自发热材料、自发热聚乙烯管材及其加工方法与流程

1.本发明涉及聚乙烯管材技术领域，具体而言，涉及自发热材料、自发热聚乙烯管材及其加工方法。


背景技术：

2.聚乙烯管材常用作冷热给水管道，在输送流体过程中，尤其是热水输送过程中，热量会逐渐损失，尤其是输送距离较长时，热量损失更大，导致热能浪费严重。现有技术中通过设置保温层减少管道内流体的热量损失，但是现有保温层多是起到阻隔的作用，减少热量损失，作用有限。
3.现有技术中存在一些自发热材料，例如暖宝宝等，但是自发热时间短，且温度高，同时会影响管材强度，并不适合应用在管材中。因此，一种适合在管材中应用的自发热材料尤其必要。
4.鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供自发热材料、自发热聚乙烯管材及其加工方法，克服现有自发热材料发热时间短、发热温度高的问题。
6.本发明是这样实现的：
7.第一方面，本发明提供一种自发热材料，原料包括碳酰二胺脲0.8-1.2重量份、氨基氰1-2.5重量份、硫氰比铵1-2.5重量份、乙二醇聚氧乙烯醚4.5-5.5重量份、铝粉90-110重量份、镁粉28-32重量份和活性炭3-7重量份。
8.在可选的实施方式中，所述活性炭的粒径为50-800目，优选地为100-500目，优选地为果壳活性炭；
9.和/或所述铝粉的粒径为50-120目，优选地为60-100目；
10.和/或所述镁粉的粒径为50-120目，优选地为60-100目。
11.第二方面，本发明提供一种自发热聚乙烯管材，包括前述实施方式所述的自发热材料。
12.在可选的实施方式中，包括pe层和位于所述pe层外侧的保温层，所述保温层的原料包括交联聚乙烯95重量份、催化剂4-6重量份、自发热母粒35-45重量份和添加剂20-25重量份；
13.所述自发热母粒的原料包括线性低密度聚乙烯、前述任意一项所述的自发热材料、分散剂和硅烷偶联剂。
14.优选地，所述自发热母粒中，线性低密度聚乙烯、碳酰二胺脲、氨基氰、硫氰比铵、乙二醇聚氧乙烯醚、铝粉、镁粉、活性炭、分散剂和硅烷偶联剂的质量比为100:0.8-1.2:1-2.5:1-2.5:4.5-5.5:90-110:28-32:3-7:1.9-2.1:0.9-1.1。
15.在可选的实施方式中，所述添加剂包括阻燃剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和光亮剂；
16.优选地，所述阻燃剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和光亮剂的质量比为18-22:0.6-1.0:0.6-1.0:0.8-1；
17.优选地，所述添加剂包括阻燃剂、抗氧剂1010、抗氧剂168、紫外线吸收剂770、紫外线吸收剂944和光亮剂；
18.更优选地，所述阻燃剂、抗氧剂1010、抗氧剂168、紫外线吸收剂770、紫外线吸收剂944和光亮剂的质量比为18-22:0.3-0.5:0.3-0.5:0.3-0.5:0.3-0.5:0.8-1。
19.在可选的实施方式中，所述pe层和保温层之间还设置有铝带层，所述铝带层和pe层之间设置有内熔胶层、所述铝带层和保温层之间设置有外熔胶层；
20.优选地，所述内熔胶层和/或外熔胶层包括热熔胶px3216和热熔胶a328，所述热熔胶px3216和热熔胶a328的质量比为1:0.8-1.2。
21.优选地，铝带层为搭接焊铝带
22.优选地，所述pe层的原料包括交联聚乙烯、催化剂、ppa母粒、抗氧剂1010和抗氧剂168，所述交联聚乙烯、催化剂、ppa母粒、抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为95:4-6:0.4-0.6:0.15-0.25:0.15-0.25。
23.优选地，所述保温层的厚度为0.65～1.1mm，内熔胶层厚度为0.05～0.1mm，外熔胶层厚度为0.05～0.1mm，铝带层的厚度为0.26mm，pe层的厚度为0.8～1.25mm。
24.第三方面，本发明提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，包括：
25.自发热母粒的制备，将自发热母粒的原料混合后加入挤出机得到自发热母粒；
26.管材的制备，将自发热母粒和其他原料制备成自发热聚乙烯管材。
27.在可选的实施方式中，所述自发热母粒的制备步骤中，所需原料依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，挤出自发热母粒；其中，一温区和二温区温度为130 150℃，三温区和四温区温度为155 160℃，五温区和六温区温度为160 165℃，七温区和八温区温度为165 170℃，模具温度为170 180℃；螺杆主机转速为250 300r/min，挤出压力为4.5～4.8mp。
