[发明专利]一种具有远红外辐射功能的抗结垢塑料管材及其制备方法

说明书

本发明是一种具有远红外辐射功能的抗结垢塑料管材及其制备方法；管材包括从外到内依次设置的远红外辐射层、聚烯烃树脂层和抗结垢层；远红外辐射层由远红外辐射复合材料挤塑而成；远红外辐射复合材料的组成成分及其质量份数为：耐热聚乙烯100份、功能母粒1‑10份；聚烯烃树脂层由耐热聚乙烯材料挤塑而成；抗结垢层由抗结垢复合材料挤塑而成；抗结垢复合材料的组成成分及其质量份数为：超高分子量聚乙烯100份、含氟有机硅改性PE母粒1‑10份。制备方法采用三台挤出机进行三层共挤，经过真空定径、冷却定型后得到具有远红外辐射功能的抗结垢塑料管材。本发明克服了现有聚烯烃管道内壁容易结垢、热辐射效率低的问题。

技术领域

本发明涉及功能型塑料管材及制备的技术领域，尤其涉及一种具有远红外辐射功能的抗结垢塑料管材及其制备方法。

背景技术

低温地板辐射采暖凭借“温度分布均匀、节省空间、体感舒适”等优势，在建筑系统气候调节中得到普遍应用，尤其是建筑系统末端采暖市场应用广泛。

但是，地暖管道在使用几个采暖季后，管道内部会有大量粘泥、细菌以及水垢产生，附着在管道内壁，形成管道堵塞，导致水流循环不畅、散热不够，严重影响供暖温度及效果；另一方面，由于地暖管道的导热系数低，热量传递慢，热交换效率低，会使大量热能浪费在供回水路上，而没有在末端(地面)形成有效的热量辐射传递。因此，上述两种情况对于地板辐射采暖来讲是一种能量的浪费和低效使用，而这也会极大地影响地暖辐射采暖的健康舒适感。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种具有远红外辐射功能的抗结垢塑料管材及其制备方法，能够在管道内壁采用低表面能的材料在表面形成疏水保护层，降低生物污泥在管道内壁材料上的附着力，从根本上解决结垢的问题；同时，采用具有高远红外发射率的功能材料，增加地暖系统的远红外热辐射能量占比，增加了更利于人体波段吸收的远红外辐射，使人体具有更高的体感温度以及更佳的舒适感，在无需采用更高水温的条件下满足人们采暖需求，从而达到降耗节能的目的。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种具有远红外辐射功能的抗结垢塑料管材，包括从外到内依次设置的远红外辐射层、聚烯烃树脂层和抗结垢层，所述远红外辐射层、聚烯烃树脂层和抗结垢层的厚度比为：1：8：1；

所述远红外辐射层由远红外辐射复合材料挤塑而成；所述远红外辐射复合材料的组成成分及其质量份数为：耐热聚乙烯100份、功能母粒1-10份；其中，所述功能母粒包括石墨烯0.2-4份、石墨粉1-10份、竹炭粉1-9份、电气石粉0.1-3份、炭黑粉0.5-6份、远红外陶瓷粉0.5-6份、碳纳米管0.1-3份、偶联剂0.1-3份；

所述聚烯烃树脂层由耐热聚乙烯材料挤塑而成；

所述抗结垢层由抗结垢复合材料挤塑而成；所述抗结垢复合材料的组成成分及其质量份数为：超高分子量聚乙烯100份、含氟有机硅改性PE母粒1-10份。

特别的，所述远红外辐射复合材料的组成成分及其质量份数为：耐热聚乙烯100份、功能母粒2-8份；所述抗结垢复合材料的组成成分及其质量份数为：超高分子量聚乙烯100份、含氟有机硅改性PE母粒3-8份。

特别的，所述远红外辐射复合材料的组成成分及其质量份数为：耐热聚乙烯100份、功能母粒3-6份；所述抗结垢复合材料的组成成分及其质量份数为：超高分子量聚乙烯100份、含氟有机硅改性PE母粒4-8份。

所述功能母粒的石墨粉的粒径范围为50-200nm；竹炭粉的粒径范围为20-100nm；电气石粉的粒径范围为50-500nm；炭黑粉的粒径范围为50-600nm；远红外陶瓷粉的粒径范围为50-800nm；

碳纳米管为单壁；石墨烯的片层层数为3-10层，片径为80-1000nm；

偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯、锆酸酯、铝酸酯中的一种或多种。