一种自制香蕉皮石墨烯PE-RT超导热防垢地暖管及其制备方法与流程

本发明涉及地暖管技术领域，具体为一种自制香蕉皮石墨烯pe-rt超导热防垢地暖管及其制备方法。

背景技术：

普通pe-rt管材柔韧性好，强度高，抗冲击性能强和耐热性能好但是作为新型材料超导热地暖管的使用，其导热性能还远远不能满足人们的日常生活要求。随着近几年人们对石墨烯的深入研究发现，石墨烯具有优异的导热性能，并且通过一定的分散手段可以将其分散在pe-rt管材中，对pe-rt管材的导热性能有很大的提升。然而目前市场上生产的石墨烯不仅价格昂贵而且生产石墨烯品质也不稳定，使得pe-rt石墨烯超导热地暖管的应用受到了很大挑战，所以我们提出了一种自制香蕉皮石墨烯pe-rt超导热防垢地暖管及其制备方法。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种自制香蕉皮石墨烯pe-rt超导热防垢地暖管及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自制香蕉皮石墨烯pe-rt超导热防垢地暖管，包括外层导热层和内层防垢层，所述外层导热层由以下质量份的原料制成：pe-rt树脂100份、自制香蕉皮石墨烯10-25份，所述内层防垢层由以下质量份的原料制成：pe-rt树脂100份、表面改性纳米tio21-2份、抗菌剂0.3-0.5份、色母1份。

优选的，自制香蕉皮石墨烯为将收集到的香蕉皮用清水洗净后用浓度为1mol/l的硝酸盐溶液浸泡6h以上，然后取出放入80℃烘箱中烘干，将烘干的香蕉皮用粉碎机磨成粉后加入质量比为2％的naoh，n2气氛条件放入800℃管式炉中氧化2h就可以得到氧化石墨，将得到的氧化石墨放入到1500℃的微波加热炉中还原1h即可得到自制香蕉皮石墨烯。

优选的，表面改性的纳米tio2为溶胶凝胶法制得的表面改性纳米tio2，将室温下量取10ml钛酸丁酯缓慢滴入35ml无水乙醇中，搅拌10min后静置形成黄色澄清溶液，再将2ml冰醋酸和10ml无水乙醇混合，剧烈搅拌得到透明溶液，然后滴入盐酸调节ph值为3，室温水浴下，在剧烈搅拌条件下将黄色澄清溶液滴入到透明溶液中，得到浅黄色溶液，然后40℃水浴搅拌加热1h可以得到白色凝胶，接着将凝胶在80℃下烘干，再在600℃下热处理2h就可以得到白色纳米tio2粉体，最后将得到的白色纳米tio2粉体与十二烷基磺酸钠共混搅拌40min，烘干后就得到表面改性的纳米tio2，所述的抗菌剂为将质量比为1:1的硝酸银与三氮唑联苯二甲酸溶入dmf溶液中，室温下共混搅拌5min，然后将其放入到180℃程温控制箱中，溶剂浴法反应2h就可以得到ag的有机配位聚合物，将得到有机配位聚合物在60℃下烘干即为所需的抗菌剂。

一种自制香蕉皮石墨烯pe-rt超导热防垢地暖管制备方法，包括以下步骤：

s1、将100份的pe-rt树脂、20份的自制香蕉皮石墨烯、少量扩散油通过高混机在400～500r/min转速下混合10～15min，将原料混合均匀，获得一种混合物；

s2、将a中混合好的混合物通过造粒机在400～450r/min的转速和170～185℃温度下，挤出造粒成超导热有色料待用；

s3、将100份的pe-rt树脂、1份的表面改性纳米tio2、0.5份抗菌剂、1份色母通过高混机在400～500r/min转速下混合10～15min，将原料混合均匀，获得一种混合物；

