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聚丁烯管道的生產和利用

更新时间:2019-11-08 00:46人气:3918

一、 聚丁烯(PB)管道概況:近年來,我國建築內用冷熱水塑料管道的用量猛增,到2007年總量已達到40萬噸。其中聚丙烯管道,包括PP-R、PP-B約22萬噸;聚乙烯管道,包括PEX、PE-RT、HDPE、鋁塑複合管及各種鋼(銅)塑複合管約12萬噸;聚氯乙烯管道,包括PVC-U、PVC-C、PVC-M約5萬噸;其他管道比如聚丁烯(PB)、ABS約1萬噸。建設部一項調查表明,我國除往兩廣等少數地區外,盡大多數屬於冬冷夏熱四季分明天氣,有90%的人口冬季需要采熱,夏季需要空調,而近年發展起來具有節能、舒適等特點的地麵輻射供熱正在快速普及,極大的推動了新型塑料管材的發展。展看未來,由於既定的節能國策,我國建築內用冷熱水管道將會保持持續高速發展的強勁勢頭。其中,近幾年發展異常的聚丁烯(PB)管道特別引人諦視。其原料高昂的價位,被嚴格控製的原料供貨渠道,“塑料黃金”的熱炒,更增加了它的神秘色彩。本文即是先容這類產品的生產和使用技術 ,以撥開籠罩在聚丁烯管道上神秘的麵紗。

聚丁烯(PB)樹脂是以丁烯為原料的聚合物。是一種線型分子結構的等規半結晶性聚烯烴熱塑性塑料,結晶度一般為50-55%。ISO 8986-1:1993規定了聚丁烯(PB)樹脂可所以丁烯均聚物,也可所以丁烯含量在50%以上的共聚物 。

聚丁烯的貿易產品是基於等規立構(98~99.5%)、高分子量(均勻分子量為23萬~75萬)的聚合物。聚丁烯已知的有五種結晶型態變異:型態I;型態II;型態III;型態I’;型態II’。玻璃化改變溫度範圍從均聚物的約-20℃到高乙烯含量共聚物的-34℃ 。熔體的結晶反應首先產生四方晶型的亞穩態型態II;在環境溫度和常壓下,均聚物經過5~7天,從型態II不可逆地改變到孿生六方晶型的穩定狀況I,對共聚物來說這一過程則需要1~3天。是以PB管材生產下線後,需要放置5-7天才能夠出廠交付給用戶;而在生產盤管時,應當平展放置5-7天後再進行複卷成盤;否則盤管到了用戶那裏很難開卷拉直,將影響用戶施工展設。

對各種均聚物來說,型態I的熔點範圍為107~130℃ ,對低乙烯含量的共聚物來說熔點範圍為114~118℃,對高乙烯含量的共聚物來說熔點範圍為90~95℃。轉換到型態I後,均聚物的結晶度為48~55%,而共聚物根據乙烯含量不同結晶度為35~45%。

PB樹脂一般耐酸、堿、溶劑、石蠟油和環烷油、洗滌劑和各種化學藥品,但在高溫下耐受性將降低。該樹脂也具有良好的阻水性能和電盡緣性能。該材料顯示撓曲性能的範圍很寬,均聚物的拉伸模量為286MPa,高乙烯含量共聚物為52MPa。PB的耐蠕變、耐環境開應力及耐磨損都非常不錯。所有品級均以粒料供給。熔融指數(MI)為0.4g/10min(ASTM D-1238,條件E)的PB樹脂可用於加工冷熱水管。PB樹脂還有很多其他品級,分別可以用於生產薄膜,或者用尷尬刁難其他聚烯烴樹脂的衝擊性能改性劑和加工性能改性劑。

二、聚丁烯(PB)管道的特點本文首要討論使用MI=0.4的聚丁烯(PB)管道專用樹脂,使用標準的單螺杆擠出聚烯烴管材生產線生產所需規格的聚丁烯(PB)冷熱水管材 ,管件則可由標準注塑機生產。