28.在可选的实施方式中，所述管材的制备步骤包括：铺设铝带层，接着在铝带层外侧依次挤出外熔胶层和保温层、在铝带层内侧依次挤出内熔胶层和pe层，得到自发热聚乙烯管材。
29.在可选的实施方式中，所述管材的制备步骤满足以下
①‑③
中的至少一项：
30.①
挤出pe层时，所述pe层的原料依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，其中，一温区和二温区温度为130 150℃，三温区和四温区温度为150 160℃，五温区和六温区温度为160 165℃，七温区和八温区温度为165 170℃，模具温度为200 210℃；螺杆主机转速为250 300r/min，挤出压力为4.5～4.8mpa，牵引速度为13～16m/min；
31.②
挤出内熔胶层和/或挤出外熔胶层时，熔胶依次经过一温区、二温区、三温区和四温区，接着通过模具，其中一温区温度为178-182℃、二温区温度为188-192℃，三温区温度为198-202℃、四温区温度为208-212℃，模具温度为200 220℃，螺杆主机转速为200 260r/min，挤出压力为4.5～4.8mpa。
32.③
挤出保温层时，所述保温层的原料依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，其中，一温区和二温区温度为130 150℃，三
温区和四温区温度为165 175℃，五温区和六温区温度为180 190℃，七温区和八温区温度为190 200℃，模具温度为200 220℃，螺杆主机转速为200 260r/min，挤出压力为5.2～5.6mpa，牵引速度为13～16m/min。
33.本发明具有以下有益效果：
34.自发热的热量来源于镁粉和铝粉与空气中的氧气等发生反应释放出的热量，使放热量大于散热最而导致温度升高。在该反应中活性炭的作用是比表面积大，提高气固两相反应的接触面，以利于镁粉和铝粉完全反应和提高配方热容量，同时对气体具有强大的吸附性能，使得铝粉和镁粉即便包覆在保温层内依然能够与吸附的空气接触。其中碳酰二胺脲和乙二醇聚氧乙烯醚作为缓释剂，保持剂用来实现热量的缓释。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
36.本实施例提供一种自发热材料，原料包括碳酰二胺脲0.8-1.2重量份、氨基氰1-2.5重量份、硫氰比铵1-2.5重量份、乙二醇聚氧乙烯醚4.5-5.5重量份、铝粉90-110重量份、镁粉28-32重量份和活性炭3-7重量份。
37.自发热的热量来源于镁粉和铝粉与空气中的氧气等发生反应释放出的热量，使放热量大于散热最而导致温度升高。在该反应中活性炭的作用是比表面积大，提高气固两相反应的接触面，以利于镁粉和铝粉完全反应和提高配方热容量。其中碳酰二胺脲和乙二醇聚氧乙烯醚作为缓释剂，保持剂用来实现热量的缓释。在一些可选的实施方式中，所述活性炭的粒径为50-800目，优选地为100-500目，优选地为果壳活性炭；
38.和/或所述铝粉的粒径为50-120目，优选地为60-100目；
39.和/或所述镁粉的粒径为50-120目，优选地为60-100目。
40.本实施方式中通过活性炭和铝粉、镁粉颗粒粒径的配合，结合组分用量的调整，一方面使得铝粉、镁粉相对均匀的分散在活性炭的多孔结构中，另一方面可以避免大量的铝粉和镁粉堆积，从而调控自发热材料热量释放的速度和时间。
41.第二方面，本发明提供一种自发热聚乙烯管材，包括前述实施方式所述的自发热材料。
42.在一些可选的实施方式中，包括pe层和位于所述pe层外侧的保温层，所述保温层的原料包括交联聚乙烯95重量份、催化剂4-6重量份、自发热母粒35-45重量份和添加剂20-25重量份；
43.所述自发热母粒的原料包括线性低密度聚乙烯、自发热材料、分散剂和硅烷偶联剂。
44.本方案中的自发热母粒用量过多会影响管材的强度，过少自发热时间持续较短，不利于实际应用，为了保证管材的强度以及自发热性能，自发热母粒的用量尤为重要，在本实施方式中，自发热母粒的存在不仅不会影响管材的强度，还能够增强管材强度，提高耐开裂应力能力。
45.本实施例中，交联聚乙烯和催化剂本领域技术人员可以在现有技术的基础上根据需要进行选择，例如选用6101rq交联聚乙烯，选用二丁基二月桂酸锡作为催化剂，采用ebs(乙撑双硬脂酰胺)作为分散剂，采用a151(乙烯基三乙氧基硅烷)作为硅烷偶联剂。