s4、将c中混合好的混合物通过造粒机在400～450r/min的转速和170～185℃温度下，挤出造粒成防垢层有色料待用；

s5、再通过双螺杆挤出机在190～230℃的温度下，将b中造粒的超导热有色料作为外层，将d中造粒的防垢层有色料作为内层，共挤制备pe-rt超导热防垢地暖管。

优选的，所述双螺杆挤出机包括底板，所述底板顶部固定连接有壳体，所述壳体左侧为开口设置，所述壳体右侧固定连接有电机一，所述壳体内部设置有螺杆，所述螺杆与电机一输出端固定连接，所述壳体顶部右侧设置有进料管，所述进料管与壳体连通，所述进料管内部中轴处设置有隔板一，所述隔板一为竖直设置，所述隔板一左右两端均设置有旋转叶片，所述进料管内部设置有分隔板，所述分隔板顶部与隔板一底部固定连接，所述分隔板为“w”形设置，所述分隔板底部开设有两个漏孔，所述分隔板底部两端均固定连接有固定座，两个所述固定座底部均固定连接有支杆，所述进料管内部设置有两个支撑板，两个所述支杆均分别贯穿两个支撑板且延伸至两个支撑板外部，两个所述支杆外部均套有弹簧，两个所述支杆相互靠近的一侧均设置有隔板二，两个所述隔板二顶部均分别与分隔板底部固定连接。

优选的，所述螺杆远离电机一的一端外表面套有连接套，所述连接套与螺杆转动连接，所述连接套顶部固定连接有支杆，所述支杆远离连接套的一端与壳体固定连接。

优选的，所述进料管背面固定连接有两个电机二，两个所述电机二均分别与两个旋转叶片固定连接。

优选的，两个所述固定座底部均为水平设置。

优选的，两个所述支撑板均为水平设置，两个所述支撑板相互远离的一端均分别与进料管内壁固定连接。

优选的，两个所述弹簧顶部均分别与两个固定座底部接触，两个所述弹簧底部均分别与两个支撑板顶部接触。

与现有技术相比，本发明提供了一种自制香蕉皮石墨烯pe-rt超导热防垢地暖管及其制备方法，具备以下有益效果：

1、本发明通过将香蕉皮在惰性气氛下活化后采用微波氧化还原技术制得性能稳定的生物质石墨烯即香蕉皮石墨烯，然后将其与普通pe-rt树脂原料共混作为超导热防垢地暖管的外层导热层，可以制得的超导热防垢地暖管比普通的pe-rt导热地暖管导热效果有很大提升。

2、本发明通过表面改性的纳米tio2和抗菌剂与普通pe-rt树脂原料共混作为超导热防垢地暖管的内层防垢层，表面改性的纳米tio2能够提高pe-rt管材的致密性，使得管材的疏水性能有一定提高，从而让水分子在管材表面的聚集概率降低，不容易结垢来提高管材的防垢性能。同时抗菌剂的加入能防止细菌滋生而结垢，加强管材的耐光照、抗老化性能。本发明的pe-rt超导热防垢地暖管工艺简单，成本较低。同时因其对废弃物香蕉皮的合理利用，有利于环境保护和节约能源。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明进料管的背部视图；

图3为本发明图1中a的放大示意图。

图中：1底板、2壳体、3电机一、4螺杆、5连接套、6支杆、7进料管、8隔板一、9分隔板、10旋转叶片、11电机二、12漏孔、13固定座、14支杆、15支撑板、16弹簧、17隔板二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一：