聚丁烯(PB)管耐熱蠕變性能和耐高溫性能優良,可以在82.2℃長期使用,短時間使用溫度可以高達95℃。PB管道質輕、柔韌、抗衝擊性好,是以被利用於建築內冷熱水係統中。近年來國內生產的PB管道首要以荷蘭巴塞爾(BASELL)公司生產出品的聚丁烯(PB)為原料(灰色4237,白色4235),巴塞爾(BASELL)公司采取了與其他歐洲廠商在中國開拓PP-R,HDPE管道專用料的敞開供給完全不同的原料供給方式 ,凡是希看生產聚丁烯(PB)管道的中國企業要向巴塞爾(BASELL)公司提出申請,經巴塞爾(BASELL)公司考察以為生產條件合格後才能夠列進被供給原料的名單;此舉使得在相當一段時間內國內生產聚丁烯(PB)管道的企業一向保持在七家,管道業界稱之七家同盟即:喬治-費歇爾、偉星、愛康、安固 ,宇信,華源亞太,北方精達(後來又增加一個“川路”)等。巴塞爾(BASELL)公司嚴格控製原料供給使得市場上的聚丁烯(PB)管道產品隻能來自這七家企業,有效的控製住讓國內塑料管材界一向頭疼不已的作假題目,也就保住了聚丁烯(PB)管道的信譽,維持住原料和產品的高昂價位和高額利潤。並且由於國家標準 GB/T 19473.1-2004 的及時擬定,使得聚丁烯(PB)管道生產和利用有標準可依,從而使得我國PB管道的發展一向比較健康。

但是市場規律不是任何人能夠控製的,比來幾年來,日本“三井”擴大聚丁烯(PB)樹脂產能後,開始在中國市場推廣聚丁烯(PB)管道專用料,濰坊派康、廊坊東洋等采用三井原料生產PB管材的公司也迅速崛起 ,是以巴塞爾(BASELL)公司對中國聚丁烯(PB)樹脂的壟斷已被打破,今後國內聚丁烯(PB)管道生產和銷售市場必定麵臨從新洗牌。

PB管道具有以下特點:1、重量輕,柔軟性好,施工方便: PB管道重量為鍍鋅鋼管的1/5擺布,易於搬運 ,柔韌,最小彎曲半徑為6D(D:管外徑),采用熱熔連接,也可以采用機械式連接,施工方便;2、耐久性能好,無毒無害:由於其分子量很高,分子結構穩定,在沒有紫外線照耀的情況下,使用壽命不低於50年,且無毒無害;3、抗凍耐熱性好:在-20℃的情況下,還能夠保持有較好的低溫抗衝擊性能,解凍後,管材能恢複原樣;在82℃的情況下 ,各方麵的性能仍保持得較好;4、管壁光滑 ,不結垢 :同鍍鋅管比較,可增加水流量30%;5、連接方式先進:連接方式為一體化熱熔連接,是以在埋設時,可避免因溫度變化和水錘現象引發管的移動及連接處的滲漏;PB管件是注塑生產的,國內開始時隻能夠生產全塑管件,近幾年,由於技術不斷進步 ,國內已能夠生產帶金屬嵌件的管件,實現了PB管件的係列化,大大推進了PB管道係統的利用。6、易於維修:PB管埋設時 ,不與混凝土粘接。出現損壞時,可通過更換管道進行快速維修。不過塑料管道埋設最好還是采用套管(即管中管)方式,首先在PB管外套上PVC單壁波紋管,然後再進行埋設,如許日後的維修才能夠有保障。。三、聚丁烯(PB)管道的性能和利用1、BASELL 4235 PB樹脂特性