46.优选地，所述自发热母粒中，线性低密度聚乙烯、碳酰二胺脲、氨基氰、硫氰比铵、乙二醇聚氧乙烯醚、铝粉、镁粉、活性炭、分散剂和硅烷偶联剂的质量比为100:0.8-1.2:1-2.5:1-2.5:4.5-5.5:90-110:28-32:3-7:1.9-2.1:0.9-1.1。
47.本实施方式中的保温层应用于25℃室内环境中，温度可以保持在40℃-70℃左右，保温时间可以达到五年以上。
48.在一些可选的实施方式中，所述添加剂包括阻燃剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和光亮剂；
49.优选地，所述阻燃剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和光亮剂的质量比为18-22:0.6-1.0:0.6-1.0:0.8-1；
50.优选地，所述添加剂包括阻燃剂、抗氧剂1010、抗氧剂168、紫外线吸收剂uv-770、紫外线吸收剂uv-944和光亮剂；
51.更优选地，所述阻燃剂、抗氧剂1010、抗氧剂168、紫外线吸收剂uv-770、紫外线吸收uv-剂944和光亮剂的质量比为18-22:0.3-0.5:0.3-0.5:0.3-0.5:0.3-0.5:0.8-1，其中光亮剂可以为含氟聚合物bf3。
52.本实施方式中铝塑复合管道具有自发热、阻燃、耐高压、保温、抗老化等特性，可有效减少维修成本，延长铝塑复合管道的使用周期，节约资源。常规铝塑管需要在外表面包覆保温棉，以起到保温作用，本发明在铝塑管外层具有保温功能，可替代保温棉，有效降低材料成本。
53.在一些可选的实施方式中，所述pe层和保温层之间还设置有铝带层，所述铝带层和pe层之间设置有内熔胶层、所述铝带层和保温层之间设置有外熔胶层；
54.铝塑复合管质量相对较轻、耐用而且施工方便，使用范围更加广泛。
55.优选地，所述内熔胶层和/或外熔胶层包括热熔胶px3216和热熔胶a328，所述热熔胶px3216和热熔胶a328的质量比为1:0.8-1.2。
56.优选地，铝带层为搭接焊铝带
57.优选地，所述pe层的原料包括交联聚乙烯、催化剂、ppa母粒、抗氧剂1010和抗氧剂168，所述交联聚乙烯、催化剂、ppa母粒、抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为95:4-6:0.4-0.6:0.15-0.25:0.15-0.25。其中，ppa母粒是以树脂pe为载体，加入ppa(聚邻苯二甲酰胺)，经过双螺杆剂加工而成。
58.优选地，所述保温层的厚度为0.65～1.1mm，内熔胶层厚度为0.05～0.1mm，外熔胶层厚度为0.05～0.1mm，铝带层的厚度为0.26mm，pe层的厚度为0.8～1.25mm。
59.第三方面，本发明提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，包括：
60.自发热母粒的制备，将自发热母粒的原料混合后加入挤出机得到自发热母粒；
61.管材的制备，将自发热母粒和其他原料制备成自发热聚乙烯管材。
62.考虑到本方案中自发热材料的特殊性，在加工和包装过程中，应尽快完成，且必要时可以采用保护气或真空环境，以减少自发热材料组分和空气的接触，包装也可以采用密封包装或尽量减少管材与空气的接触。
63.在一些可选的实施方式中，所述自发热母粒的制备步骤中，所需原料依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，挤出自发热母粒；其中，一温区和二温区温度为130 150℃，三温区和四温区温度为155 160℃，五温区和六温区温度为160 165℃，七温区和八温区温度为165 170℃，模具温度为170 180℃；螺杆主机转速为250 300r/min挤出压力为4.5～4.8mpa。
64.在一些可选的实施方式中，所述管材的制备步骤包括：铺设铝带层，接着在铝带层外侧依次挤出外熔胶层和保温层、在铝带层内侧依次挤出内熔胶层和pe层，得到自发热聚乙烯管材。
65.在一些可选的实施方式中，所述管材的制备步骤满足以下
①‑③
中的至少一项：
66.①
挤出pe层时，所述pe层的原料依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，其中，一温区和二温区温度为130 150℃，三温区和四温区温度为150 160℃，五温区和六温区温度为160 165℃，七温区和八温区温度为165 170℃，模具温度为200 210℃；螺杆主机转速为250 300r/min，挤出压力为4.5～4.8mpa，牵引速度为13～16m/min；pe层对应模具流道小，要保持溶体顺畅流过，需升高温度提升溶体流动性因此模具温度较高；
