聚丁烯PB管道的生产和应用.docx
- 文档编号:486986
- 上传时间:2022-10-10
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:25.11KB
聚丁烯PB管道的生产和应用.docx
《聚丁烯PB管道的生产和应用.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《聚丁烯PB管道的生产和应用.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
聚丁烯PB管道的生产和应用
聚丁烯(PB)管道的生产和应用
北京塑料工业协会吴念 潍坊派康管业代占文
论文提要:
本文从介绍聚丁烯(PB)原料性能入手,介绍了聚丁烯(PB)管材的特点和生产,应用技术,以及国内聚丁烯(PB)管材生产和聚丁烯(PB)管材生产设备发展的现状,特别介绍了聚丁烯(PB)管材生产设备可以不配备熔体泵。
关键词:
聚丁烯(PB)树脂 管材 生产设备 熔体泵
一、聚丁烯(PB)管道概况:
近年来,我国建筑内用冷热水塑料管道的用量猛增,到2007年总量已经达到40万吨。
其中聚丙烯管道,包括PP-R、PP-B约22万吨;聚乙烯管道,包括PEX、PE-RT、HDPE、铝塑复合管及各种钢(铜)塑复合管约12万吨;聚氯乙烯管道,包括PVC-U、PVC-C、PVC-M约5万吨;其他管道比如聚丁烯(PB)、ABS约1万吨。
建设部一项调查表明,我国除去两广等少数地区外,绝大多数属于冬冷夏热四季分明气候,有90%的人口冬季需要采暖,夏季需要空调,而近年发展起来具有节能、舒适等特点的地面辐射供暖正在快速普及,极大的推动了新型塑料管材的发展。
展望未来,由于既定的节能国策,我国建筑内用冷热水管道将会保持持续高速发展的强劲势头。
其中,近几年发展异常的聚丁烯(PB)管道尤其引人瞩目。
其原料高昂的价位,被严格控制的原料供货渠道,“塑料黄金”的热炒,更增加了它的神秘色彩。
本文即是介绍这种产品的生产和使用技术,以拨开笼罩在聚丁烯管道上神秘的面纱。
聚丁烯(PB)树脂是以丁烯为原料的聚合物。
是一种线型分子结构的等规半结晶性聚烯烃热塑性塑料,结晶度一般为50-55%。
ISO8986-1:
1993规定了聚丁烯(PB)树脂可以是丁烯均聚物,也可以是丁烯含量在50%以上的共聚物。
聚丁烯的商业产品是基于等规立构(98~99.5%)、高分子量(平均分子量为23万~75万)的聚合物。
聚丁烯已知的有五种结晶型态变异:
型态I;型态II;型态III;型态I’;型态II’。
玻璃化转变温度范围从均聚物的约-20℃到高乙烯含量共聚物的-34℃。
熔体的结晶反应首先产生四方晶型的亚稳态型态II;在环境温度和常压下,均聚物经过5~7天,从型态II不可逆地转变到孪生六方晶型的稳定状态I,对共聚物来说这一过程则需要1~3天。
因此PB管材生产下线后,需要放置5-7天才能够出厂交付给用户;而在生产盘管时,应该平铺放置5-7天后再进行复卷成盘;否则盘管到了用户那里很难开卷拉直,将影响用户施工铺设。
对各种均聚物来说,型态I的熔点范围为107~130℃,对低乙烯含量的共聚物来说熔点范围为114~118℃,对高乙烯含量的共聚物来说熔点范围为90~95℃。
转换到型态I后,均聚物的结晶度为48~55%,而共聚物根据乙烯含量不同结晶度为35~45%。
PB树脂一般耐酸、碱、溶剂、石蜡油和环烷油、洗涤剂和各种化学药品,但在高温下耐受性将降低。
该树脂也具有良好的阻水性能和电绝缘性能。
该材料显示挠曲性能的范围很宽,均聚物的拉伸模量为286MPa,高乙烯含量共聚物为52MPa。
PB的耐蠕变、耐环境开应力及耐磨损都非常不错。
所有品级均以粒料供应。
熔融指数(MI)为0.4g/10min(ASTMD-1238,条件E)的PB树脂可用于加工冷热水管。
PB树脂还有许多其他品级,分别可以用于生产薄膜,或者用作对其他聚烯烃树脂的冲击性能改性剂和加工性能改性剂。