2 、三井 PB 樹脂特性

3、聚丁烯(PB)管道的首要利用領域1)生活用水的冷熱水管,直飲水工程用管,保證水質無二次汙染;2)采熱用管材,可用於連接熱氣片等高溫輻射采熱係統 ,亦適用於地板、牆壁輻射采熱等低溫采熱係統及空調用管道係統;3)太陽能室第溫水管,用於太陽能室第的溫水和取熱配管;4)融雪用管 ,適用於公路、停車場下麵作為除冰雪用加熱配管;5)產業用管 ,因材料耐化學腐蝕性強,無毒無味,可用作化學工程、食品加工、產業用水等領域。

4、阻氧型聚丁烯(PB)管道在熱通空調領域,PB管道具備其它塑料所無法相比的優越特性。但聚丁烯管道的透氧率稍高,熱水管路中假如含有較多的氧,輕易對係統中的金屬管件等裝配產生腐蝕,對於聯接金屬熱氣片的高溫采熱係統就更為不利。另外,固然管道內壁光滑,不結垢;但實踐證實:在使用3~5年後,管材的內壁會附著一層很薄的生物粘泥,在這層粘泥完全覆蓋管內壁後,管壁會很快縮徑,水流阻力加大,水流量銳減;天永日久,還會堵塞管道。管道的清洗很困難,隻能用機械法清洗,其他方法如化學法等很難見效。這是由於水中富含的氧導致了微生物繁殖,而管道的透氧率高意味著管道會呼吸,促使微生物大量繁殖。死往的微生物大量堆積就形成了生物粘泥。是以,必須采用阻氧技術 ,抑製微生物的繁殖,從而有效保證管道的使用安全 。

目前市市場上有兩種阻氧型PB管道,均采用很薄(隻有10絲擺布)的乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)樹脂層做阻氧層 。一種是三層結構阻氧PB管,即在PB管道外均勻塗覆一層熱熔膠和EVOH樹脂層,從外向內的結構是:阻氧層/熱熔膠/PB樹脂,20*2.0管材壁厚設計尺寸是:0.10/0.05/2.0㎜。由於EVOH樹脂較易吸潮且吸潮後的EVOH樹脂阻氧能力會大大降低,加之施工時對表麵易有劃傷,是以阻氧感化會降低;是以三層結構阻氧PB管不是完整意義上的阻氧管。另一種是五層共擠阻氧PB管,其中,內層PB較厚,起承壓感化,外層PB較薄,起保護和熔接感化,結構是:PB樹脂/熱熔膠/阻氧層/熱熔膠/PB樹脂,20*2.0管材壁厚設計尺寸是0.60/0.05/.010/0.05/1.40;不丟臉出,這類管道較為理想,但加工難度大,設備本錢高。根據測試結果,阻氧層的增加可以把PB單層管的透氧量減少99.6%。通俗一點講,不加阻氧層,氧的透進量是100%(相當於每2天給全部係統換一次新水),假如要給它加了一層阻氧層以後,他的氧透進率減少了99.6%(相當於每125天給全部係統換一次新水),完全可以滿足德國標準 DIN 4726 對采熱用塑料管道氧阻隔性的要求。阻氧型PB管道的生產比較複雜,三層結構的可以用一次共擠出工藝,也可以用二次共擠塗覆工藝。後一種方法控製比較輕易,模具的設計和製造也比較簡單,最首要的優點是廢品率比較低 。由於帶阻氧層的PB管道廢品無法回收再利用 ,而原料價位又很高,是以很多企業選擇了二次共擠塗覆工藝。當然它也有缺點,相對一次共擠出工藝,二次共擠塗覆工藝管材的塗覆層要厚一些;由於EVOH的價位比PB還要高出幾乎一倍,塗覆層越厚,管材的生產本錢也越高 。而生產五層結構帶阻氧層的PB管道,目前隻有一次共擠工藝在利用。

目前國內生產阻氧管的廠家未幾,首要有喬治、偉星,安固、華源、博維信、派康等,其中一部分企業使用進口生產線,而像博維信、派康等企業則是采用國產設備生產 。

下表是濰坊派康PB管道的管道規格和技術參數

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