67.②
挤出内熔胶层和/或挤出外熔胶层时，熔胶依次经过一温区、二温区、三温区和四温区，接着通过模具，其中一温区温度为178-182℃、二温区温度为188-192℃，三温区温度为198-202℃、四温区温度为208-212℃，模具温度为200 220℃，螺杆主机转速为200 260r/min，挤出压力为4.5～4.8mpa。
68.③
挤出保温层时，所述保温层的原料依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，其中，一温区和二温区温度为130 150℃，三温区和四温区温度为165 175℃，五温区和六温区温度为180 190℃，七温区和八温区温度为190 200℃，模具温度为200 220℃，螺杆主机转速为200 260r/min，挤出压力为5.2～5.6mpa，牵引速度为13～16m/min。
69.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
70.实施例1
71.本实施例提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，包括如下步骤：
72.1、自发热母粒的制备，将线性低密度聚乙烯6101rq、碳酰二胺脲、氨基氰、硫氰比铵、乙二醇聚氧乙烯醚、铝粉、镁粉、果壳活性炭、分散剂和硅烷偶联剂按照质量比100:0.8:2.5:1:5.5:90:32:3:2.1:0.9混合后使物料依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，挤出自发热母粒；其中，一温区和二温区温度为130 135℃，三温区和四温区温度为155 160℃，五温区和六温区温度为160 165℃，七温区和八温区温度为165 170℃，模具温度为170 175℃；螺杆主机转速为250r/min，挤出压力为4.5mpa；其中果壳活性炭的粒径为50-100目，所述铝粉的粒径为50-70目，所述镁粉的粒径为50-70目；
73.2、搭接焊铝带成型；
74.3、将热熔胶px3216和热熔胶a328按质量比1:0.8混合后加入挤出机，依次经过一温区、二温区、三温区和四温区，接着通过模具，其中一温区温度为178-182℃、二温区温度为188-192℃，三温区温度为198-202℃、四温区温度为208-212℃，模具温度为200 205℃，
螺杆主机转速为200r/min，挤出压力为4.5mpa，将内溶胶层挤出至铝带层的内部；
75.4、将交联聚乙烯ta1122hd-b、催化剂pexta2127hd、ppa母粒、抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为95:4:0.6:0.15:0.25混合后加入挤出机，依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，其中，一温区和二温区温度为130 135℃，三温区和四温区温度为150 155℃，五温区和六温区温度为160 165℃，七温区和八温区温度为165 170℃，模具温度为200 205℃；螺杆主机转速为250r/min，挤出压力为4.5mpa，牵引速度为13m/min；
76.5、将热熔胶px3216和热熔胶a328按质量比1:0.8-1.2混合后加入挤出机，依次经过一温区、二温区、三温区和四温区，接着通过模具，其中一温区温度为178-182℃、二温区温度为188-192℃，三温区温度为198-202℃、四温区温度为208-212℃，模具温度为200 205℃，螺杆主机转速为200 260r/min，挤出压力为4.5～4.8mpa，将外溶胶层挤出至铝带层的外部；
77.6、将交联聚乙烯ta1122hd-b、催化剂pexta2127hd、自发热母粒和添加剂按照95:4:45:20混合混合置于挤出机内并依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，其中，一温区和二温区温度为130 135℃，三温区和四温区温度为165 170℃，五温区和六温区温度为180 185℃，七温区和八温区温度为190 195℃，模具温度为200 205℃，螺杆主机转速为200r/min，挤出压力为5.2mpa，牵引速度为13m/min，在外溶胶层外侧得到保温层；其中添加剂为质量比为18:0.5:0.3:0.5:0.3:1的阻燃剂(十溴二苯乙烷：三氧化二锑＝3:1)、抗氧剂1010、抗氧剂168、紫外线吸收剂770、紫外线吸收剂944和光亮剂bf3(含氟聚合物)；
