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淺談塑料管材質(zhì)量對地暖安裝產(chǎn)業(yè)的影響
當(dāng)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(xué)、湖南(HONAM)石油化學(xué)、三星綜合化學(xué)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(xué)的XL1800及湖南石油化學(xué)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(xué)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(xué)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(dāng)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(xué)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(xué)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(dāng)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(dāng)?shù)恼{(diào)整,在國家化學(xué)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(dāng)?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。
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