[发明专利]一种高导热电缆用塑料管材及其制备方法和应用

说明书

本申请属于塑料管材技术领域，尤其涉及一种高导热电缆用塑料管材及其制备方法和应用。本申请提供一种高导热电缆用塑料管材的制备方法，包括如下步骤：将Fe₃O₄负载于导热填料上，得到混合物；将所述混合物、塑料以及偶联剂在双螺杆挤出机中进行熔融共混并挤出，得到高导热电缆用塑料管材；所述双螺杆挤出机的出料口套设有环形电磁装置。将制得的磁化混合物通过环状磁场诱导使其在塑料管材中沿着中心轴线定向排列，提高Fe₃O₄在塑料管材中的径向导热能力和温度响应速度，在不大幅降低塑料管材机械性能的基础上，提高其导热性能，可将其应用于远距离输电管道中，能够有效解决塑料电缆导热能力差、热量难以散发的技术问题。

技术领域

本申请属于塑料管材技术领域，尤其涉及一种高导热电缆用塑料管材及其制备方法和应用。

背景技术

塑料管材是高科技复合而成的化学建材，是继钢材、木材、水泥之后，当代新兴的第四大类新型建筑材料。与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等管道相比，塑料管材具有节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、施工和维修简便、使用寿命长等优点，广泛应用于建筑给排水、电力、光缆护套以及工业流体输送等领域。然而，塑料管材的导热性能是一块短板，尤其在应用于电力和光缆护套时，由于电缆输电会产生热量，若无法即使将其排出，这会大大降低输送效率及电缆使用寿命，还会增加输送成本。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种高导热电缆用塑料管材及其制备方法和应用，在不大幅降低塑料管材机械性能的基础上，提高其导热能力。

本申请的具体技术方案如下：

本申请提供一种高导热电缆用塑料管材的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：将Fe₃O₄负载于导热填料上，得到混合物；

步骤2：将所述混合物、塑料以及偶联剂在双螺杆挤出机中进行熔融共混并挤出，得到高导热电缆用塑料管材；

所述双螺杆挤出机的出料口套设有环形电磁装置。

具体的，通过环形电磁装置可使得Fe₃O₄沿径向分布在塑料管材中。

本申请中，将制得的导热填料通过环状磁场诱导使其在塑料管材中沿着中心轴线定向排列，提高Fe₃O₄磁性粒子在塑料管材中的径向导热能力和温度响应速度，在不大幅降低塑料管材机械性能的基础上，提高其导热性能，可将其应用于远距离输电管道中，能够有效解决塑料电缆导热能力差、热量难以散发的技术问题。同时，本申请的制备方法简单易行、原料成本低、对环境无污染，有利于大批量工业化生产。

优选的，所述导热填料选自石墨烯微片、碳纤维管和氮化硼中的一种或多种。

具体的，所述导热填料的形状为片状结构，即片状石墨烯微片、片状碳纤维等。

优选的，所述混合物为片状结构，所述混合物的片径为5～100μm，片层厚度为5～100nm。更优选的，所述混合物的片径为30～50μm，片层厚度为20～40nm。

本申请中，混合物的片径和片层厚度的控制既能避免其在塑料基体中团聚，又能提高其在塑料基体中的导热性能。

具体的，所述塑料选自挤出级塑料，使得挤出级塑料、混合物和偶联剂混合后在挤出机中熔融挤出成型。

优选的，所述塑料、所述混合物以及所述偶联剂的质量比为(5000～10000)：300：9。

优选的，所述偶联剂选自硅烷偶联剂或/和钛酸酯偶联剂。