78.得到管材保温层的厚度为0.65mm，内熔胶层厚度为0.05mm，外熔胶层厚度为0.05mm，铝带层的厚度为0.26mm，pe层的厚度为0.8mm。
79.实施例2：
80.本实施例提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，包括如下步骤：
81.1、自发热母粒的制备，将线性低密度聚乙烯6101rq、碳酰二胺脲、氨基氰、硫氰比铵、乙二醇聚氧乙烯醚、铝粉、镁粉、果壳活性炭、分散剂和硅烷偶联剂按照质量比100:1.2:1:2.5:4.5:110:28:7:1.9:1.1混合后使物料依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，挤出自发热母粒；其中，一温区和二温区温度为145 150℃，三温区和四温区温度为155 160℃，五温区和六温区温度为160 165℃，七温区和八温区温度为165 170℃，模具温度为173 178℃；螺杆主机转速为300r/min挤出压力为4.8mpa；其中果壳活性炭的粒径为700-800目，所述铝粉的粒径为100-120目，所述镁粉的粒径为100-120目；
82.2、搭接焊铝带成型；
83.3、将热熔胶px3216和热熔胶a328按质量比1:1.2混合后加入挤出机，依次经过一温区、二温区、三温区和四温区，接着通过模具，其中一温区温度为178-182℃、二温区温度为188-192℃，三温区温度为198-202℃、四温区温度为208-212℃，模具温度为215 220℃，螺杆主机转速为260r/min，挤出压力为4.8mpa，将内溶胶层挤出至铝带层的内部；
84.4、将交联聚乙烯ta1122hd-b、催化剂pexta2127hd、ppa母粒、抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为95:6:0.4:0.25:0.15混合后加入挤出机，依次经过一温区、二温区、三温区、
四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，其中，一温区和二温区温度为145 150℃，三温区和四温区温度为155 160℃，五温区和六温区温度为160 165℃，七温区和八温区温度为165 170℃，模具温度为205 210℃；螺杆主机转速为300r/min，挤出压力为4.8mpa，牵引速度为16m/min；
85.5、将热熔胶px3216和热熔胶a328按质量比1:0.8-1.2混合后加入挤出机，依次经过一温区、二温区、三温区和四温区，接着通过模具，其中一温区温度为178-182℃、二温区温度为188-192℃，三温区温度为198-202℃、四温区温度为208-212℃，模具温度为215 220℃，螺杆主机转速为260r/min，挤出压力为4.8mpa，将外溶胶层挤出至铝带层的外部；
86.6、将交联聚乙烯ta1122hd-b、催化剂pexta2127hd、自发热母粒和添加剂按照95:6:35:25混合混合置于挤出机内并依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，其中，一温区和二温区温度为145 150℃，三温区和四温区温度为170 175℃，五温区和六温区温度为185 190℃，七温区和八温区温度为195 200℃，模具温度为215 220℃，螺杆主机转速为260r/min，挤出压力为5.6mpa，牵引速度为16m/min，在外溶胶层外侧得到保温层；其中添加剂为质量比为22:0.3:0.5:0.3:0.5:0.8的阻燃剂(十溴二苯乙烷：三氧化二锑＝3:1)、抗氧剂1010、抗氧剂168、紫外线吸收剂770、紫外线吸收剂944和光亮剂bf3(含氟聚合物)；
87.得到管材保温层的厚度为1.1mm，内熔胶层厚度为0.1mm，外熔胶层厚度为0.1mm，铝带层的厚度为0.26mm，pe层的厚度为1.25mm。
88.实施例3
89.本实施例提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，包括如下步骤：
90.1、自发热母粒的制备，将线性低密度聚乙烯6101rq、碳酰二胺脲、氨基氰、硫氰比铵、乙二醇聚氧乙烯醚、铝粉、镁粉、果壳活性炭、分散剂和硅烷偶联剂按照质量比100:1:2:2:5:100:30:5:2:1混合后使物料依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，挤出自发热母粒；其中，一温区和二温区温度为130 150℃，三温区和四温区温度为155 160℃，五温区和六温区温度为160 165℃，七温区和八温区温度为165 170℃，模具温度为175 180℃；螺杆主机转速为270r/min挤出压力为4.6mpa；其中果壳活性炭的粒径为400-500目，所述铝粉的粒径为80-90目，所述镁粉的粒径为80-90目；