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种自制香蕉皮石墨烯pe-rt超导热防垢地暖管，包括外层导热层和内层防垢层，外层导热层由以下质量份的原料制成：pe-rt树脂100份、自制香蕉皮石墨烯10份，自制香蕉皮石墨烯为将收集到的香蕉皮用清水洗净后用浓度为1mol/l的硝酸盐溶液浸泡6h以上，然后取出放入80℃烘箱中烘干，将烘干的香蕉皮用粉碎机磨成粉后加入质量比为2％的naoh，n2气氛条件放入800℃管式炉中氧化2h就可以得到氧化石墨，将得到的氧化石墨放入到1500℃的微波加热炉中还原1h即可得到自制香蕉皮石墨烯，通过将香蕉皮在惰性气氛下活化后采用微波氧化还原技术制得性能稳定的生物质石墨烯即香蕉皮石墨烯，然后将其与普通pe-rt树脂原料共混作为超导热防垢地暖管的外层导热层，可以制得的超导热防垢地暖管比普通的pe-rt导热地暖管导热效果有很大提，内层防垢层由以下质量份的原料制成：pe-rt树脂100份、表面改性纳米tio21份、抗菌剂0.3份、色母1份，表面改性的纳米tio2为溶胶凝胶法制得的表面改性纳米tio2，将室温下量取10ml钛酸丁酯缓慢滴入35ml无水乙醇中，搅拌10min后静置形成黄色澄清溶液，再将2ml冰醋酸和10ml无水乙醇混合，剧烈搅拌得到透明溶液，然后滴入盐酸调节ph值为3，室温水浴下，在剧烈搅拌条件下将黄色澄清溶液滴入到透明溶液中，得到浅黄色溶液，然后40℃水浴搅拌加热1h可以得到白色凝胶，接着将凝胶在80℃下烘干，再在600℃下热处理2h就可以得到白色纳米tio2粉体，最后将得到的白色纳米tio2粉体与十二烷基磺酸钠共混搅拌40min，烘干后就得到表面改性的纳米tio2，通过表面改性的纳米tio2和抗菌剂与普通pe-rt树脂原料共混作为超导热防垢地暖管的内层防垢层，表面改性的纳米tio2能够提高pe-rt管材的致密性，使得管材的疏水性能有一定提高，从而让水分子在管材表面的聚集概率降低，不容易结垢来提高管材的防垢性能，的抗菌剂为将质量比为1:1的硝酸银与三氮唑联苯二甲酸溶入dmf溶液中，室温下共混搅拌5min，然后将其放入到180℃程温控制箱中，溶剂浴法反应2h就可以得到ag的有机配位聚合物，将得到有机配位聚合物在60℃下烘干即为所需的抗菌剂，抗菌剂的加入能防止细菌滋生而结垢，加强管材的耐光照、抗老化性能。本发明的pe-rt超导热防垢地暖管工艺简单，成本较低。同时因其对废弃物香蕉皮的合理利用，有利于环境保护和节约能源。

一种自制香蕉皮石墨烯pe-rt超导热防垢地暖管制备方法，包括以下步骤：

s1、将100份的pe-rt树脂、20份的自制香蕉皮石墨烯、少量扩散油通过高混机在400～500r/min转速下混合10～15min，将原料混合均匀，获得一种混合物；

s2、将a中混合好的混合物通过造粒机在400～450r/min的转速和170～185℃温度下，挤出造粒成超导热有色料待用；

s3、将100份的pe-rt树脂、1份的表面改性纳米tio2、0.5份抗菌剂、1份色母通过高混机在400～500r/min转速下混合10～15min，将原料混合均匀，获得一种混合物；

