地暖用塑料管材.doc

《地暖用塑料管材.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、地暖用塑料管材———原料、设备、工艺和质量综述低温热水地面辐射采暖（俗称“地暖”）是室内最舒适的采暖方式之一，它具有舒适性强、节能、便于管理、不占用室内面积、日常维护少、热源灵活等优点，因此它正在成为越来越多人的选择。地暖系统主要采用冷热水塑料压力管作为输送热水的管道，据报道，2007年我国建筑内用冷热水塑料管道总量已经达到40万吨，其中聚烯烃类管材达到12万吨。其中地暖用塑料管材主要包括：聚丁烯管（PB），无规共聚聚丙烯管（PPR），耐热聚乙烯管（PE-RT），交联聚乙烯管（PE-X），聚乙烯铝塑复合管（PAP），交联聚乙烯铝塑复合管（

2、XPAP）。其中交联聚乙烯管根据其交联工艺的不同又分为过氧化物交联聚乙烯（PE-Xa），硅烷交联聚乙烯（PE-Xb），辐射交联聚乙烯（PE-Xc）和偶氮交联聚乙烯（PE-Xd）。而铝塑复合管又分为搭接式和对接式两种。PB管重量轻、柔性好、抗冻耐热性能好、尤其是它具有独特的抵抗蠕变破坏的能力，早期在美国被广泛地应用于输送热水。但上世纪90年代中，美国在用的PB管在全美国范围内出现多处爆管渗漏事故，原料生产商遭受巨额索赔，从此美国不再使用PB管。而在国内市场，PB管从来就没有成为过地暖系统的主要管材，其中的原因最主要的还是目前国内的PB树脂只

3、有巴塞尔和三井二家供应商，供应量受到严格限制，而且价格很高。而从技术角度来看，PB管的透氧率是上述管材中最高的，高透氧率的结果一方面是对采暖系统构成威胁，尤其是对系统中的金属设备和零部件，另一方面则是管材本身的氧化程度会更高，被氧化降解的程度增大。虽然现在国内外的实际销售的PB管材大都带了阻氧层（一般是一层0.1mm厚的EVOH），但也增加了其成本负担。所以PB管在地暖系统中的应用前景尚有较大的不确定性。PE的辐射交联是在常温下，由加速粒子（β射线）或电磁波（γ射线）引发，使聚乙烯碳链产生活性自由基，使之形成分子链间的C-C键合，从而形成

4、交联的网状结构，且交联点随辐射剂量的增加而增加。由于此法是常温下固相交联，交联前后的晶体结构基本不变，所以材料的性能改善非常的明显。另外，由于交联是在产品成型后进行的，故对成型无特殊的限制，可用一般塑料成型方法进行加工。但由于辐射交联法设备昂贵，受辐射源的限制，以及通常只用于薄壁制品（厚制品很可能使表面降解而内部交联不足）等缺陷，从而使其在地暖管材方面的使用受到了限制。据报道，目前国内仅有广东佛塑集团经纬分公司一家生产。过氧化物交联（PE-Xa）是通过过氧化物分解，生成化学活性很高的游离基，这些游离基夺取PE分子链的氢原子，使聚合物的分子

5、链成为活性游离基，两个大分子自由基的结合产生C-C的交联结构。这是目前国内应用量最大的地暖用管材品种，国内约有600余条生产线，且主要分布在我国北方地区。其中70%是从韩国进口的生产设备，30%为国产设备，其加工工艺都是采用柱塞式挤出机挤出管材，聚乙烯的C-C交联反应在挤出过程中，聚乙烯处于熔融状态下完成。这一工艺生产的PE-Xa管材与目前欧洲普遍采用的双螺杆挤出盐浴法或红（紫）外线辐射过氧化物交联法生产的聚乙烯管材，虽然都属于PE-Xa管材，但它们之间也存在着一些明显的差异，国内产品的特点是：企业生产规模小、生产工艺落后、生产效率低、产

6、品档次低、质量不稳定。这一工艺生产的PE-Xa管材在国内市场已经处于产能严重过剩的状态，据报道，国内的600余条生产线中约有30%处于停产、半停产状态。而双螺杆挤出盐浴法或红（紫）外线辐射过氧化物交联聚乙烯是先在成型加工温度下挤出成型，成型后的管材再通过高温盐水浴进行交联，其温度比成型温度高以利于交联反应的进行，或使用红（紫）外线引发过氧化物分解使聚乙烯进行交联。这种工艺生产效率高、产品质量稳定，但设备投资很大，目前主要在欧洲应用较多。偶氮交联聚乙烯（PE-Xd）是通过偶氮化合物分解，使聚乙烯形成C-C交联，其交联原理与过氧化物交联类似。

7、但由于偶氮化合物分解温度较底，且产品中存在偶氮化合物污染的问题，所以虽然在理论上这是一个成熟的过程，但并未在交联聚乙烯中得到的应用。PPR是在聚丙烯分子链上引入无规分布的共聚乙烯单体得到的一种无规共聚聚丙烯，一般共聚物中大部分共聚单体在分子链上孤立存在。这种共聚物在许多方面与均聚的等规聚丙烯类似。只是由于参与共聚的乙烯单体无规分布在等规聚丙烯的分子链上，导致分子链的等规性降低，无规程度增加，因此分子链的柔性增加，玻璃化温度、结晶度、熔点下降。乙烯单体的引入大大地改善了PP的脆性，且由于其在热水使用条件下的长期静液压强度比第二代的聚丙烯/聚

8、乙烯嵌段共聚物（PPB）有了很大提高，使其在热水管市场得到推广。但由于PPR的低温性能较差，脆化温度为-5℃-10℃，且管壁较厚，弯曲施工比较困难，如果在地暖系统中使用需要使用较多的管件来配合