91.2、搭接焊铝带成型；
92.3、将热熔胶px3216和热熔胶a328按质量比1:1混合后加入挤出机，依次经过一温区、二温区、三温区和四温区，接着通过模具，其中一温区温度为178-182℃、二温区温度为188-192℃，三温区温度为198-202℃、四温区温度为208-212℃，模具温度为210 215℃，螺杆主机转速为230r/min，挤出压力为4.6mpa，将内溶胶层挤出至铝带层的内部；
93.4、将交联聚乙烯ta1122hd-b、催化剂pexta2127hd、ppa母粒、抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为95:5:0.5:0.2:0.2混合后加入挤出机，依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，其中，一温区和二温区温度为140 145℃，三温区和四温区温度为153 158℃，五温区和六温区温度为160 165℃，七温区和八温区温度为165 170℃，模具温度为205 210℃；螺杆主机转速为280r/min，挤出压力为4.6mpa，牵引速度为15m/min；
94.5、将热熔胶px3216和热熔胶a328按质量比1:1混合后加入挤出机，依次经过一温区、二温区、三温区和四温区，接着通过模具，其中一温区温度为178-182℃、二温区温度为188-192℃，三温区温度为198-202℃、四温区温度为208-212℃，模具温度为210 215℃，螺杆主机转速为230r/min，挤出压力为4.6mpa，将外溶胶层挤出至铝带层的外部；
95.6、将交联聚乙烯ta1122hd-b、催化剂pexta2127hd、自发热母粒和添加剂按照95:5:40:23混合混合置于挤出机内并依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，其中，一温区和二温区温度为140 145℃，三温区和四温区温度为170 175℃，五温区和六温区温度为180 185℃，七温区和八温区温度为195 200℃，模具温度为215 220℃，螺杆主机转速为230r/min，挤出压力为5.4mpa，牵引速度为15m/min，在外溶胶层外侧得到保温层；其中添加剂为质量比为20:0.4:0.4:0.4:0.4:0.9的阻燃剂(十溴二苯乙烷：三氧化二锑＝3:1)、抗氧剂1010、抗氧剂168、紫外线吸收剂770、紫外线吸收剂944和光亮剂bf3(含氟聚合物)；
96.得到管材保温层的厚度为0.8mm，内熔胶层厚度为0.08mm，外熔胶层厚度为0.08mm，铝带层的厚度为0.26mm，pe层的厚度为1mm。
97.对比例1
98.本对比例提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，与实施例3的区别仅在于：步骤1中，氨基氰替换为对胍基苯甲酸盐酸盐。
99.对比例2
100.本对比例提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，与实施例3的区别仅在于：步骤1中，不添加氨基氰。
101.对比例3
102.本对比例提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，与实施例3的区别仅在于：步骤1中，碳酰二胺脲替换为硝酸铵。
103.对比例4
104.本对比例提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，与实施例3的区别仅在于：步骤1中，乙二醇聚氧乙烯醚替换为脂肪醇聚氧乙烯醚。
105.对比例5
106.本对比例提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，与实施例3的区别仅在于：步骤1中，硫氰比铵替换为异硫氰酸酯。
107.对比例6
108.本对比例提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，与实施例3的区别仅在于：步骤1中，不添加硫氰比铵。
109.对比例7
110.本对比例提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，与实施例3的区别仅在于自发热母粒配方不合理：步骤1中，线性低密度聚乙烯6101rq、碳酰二胺脲、氨基氰、硫氰比铵、乙二醇聚氧乙烯醚、铝粉、镁粉、果壳活性炭、分散剂和硅烷偶联剂质量比为100:2:5:5:1:100:15:2:4:2。
