淺談塑料管材質(zhì)量對地暖安裝產(chǎn)業(yè)的影響

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當今世界的三大主題“節(jié)能”、“環(huán)保”、“質(zhì)量”，已經(jīng)得到了各國政府的高度重視，我國也圍繞這些主題出臺了各項政策，正在采取著各項措施，促進城鄉(xiāng)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。
新型塑料管道應(yīng)用到北方冬季采暖系統(tǒng)，這項劃時代的革命已被人們所接受，它的節(jié)能與環(huán)保是其具有生命力的根本基礎(chǔ)，所以在引進的短短十年間，特別是在近五年來，其迅猛發(fā)展之勢是方興未艾，其采用的管材品種也從PB、鋁塑復(fù)合管、PP-C（B）、PP-R，發(fā)展到現(xiàn)在普遍使用的PE-Xa、PE-Xb、PE-Xc、PE-RT、銅管，尤其是PE-Xa管材的應(yīng)用量更為突出，據(jù)不完全統(tǒng)計，預(yù)訂將達到70%的地暖安裝管材用量，為此，其管材質(zhì)量的優(yōu)劣將直接影響著整個地暖安裝產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展，業(yè)內(nèi)人士都在關(guān)注著這一問題，但是，又有幾家管材生產(chǎn)企業(yè)在用心地將質(zhì)量問題上升至道德之高度來對待呢，今天唐山道誠管業(yè)公司愿將PE-Xa管材的主要幾個質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)介紹給大家，希望能給這個產(chǎn)業(yè)及每個“地暖安裝人”有所幫助。
談PE-Xa管材的質(zhì)量控制
為了確保管材質(zhì)量，使管材的使用壽命真正達到50年以上，以更好的推動地暖安裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，做為管材的生產(chǎn)企業(yè)，應(yīng)嚴格控制好管材的質(zhì)量。
筆者憑六年來生產(chǎn)PE-X管材的經(jīng)驗認為PE-Xa管材生產(chǎn)質(zhì)量控制要點主要是如下幾項：
1.基料的選擇
性能優(yōu)秀、質(zhì)量穩(wěn)定的原料是生產(chǎn)高質(zhì)量PE-Xa管材的首要條件，目前我國生產(chǎn)PE-Xa管材的專用料全部依賴于從韓國進口，韓國生產(chǎn)這種專用料的廠商有LG化學、湖南（HONAM）石油化學、三星綜合化學及大韓油化等幾家大型石化企業(yè)。如果是大規(guī)模生產(chǎn)，筆者建議廠家選用LG化學的XL1800及湖南石油化學的8100GX這兩個牌號的高密度聚乙烯粉料做為PE-Xa管材的基料。LG化學最早將PE-Xa管材及PE-Xa管材專用料XL1800從韓國引入中國,為了PE-Xa管材及地暖安裝在中國的推廣付出了很大的心血，為我國地暖安裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻，LG化學的PE-Xa管材專用料的產(chǎn)銷量均居世界首位，產(chǎn)品質(zhì)量相當穩(wěn)定，供貨非常有保證，而且其售后服務(wù)體系非常完善，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。湖南石油化學是亞洲最早生產(chǎn)PE-Xa管材專用料的企業(yè)，產(chǎn)量也很大，生產(chǎn)出來的管材內(nèi)在質(zhì)量及外觀質(zhì)量都很優(yōu)秀，但由于湖南石化8100GX這種專用料的銷售是靠一家韓國的代理公司（韓國BCF商社）做的，售后服務(wù)上較LG化學稍顯遜色，而且市場推廣力度不大。上述兩個廠家的專用業(yè)料在筆者的工廠均有過大批量的應(yīng)用，全部通過了10000小時以上的熱穩(wěn)定性試驗。韓國其它幾個廠家因這種專用料的產(chǎn)量較小，在中國的推廣力度不大，經(jīng)常在國內(nèi)斷貨，所以不推薦大規(guī)模的廠家選用。