二、聚丁烯(PB)管道的特点
本文主要讨论使用MI=0.4的聚丁烯(PB)管道专用树脂,使用标准的单螺杆挤出聚烯烃管材生产线生产所需规格的聚丁烯(PB)冷热水管材,管件则可由标准注塑机生产。
聚丁烯(PB)管耐热蠕变性能和耐高温性能优异,可以在82.2℃长期使用,短时间使用温度可以高达95℃。
PB管道质轻、柔韧、抗冲击性好,因此被应用于建筑内冷热水系统中。
近年来国内生产的PB管道主要以荷兰巴塞尔(BASELL)公司生产出品的聚丁烯(PB)为原料(灰色4237,白色4235),巴塞尔(BASELL)公司采取了与其他欧洲厂商在中国开拓PP-R,HDPE管道专用料的敞开供应完全不同的原料供应方式,凡是希望生产聚丁烯(PB)管道的中国企业要向巴塞尔(BASELL)公司提出申请,经巴塞尔(BASELL)公司考察认为生产条件合格后才能够列入被供应原料的名单;此举使得在相当一段时间内国内生产聚丁烯(PB)管道的企业一直保持在七家,管道业界称之七家联盟即:
乔治-费歇尔、伟星、爱康、安固,宇信,华源亚太,北方精达(后来又增加一个“川路”)等。
巴塞尔(BASELL)公司严格控制原料供应使得市场上的聚丁烯(PB)管道产品只能来自这七家企业,有效的控制住让国内塑料管材界一直头疼不已的作假问题,也就保住了聚丁烯(PB)管道的信誉,维持住原料和产品的高昂价位和高额利润。
并且由于国家标准GB/T19473.1-2004的及时制定,使得聚丁烯(PB)管道生产和应用有标准可依,从而使得我国PB管道的发展一直比较健康。
但是市场规律不是任何人能够控制的,最近几年来,日本“三井”扩大聚丁烯(PB)树脂产能后,开始在中国市场推广聚丁烯(PB)管道专用料,潍坊派康、廊坊东洋等采用三井原料生产PB管材的公司也迅速崛起,因此巴塞尔(BASELL)公司对中国聚丁烯(PB)树脂的垄断已经被打破,今后国内聚丁烯(PB)管道生产和销售市场必定面临从新洗牌。
PB管道具有以下特点:
1、重量轻,柔软性好,施工方便:
PB管道重量为镀锌钢管的1/5左右,易于搬运,柔韧,最小弯曲半径为6D(D:
管外径),采用热熔连接,也可以采用机械式连接,施工方便;
2、耐久性能好,无毒无害:
由于其分子量很高,分子结构稳定,在没有紫外线照射的情况下,使用寿命不低于50年,且无毒无害;
3、抗冻耐热性好:
在-20℃的情况下,还能够保持有较好的低温抗冲击性能,解冻后,管材能恢复原样;在82℃的情况下,各方面的性能仍保持得较好;
4、管壁光滑,不结垢:
同镀锌管比较,可增加水流量30%;
5、连接方式先进:
连接方式为一体化热熔连接,因此在埋设时,可避免因温度变化和水锤现象引起管的移动及连接处的渗漏;PB管件是注塑生产的,国内开始时只能够生产全塑管件,近几年,由于技术不断进步,国内已经能够生产带金属嵌件的管件,实现了PB管件的系列化,大大推进了PB管道系统的应用。
6、易于维修:
PB管埋设时,不与混凝土粘接。
出现损坏时,可通过更换管道进行快速维修。
不过塑料管道埋设最好还是采用套管(即管中管)方式,首先在PB管外套上PVC单壁波纹管,然后再进行埋设,这样日后的维修才能够有保障。
。
三、聚丁烯(PB)管道的性能和应用
1、BASELL4235PB树脂特性
物理性能
ASTM
单位
数值
备注
熔融指数
D1238
g/10min
0.4
密度
D1505
g/cm3
0.937
介电常数
D150-65T
2.50
熔点
DTA
℃
124-126
软化点
D1525
℃
113
热膨胀系数
D696
mm/m.℃
0.13
导热系数
C177
w(m.℃)
0.22
熔解热
DSC
KJ/kg
100
屈服点
D638
Mpa
17.6
抗拉强度
D638
Mpa
33.4
断裂延伸率
D638
%
280
弹性模量
D638
Mpa
265
脆化温度
D746
℃
-21
2、三井PB树脂特性
项目
管材
普通掺混
薄膜
M801N
M4121
M0200
M1600SAA
