Mpa，磨損率為1.2％。