111.对比例8
112.本对比例提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，与实施例3的区别仅在于氨基
氰、硫氰比铵用量过少：步骤1中，线性低密度聚乙烯6101rq、碳酰二胺脲、氨基氰、硫氰比铵、乙二醇聚氧乙烯醚、铝粉、镁粉、果壳活性炭、分散剂和硅烷偶联剂质量比为100:0.8:0.5:0.5:5.5:90:32:3:2.1:0.9。
113.对比例9
114.本对比例提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，与实施例3的区别仅在于：步骤1中，将果壳活性炭替换为由煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产的活性炭。
115.对比例10
116.本对比例提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，与实施例3的区别仅在于：步骤1中，果壳活性炭的粒径为20-30目，所述铝粉的粒径为150-200目，所述镁粉的粒径为150-200目。
117.对比例11
118.本对比例提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，与实施例3的区别仅在于自发热母粒用量过多：步骤6中，交联聚乙烯ta1122hd-b、催化剂pexta2127hd、自发热母粒和添加剂按照95:4:60:20混合。
119.对比例12
120.本对比例提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，与实施例3的区别仅在于：步骤6中，交联聚乙烯ta1122hd-b、催化剂pexta2127hd、自发热母粒和添加剂按照95:4:15:20混合。
121.对比例13
122.本对比例提供一种自发热聚乙烯管材的加工方法，与实施例3的区别仅在于：自发热母粒的制备步骤中，一温区和二温区温度为140 145℃，三温区和四温区温度为150 160℃，五温区和六温区温度为160 170℃，七温区和八温区温度为170 175℃，模具温度为200 215℃，螺杆主机转速为230r/min。
123.将实施例和对比例中管材置于温度25℃、湿度30％的恒温、恒湿室内环境，并尽量避免空气流动，对管材表面温度进行监测，其中第一天(以管材加工完成后从惰性气体环境中取出的时间开始计算)每小时测定一次，第2-3天每天检测一次，第二月以后，每30天测定一次，结果如下表所示：
124.125.[0126][0127]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种自发热材料，其特征在于，原料包括碳酰二胺脲0.8-1.2重量份、氨基氰1-2.5重量份、硫氰比铵1-2.5重量份、乙二醇聚氧乙烯醚4.5-5.5重量份、铝粉90-110重量份、镁粉28-32重量份和活性炭3-7重量份。2.根据权利要求1所述的自发热材料，其特征在于，所述活性炭的粒径为50-800目，优选地为100-500目，优选地为果壳活性炭；和/或所述铝粉的粒径为50-120目，优选地为60-100目；和/或所述镁粉的粒径为50-120目，优选地为60-100目。3.一种自发热聚乙烯管材，其特征在于，包括权利要求1或2所述的自发热材料。4.根据权利要求3所述的自发热聚乙烯管材，其特征在于，包括pe层和位于所述pe层外侧的保温层，所述保温层的原料包括交联聚乙烯95重量份、催化剂4-6重量份、自发热母粒35-45重量份和添加剂20-25重量份；所述自发热母粒的原料包括线性低密度聚乙烯、自发热材料、分散剂和硅烷偶联剂；优选地，所述自发热母粒中，线性低密度聚乙烯、碳酰二胺脲、氨基氰、硫氰比铵、乙二醇聚氧乙烯醚、铝粉、镁粉、活性炭、分散剂和硅烷偶联剂的质量比为100:0.8-1.2:1-2.5:1-2.5:4.5-5.5:90-110:28-32:3-7:1.9-2.1:0.9-1.1。5.根据权利要求4所述的自发热聚乙烯管材，其特征在于，所述添加剂包括阻燃剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和光亮剂；优选地，所述阻燃剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和光亮剂的质量比为18-22:0.6-1.0:0.6-1.0:0.8-1；优选地，所述添加剂包括阻燃剂、抗氧剂1010、抗氧剂168、紫外线吸收剂770、紫外线吸收剂944和光亮剂；更优选地，所述阻燃剂、抗氧剂1010、抗氧剂168、紫外线吸收剂770、紫外线吸收剂944和光亮剂的质量比为18-22:0.3-0.5:0.3-0.5:0.3-0.5:0.3-0.5:0.8-1。