s4、将c中混合好的混合物通过造粒机在400～450r/min的转速和170～185℃温度下，挤出造粒成防垢层有色料待用；

s5、再通过双螺杆挤出机在190～230℃的温度下，将b中造粒的超导热有色料作为外层，将d中造粒的防垢层有色料作为内层，共挤制备pe-rt超导热防垢地暖管，双螺杆挤出机包括底板1，底板1顶部固定连接有壳体2，壳体2左侧为开口设置，壳体2右侧固定连接有电机一3，壳体2内部设置有螺杆4，螺杆4远离电机一3的一端外表面套有连接套5，连接套5与螺杆4转动连接，连接套5顶部固定连接有支杆6，支杆6远离连接套5的一端与壳体2固定连接，螺杆4与电机一3输出端固定连接，壳体2顶部右侧设置有进料管7，进料管7背面固定连接有两个电机二11，两个电机二11均分别与两个旋转叶片10固定连接，进料管7与壳体2连通，进料管7内部中轴处设置有隔板一8，隔板一8为竖直设置，隔板一8左右两端均设置有旋转叶片10，进料管7内部设置有分隔板9，分隔板9顶部与隔板一8底部固定连接，分隔板9为“w”形设置，分隔板9底部开设有两个漏孔12，分隔板9底部两端均固定连接有固定座13，两个固定座13底部均为水平设置，两个固定座13底部均固定连接有支杆14，进料管7内部设置有两个支撑板15，两个支撑板15均为水平设置，两个支撑板15相互远离的一端均分别与进料管7内壁固定连接，两个支杆14均分别贯穿两个支撑板15且延伸至两个支撑板15外部，两个支杆14外部均套有弹簧16，两个弹簧16顶部均分别与两个固定座13底部接触，两个弹簧16底部均分别与两个支撑板15顶部接触，两个支杆14相互靠近的一侧均设置有隔板二17，两个隔板二17顶部均分别与分隔板9底部固定连接。

实施例二：

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种自制香蕉皮石墨烯pe-rt超导热防垢地暖管，包括外层导热层和内层防垢层，外层导热层由以下质量份的原料制成：pe-rt树脂100份、自制香蕉皮石墨烯25份，自制香蕉皮石墨烯为将收集到的香蕉皮用清水洗净后用浓度为1mol/l的硝酸盐溶液浸泡6h以上，然后取出放入80℃烘箱中烘干，将烘干的香蕉皮用粉碎机磨成粉后加入质量比为2％的naoh，n2气氛条件放入800℃管式炉中氧化2h就可以得到氧化石墨，将得到的氧化石墨放入到1500℃的微波加热炉中还原1h即可得到自制香蕉皮石墨烯，通过将香蕉皮在惰性气氛下活化后采用微波氧化还原技术制得性能稳定的生物质石墨烯即香蕉皮石墨烯，然后将其与普通pe-rt树脂原料共混作为超导热防垢地暖管的外层导热层，可以制得的超导热防垢地暖管比普通的pe-rt导热地暖管导热效果有很大提，内层防垢层由以下质量份的原料制成：pe-rt树脂100份、表面改性纳米tio22份、抗菌剂0.5份、色母1份，表面改性的纳米tio2为溶胶凝胶法制得的表面改性纳米tio2，将室温下量取10ml钛酸丁酯缓慢滴入35ml无水乙醇中，搅拌10min后静置形成黄色澄清溶液，再将2ml冰醋酸和10ml无水乙醇混合，剧烈搅拌得到透明溶液，然后滴入盐酸调节ph值为3，室温水浴下，在剧烈搅拌条件下将黄色澄清溶液滴入到透明溶液中，得到浅黄色溶液，然后40℃水浴搅拌加热1h可以得到白色凝胶，接着将凝胶在80℃下烘干，再在600℃下热处理2h就可以得到白色纳米tio2粉体，最后将得到的白色纳米tio2粉体与十二烷基磺酸钠共混搅拌40min，烘干后就得到表面改性的纳米tio2，通过表面改性的纳米tio2和抗菌剂与普通pe-rt树脂原料共混作为超导热防垢地暖管的内层防垢层，表面改性的纳米tio2能够提高pe-rt管材的致密性，使得管材的疏水性能有一定提高，从而让水分子在管材表面的聚集概率降低，不容易结垢来提高管材的防垢性能，抗菌剂为将质量比为1:1的硝酸银与三氮唑联苯二甲酸溶入dmf溶液中，室温下共混搅拌5min，然后将其放入到180℃程温控制箱中，溶剂浴法反应2h就可以得到ag的有机配位聚合物，将得到有机配位聚合物在60℃下烘干即为所需的抗菌剂，抗菌剂的加入能防止细菌滋生而结垢，加强管材的耐光照、抗老化性能。本发明的pe-rt超导热防垢地暖管工艺简单，成本较低。同时因其对废弃物香蕉皮的合理利用，有利于环境保护和节约能源。