熔体指数,g/10min
0.03
0.4
1.8
1.0
密 度,g/cm3
0.915
0.925
0.915
0.910
颜 色
本色
黑
本色
本色
屈服拉伸强度,MPa(kgf/cm2)
18.13
(135)
16.66(170)
13.72(140)
13.72
(140)
断裂拉伸强度,MPa(kgf/cm2)
41.16
(420)
33.32(340)
31.36(320)
38.22
(390)
断裂伸长率,%
280
280
350
200
拉升弹性模量,MPa(kgf/cm2)
392
(4000)
264.6(2700)
245(2500)
落镖冲击强度,F50,g
薄膜厚25um 200
Izod冲击强度
不断裂
不断裂
50um 380
肖氏硬度
D61
D60
D55
100um 500
耐应力开裂
不断裂
不断裂
不断裂
撕裂强度
熔点,℃
129
125
125
431kN/m(440kgf/cm)
催化温度,℃
-20
-18
透气性,
维卡软化点,℃
121
113
ml.mm/m2.d.MPa
热膨胀系数,1/℃
1.4×10-4
1.3×10-4
(ml.mm/m2.d.atm)
氧气1480 (150)
氮气394 (40)
二氧化碳3158 (320)
水蒸气39.48g.mm/m2.d.MPa
(4g.mm/m2.d.atm)
体积电阻,Ω.cm
>1017
1017
1017
1017
3、聚丁烯(PB)管道的主要应用领域
1)生活用水的冷热水管,直饮水工程用管,保证水质无二次污染;
2)采暖用管材,可用于连接暖气片等高温辐射采暖系统,亦适用于地板、墙壁辐射采暖等低温采暖系统及空调用管道系统;
3)太阳能住宅温水管,用于太阳能住宅的温水和取暖配管;
4)融雪用管,适用于公路、停车场下面作为除冰雪用加热配管;
5)工业用管,因材料耐化学腐蚀性强,无毒无味,可用作化学工程、食品加工、工业用水等领域。
4、阻氧型聚丁烯(PB)管道
在暖通空调领域,PB管道具备其它塑料所无法比拟的优越特性。
但聚丁烯管道的透氧率稍高,热水管路中如果含有较多的氧,容易对系统中的金属管件等装置产生腐蚀,对于联接金属暖气片的高温采暖系统就更为不利。
另外,虽然管道内壁光滑,不结垢;但实践证明:
在使用3~5年后,管材的内壁会附着一层很薄的生物粘泥,在这层粘泥完全覆盖管内壁后,管壁会很快缩径,水流阻力加大,水流量锐减;天长日久,还会堵塞管道。
管道的清洗很困难,只能用机械法清洗,其他方法如化学法等很难见效。
这是因为水中富含的氧导致了微生物繁殖,而管道的透氧率高意味着管道会呼吸,促使微生物大量繁殖。
死去的微生物大量堆积就形成了生物粘泥。
因此,必须采用阻氧技术,抑制微生物的繁殖,从而有效保证管道的使用安全。
目前市市场上有两种阻氧型PB管道,均采用很薄(只有10丝左右)的乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)树脂层做阻氧层。
一种是三层结构阻氧PB管,即在PB管道外均匀涂覆一层热熔胶和EVOH树脂层,从外向内的结构是:
阻氧层/热熔胶/PB树脂,20*2.0管材壁厚设计尺寸是:
0.10/0.05/2.0㎜。
由于EVOH树脂较易吸潮且吸潮后的EVOH树脂阻氧能力会大大降低,加之施工时对表面易有划伤,因此阻氧作用会降低;因此三层结构阻氧PB管不是完整意义上的阻氧管。
另一种是五层共挤阻氧PB管,其中,内层PB较厚,起承压作用,外层PB较薄,起保护和熔接作用,结构是:
PB树脂/热熔胶/阻氧层/热熔胶/PB树脂,20*2.0管材壁厚设计尺寸是0.60/0.05/.010/0.05/1.40;不难看出,这
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 丁烯 PB 管道 生产 应用
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)