此外，筆者了解到南方一些小的作坊式廠家生產(chǎn)PE-Xa管材時，在專用基料中加入普通的低分子量的普通聚乙烯粉料以降低成本，這種做法是相當不可取的，生產(chǎn)出的管材性能將會大打折扣，最終會影響整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為了使地暖安裝產(chǎn)業(yè)在我國健康發(fā)展，筆者號召各廠家及用戶及一些職能部門監(jiān)督這種行為。
2.輔料的選擇與配方
PE-Xa管材的配方組份較少，而且全部是非污染型無毒助劑，PE-Xa管材生產(chǎn)選用如下幾種助劑：
（1）交聯(lián)劑
二叔丁基過氧化物DTBP 分子式C8H18O2
（2）主抗氧劑
推薦使用：抗氧劑1076(丙酸十八碳醇酯 ) 分子式C35H62O3
抗氧劑1076為酚類抗氧劑，是優(yōu)良的非污染型無毒抗氧劑。 與樹脂相容性好，抗氧性能高，耐洗滌，揮發(fā)性小， 廣泛用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、聚氯乙烯、聚酯等塑料制品，最大的特點是該抗氧劑的熔點比較低，比較適應(yīng)柱塞式擠出機這種不帶混煉功能的擠出工藝。有個別韓國的原料廠家提供的配方里主抗氧劑選用抗氧劑1010，但經(jīng)過筆者試驗，抗氧劑1010由于熔點太高，在Engel法工藝中應(yīng)用時不能充份熔融，不但起不到應(yīng)用的抗氧效果，而且還會在PE-Xa管壁內(nèi)形成小的抗氧劑結(jié)晶塊，使管材的耐壓性能受到影響，以筆者愚見，抗氧劑1010不適合Engel法的PE-Xa管。
（3）輔助抗氧劑
推薦使用抗氧劑DSTDP
抗氧劑DSTDP屬于輔助抗氧劑，與酚類抗氧劑（如抗氧劑1010、1076等）并用有協(xié)同作用，能夠大大提高酚類抗氧劑的抗氧效果
根據(jù)韓國湖南石化研究所提供的數(shù)據(jù)，單獨采用抗氧劑1076,而不采用輔助抗氧劑DSTDP生產(chǎn)的管材，其熱穩(wěn)定性試驗（110℃，環(huán)應(yīng)力2.5Mpa）的結(jié)果只能達到7000小時，而同樣規(guī)格同樣壁厚的管材，采用的是組合抗氧劑配方，其熱穩(wěn)定性試驗的結(jié)果全部能超過8760小時，筆者工廠生產(chǎn)的管材采用了組合抗氧劑配方，并根據(jù)韓國LG的配方進行了適當?shù)恼{(diào)整，在國家化學建材測試中心通過了11500小時的熱穩(wěn)定性試驗，在正常的工作條件下，其使用壽命可達65年。同時提醒各PE-Xa管的用戶，現(xiàn)在有各別小廠家為了降低成本及提高管材的外觀質(zhì)量，不使用上述兩種抗氧劑，這種管材的長期性能沒有任何保證，辯別的方法是：加了抗氧劑的管材外觀稍顯發(fā)黃，透明度會降低，未添加抗氧劑的管材顏色青白，透明度較高，所以說選擇PE-Xa管材時不要過分的看中管材的外觀青白、透明，這種管材很有可能是未添加抗氧劑的產(chǎn)品。
3.原料的混合工藝的控制
（1）由于PE-Xa管材生產(chǎn)使用的是專用的柱塞式擠出機，這種生產(chǎn)工藝對原料沒有混煉功能，而輔料中的交聯(lián)劑及抗氧劑在HDPE中分散的是否均勻直接影響到管材的性能，這一點是靠混料工藝來控制的，為了確保管材的質(zhì)量穩(wěn)定，在混料過程中應(yīng)做到如下幾點：