一种自制香蕉皮石墨烯pe-rt超导热防垢地暖管制备方法，包括以下步骤：

s1、将100份的pe-rt树脂、20份的自制香蕉皮石墨烯、少量扩散油通过高混机在400～500r/min转速下混合10～15min，将原料混合均匀，获得一种混合物；

s2、将a中混合好的混合物通过造粒机在400～450r/min的转速和170～185℃温度下，挤出造粒成超导热有色料待用；

s3、将100份的pe-rt树脂、1份的表面改性纳米tio2、0.5份抗菌剂、1份色母通过高混机在400～500r/min转速下混合10～15min，将原料混合均匀，获得一种混合物；

s4、将c中混合好的混合物通过造粒机在400～450r/min的转速和170～185℃温度下，挤出造粒成防垢层有色料待用；

s5、再通过双螺杆挤出机在190～230℃的温度下，将b中造粒的超导热有色料作为外层，将d中造粒的防垢层有色料作为内层，共挤制备pe-rt超导热防垢地暖管，双螺杆挤出机包括底板1，底板1顶部固定连接有壳体2，壳体2左侧为开口设置，壳体2右侧固定连接有电机一3，壳体2内部设置有螺杆4，螺杆4远离电机一3的一端外表面套有连接套5，连接套5与螺杆4转动连接，连接套5顶部固定连接有支杆6，支杆6远离连接套5的一端与壳体2固定连接，螺杆4与电机一3输出端固定连接，壳体2顶部右侧设置有进料管7，进料管7背面固定连接有两个电机二11，两个电机二11均分别与两个旋转叶片10固定连接，进料管7与壳体2连通，进料管7内部中轴处设置有隔板一8，隔板一8为竖直设置，隔板一8左右两端均设置有旋转叶片10，进料管7内部设置有分隔板9，分隔板9顶部与隔板一8底部固定连接，分隔板9为“w”形设置，分隔板9底部开设有两个漏孔12，分隔板9底部两端均固定连接有固定座13，两个固定座13底部均为水平设置，两个固定座13底部均固定连接有支杆14，进料管7内部设置有两个支撑板15，两个支撑板15均为水平设置，两个支撑板15相互远离的一端均分别与进料管7内壁固定连接，两个支杆14均分别贯穿两个支撑板15且延伸至两个支撑板15外部，两个支杆14外部均套有弹簧16，两个弹簧16顶部均分别与两个固定座13底部接触，两个弹簧16底部均分别与两个支撑板15顶部接触，两个支杆14相互靠近的一侧均设置有隔板二17，两个隔板二17顶部均分别与分隔板9底部固定连接。

工作原理，通过启动电机11，使电机11带动旋转叶片10进行旋转，方便对地暖管的内层材料和外层材料进行打散，避免堵住漏孔12，通过设置弹簧16，可以使分隔板9可以进行震动，从而进一步方便物料进入壳体2中，通过启动03，可以共挤制备出地热管。

综上可得，本发明通过将香蕉皮在惰性气氛下活化后采用微波氧化还原技术制得性能稳定的生物质石墨烯即香蕉皮石墨烯，然后将其与普通pe-rt树脂原料共混作为超导热防垢地暖管的外层导热层，可以制得的超导热防垢地暖管比普通的pe-rt导热地暖管导热效果有很大提升，通过表面改性的纳米tio2和抗菌剂与普通pe-rt树脂原料共混作为超导热防垢地暖管的内层防垢层，表面改性的纳米tio2能够提高pe-rt管材的致密性，使得管材的疏水性能有一定提高，从而让水分子在管材表面的聚集概率降低，不容易结垢来提高管材的防垢性能。同时抗菌剂的加入能防止细菌滋生而结垢，加强管材的耐光照、抗老化性能。本发明的pe-rt超导热防垢地暖管工艺简单，成本较低。同时因其对废弃物香蕉皮的合理利用，有利于环境保护和节约能源。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。