6.根据权利要求4所述的自发热聚乙烯管材，其特征在于，所述pe层和保温层之间还设置有铝带层，所述铝带层和pe层之间设置有内熔胶层、所述铝带层和保温层之间设置有外熔胶层；优选地，所述内熔胶层和/或外熔胶层包括热熔胶px3216和热熔胶a328，所述热熔胶px3216和热熔胶a328的质量比为1:0.8-1.2；优选地，铝带层为搭接焊铝带；优选地，所述pe层的原料包括交联聚乙烯、催化剂、ppa母粒、抗氧剂1010和抗氧剂168，所述交联聚乙烯、催化剂、ppa母粒、抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为95:4-6:0.4-0.6:0.15-0.25:0.15-0.25；优选地，所述保温层的厚度为0.65～1.1mm，内熔胶层厚度为0.05～0.1mm，外熔胶层厚度为0.05～0.1mm，铝带层的厚度为0.26mm，pe层的厚度为0.8～1.25mm。7.一种权利要求3-6任意一项所述自发热聚乙烯管材的加工方法，其特征在于，包括：自发热母粒的制备，将自发热母粒的原料混合后加入挤出机得到自发热母粒；管材的制备，将自发热母粒和其他原料制备成自发热聚乙烯管材。8.根据权利要求7所述的自发热聚乙烯管材的加工方法，其特征在于，所述自发热母粒的制备步骤中，所需原料依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区
和八温区，接着通过模具，挤出自发热母粒；其中，一温区和二温区温度为130 150℃，三温区和四温区温度为155 160℃，五温区和六温区温度为160 165℃，七温区和八温区温度为165 170℃，模具温度为170 180℃；螺杆主机转速为250 300r/min，挤出压力为4.5～4.8mpa。9.根据权利要求7所述的自发热聚乙烯管材的加工方法，其特征在于，所述管材的制备步骤包括：铺设铝带层，接着在铝带层外侧依次挤出外熔胶层和保温层、在铝带层内侧依次挤出内熔胶层和pe层，得到自发热聚乙烯管材。10.根据权利要求9所述的自发热聚乙烯管材的加工方法，其特征在于，所述管材的制备步骤满足以下
①‑③
中的至少一项：
①
挤出pe层时，所述pe层的原料依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，其中，一温区和二温区温度为130 150℃，三温区和四温区温度为150 160℃，五温区和六温区温度为160 165℃，七温区和八温区温度为165 170℃，模具温度为200 210℃；螺杆主机转速为250 300r/min，挤出压力为4.5～4.8mpa，牵引速度为13～16m/min；
②
挤出内熔胶层和/或挤出外熔胶层时，熔胶依次经过一温区、二温区、三温区和四温区，接着通过模具，其中一温区温度为178-182℃、二温区温度为188-192℃，三温区温度为198-202℃、四温区温度为208-212℃，模具温度为200 220℃，螺杆主机转速为200 260r/min，挤出压力为4.5～4.8mpa；
③
挤出保温层时，所述保温层的原料依次经过一温区、二温区、三温区、四温区、五温区、六温区、七温区和八温区，接着通过模具，其中，一温区和二温区温度为130 150℃，三温区和四温区温度为165 175℃，五温区和六温区温度为180 190℃，七温区和八温区温度为190 200℃，模具温度为200 220℃，螺杆主机转速为200 260r/min，挤出压力为5.2～5.6mpa，牵引速度为13～16m/min。

技术总结
本发明公开了自发热材料、自发热聚乙烯管材及其加工方法，其中自发热材料，原料包括碳酰二胺脲0.8-1.2重量份、氨基氰1-2.5重量份、硫氰比铵1-2.5重量份、乙二醇聚氧乙烯醚4.5-5.5重量份、铝粉90-110重量份、镁粉28-32重量份和活性炭3-7重量份。将本申请的自发热材料应用于聚乙烯管材中，可以减少管材内流体温度的损失，相比于常规的保温层，保温效果更好。保温效果更好。


技术研发人员：梁永杰 金季靖 吕爱龙 梁峰
受保护的技术使用者：日丰企业（佛山）有限公司 日丰科技有限公司
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/8/9