（2）混料時間：12—15分鐘
（3）混料機轉(zhuǎn)速：250—350rpm，如果條件允許，建議使用雙速混合機，在高速混合時加入輔料，混合3—5分鐘后改為低速混合。
（4）混料溫度：混合好的原料溫度應(yīng)在30—35℃之間，溫度太低，不利于交聯(lián)劑在HDPE粉料中的分散，造成管材交聯(lián)不均勻，溫度太高則會使交聯(lián)劑揮發(fā)，造成管材交聯(lián)度過低，管材的熱強度降低，最終縮短管材的使用壽命。為了保證合理的混料溫度，建議使用帶水冷裝置的混合機。
4.工藝溫度的控制
（1）工藝溫度的設(shè)定原則——在不影響管材的交聯(lián)度及外觀質(zhì)量的前提下，溫度設(shè)定的越低越好。
（2）模具前端的加料段（機體、轉(zhuǎn)接段）的溫度不能過高，最高不要超過180 ℃，否則將會出現(xiàn)預(yù)交聯(lián)現(xiàn)象，提早交聯(lián)的原料會覆著在轉(zhuǎn)接器內(nèi)壁及分流錐處，時間一長就會造成碳化脫落，與管材一起擠出，在管壁內(nèi)形成雜質(zhì)，極易在施工打壓及使用過程中發(fā)生泄漏，同時建議各PE-Xa管材生產(chǎn)企業(yè)定期清理擠出機的轉(zhuǎn)接器及分流錐。
（3）原料的配方是固定的，生產(chǎn)工藝溫度要依據(jù)管材的生產(chǎn)速度變化而進行適當?shù)恼{(diào)整，只有這樣才能保證管材的交聯(lián)度穩(wěn)定。
5.生產(chǎn)速度及交聯(lián)度的控制
（1）為了確保PE-Xa管材的長期性能，同時考慮生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)效率，建議生產(chǎn)速度應(yīng)控制在1.2—1.6米/分鐘。
（2）PE-Xa管材的交聯(lián)度并不是越高越好，之所以PE-Xa管材的交聯(lián)度要高于PE-Xb管材的交聯(lián)度，是因為要消除兩者因交聯(lián)結(jié)構(gòu)不同對性能影響的差異，但交聯(lián)度過高會影響管材的耐壓性能，憑個人經(jīng)驗，交聯(lián)度應(yīng)控制在80%—85%的范圍之內(nèi)。
（3）下面是道誠的一組試驗數(shù)據(jù)，謹供參考：
（4）為了確保PE-Xa管材的長期性能，同時考慮生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)效率，建議生產(chǎn)速度應(yīng)控制在1.2—1.6米/分鐘。
（5）PE-Xa管材的交聯(lián)度并不是越高越好，之所以PE-Xa管材的交聯(lián)度要高于PE-Xb管材的交聯(lián)度，是因為要消除兩者因交聯(lián)結(jié)構(gòu)不同對性能影響的差異，但交聯(lián)度過高會影響管材的耐壓性能，憑個人經(jīng)驗，交聯(lián)度應(yīng)控制在80%—85%的范圍之內(nèi)。
（6）下面是道誠的一組試驗數(shù)據(jù)，謹供參考：
交聯(lián)度
生產(chǎn)速度
常溫爆破壓力
試樣一
85%
1.4m/min
4.5Mpa
試樣二
85%
1.8m/min
4.0Mpa
試樣三
80%
1.5m/min
4.4Mpa
試樣四
95%
1.5m/min
3.8Mpa
6.管材的出廠檢驗
管材的出廠檢驗應(yīng)嚴格按照GB/T18992.2—2003標準要求的項目進行檢驗，對于各檢驗項目在此不一一贅述了，對于標準沒有提到關(guān)于壁厚偏差率的問題，我建議各生產(chǎn)企業(yè)可能參考行業(yè)標準CJ/T205—2000要求的，壁厚偏差率不大于14％，具體核算公式如下：
為了確保管材的出廠合格率，筆者的工廠對每一盤管材均進行氣密試試驗。