pvc、pe管材国内市场调研(编辑修改稿)

pvc、pe管材国内市场调研(编辑修改稿)内容摘要：

直径为 1600mm 的高耐压管。 此外， Borealis、 Solvay 和 Fina 等公司正在开发第四代管材树脂 PE125，这是通过 PE交联实现的，共可使 PE管在壁很薄的情况下耐更高的压力。 但目前交联 PE管材的成本比传统的 PE管成本高约 5 倍，只有当生产技术进一步改进时，其成本才有可能降低。 另外，Hoechst 公司使用高活性的第三代钛基齐格勒催化剂，开发出高分子量 HDPE管材专用树脂牌号，其 MI 范围为 － ，密度范围为 － ／ cm3。 芬兰 Neste公司开发的 NCPE2421 牌号产品，密度范围为 － 0. 945g/cm3， MI 范围在 － ／10min，由于有较好的耐应力开 裂性能（ ESCR），并具有较好的韧性，目前已经在煤气管道系统中得到广泛应用 1999 年 2 月， Solvay、 Borealis 和 Elenac 成立了 PE100+联盟。 该联盟的目的是在生产和使用 PE100 树脂时，保证最高水平的性能和安全性。 该联盟在开发树脂时，参考欧洲标准，同是在蠕变断裂强度，耐应力开发裂性和耐快速裂纹增长性方面高于 PE100 树脂欧洲标准。 这种更高性能的树脂称为 PE100+树脂。 1． 2. 4 国内 PE（聚乙烯）管道专用材料的开发近况 上海石化股份有限公司从 Borealis引进的 350kt/a双峰全 密度聚乙烯装置将于今年建成。 该装置可以生产世界一流的薄膜、中空点容、电线电缆专用料，其中高附加值的 PE100 管材料将填补国内空白，为燃气管道和耐压管道提供优质专用料，同时将改变我国民用耐压管材的原料结构。 另外，扬子石化引进当今世界先进的 UCC气相法工艺和冷凝技术，生产高强度薄膜，电线电缆料基础树脂。 中空容器及管材专用料，该装置计划今年建成。 这两套装置建成投产后，国内 PE管材专用料短缺状况将有所缓解。 2． PVC、 PE 管材的一般生产工艺 2． 1 PVC 管材生产技术现状 PVC、 PE 管材国内市场调研 第 12 页 共 26页 7/27/2020 随着 PVC 管材的广泛应用， 起产品的升级换代正在加速推进，管材设计、开发、生产、应用朝“高技术、高性能、低消耗、低成本”的方向发展，各种新型 PVC 管材相继问世。 这里主要介绍最主要的 PVCU（硬聚氯乙烯）管的生产技术，同时简要介绍了 PVC 芯层发泡管的生产技术。 2． 1． 1 PVCU（硬聚氯乙烯）管的生产技术 PVCU 给水管生产技术关键是解决 PVCU 管的耐压强度及卫生性能，换言之，就是要采用氯乙烯单体 (VCM)残留量低的卫生级 PVC 树脂粉，同时需采用无毒或低毒（低铅含量）热稳定体系，并保证 PVCU 管的强度、卫生性能等 一系列指标符合 GB／ T100021996《给水用硬聚氯乙烯管材及管件》的要求。 过去国产的 PVC 树脂绝大部分 VCM 含量较高，有的高达 100~1000ppm，由于 VCM 被确认为致癌物质，发达国家在 60年代就已限制 VCM含量过高的 PVC 树脂出厂，我国也逐步认同了这一作法，这从我国 PVC树脂的几个新旧标准的交替变化中可以看出。 在《 PVC 树脂》 HGB216062 版本及 HG277574 版本中，没有提及对 VCM 残留量的要求，在 1981 年 1 月 1 日实施的《食品用塑料制品及原材料卫生管理办法》中甚至规定： PVC 树脂不得用 于制作接触食品的食具、容器、生产管道、运输带及包装材料；在 GB576186《悬浮法 PVC 树脂》中，对各型号一级品 (分 A、 B 两档 )要求VCM 残留旦应不大于 10ppm；到 GB5761— 93，则要求各型号优等品、一等品 VCM 残留量应分别不大于 8ppm、 10ppm。 此外，还颁布了 GB480384《食品包装用 PVC 树脂卫生标准》、GB461584《 PVC 树脂中残留 VCM 含量测定方法》、 GB5009 67— 85《食品包装用 PVC成型品卫生标准的分析方法》等标准。 至此国产 PVC 树脂中 VCM 含量控制有了技术规范。 食品 包装用卫生级 PVC 树脂中 VCM 残留量校规定为应不大于 5ppm，这就使 PVC 树脂的安全、卫生性能有了充分保障。 目前，在 PVCU 给水管生产中实际使用的无毒或低毒（低铅含量）热稳定体系主要有：（ 1）铅盐和 Ca／ Zn 液体复合稳定剂并用的协同稳定体系；（ 2）以稀土稳定剂为主体辅以铅盐的复合稳定体系；（ 3）有机锡或有机锑与硬脂酸钙并用的协同稳定体系。 由于铅类稳定剂效能高、成本低，加之铅类稳定剂可抽出性极小，在保证水质卫生标准的前提下，国内多数厂家采取配合使用铅类稳定剂的体系，只是严格控制其用量而已。 值得一提的是，采用 双螺杆挤出机可减少热稳定剂（包括含铅稳定剂）等助剂的用量。 但今后总的发展趋势是铅类稳定剂将逐渐被取代， PVCU 给水管的卫生性能将会更高。 2． 1． 1 . 1 原材料选择 PVC树脂 国内齐鲁石化公司、天津化工厂、辽宁锦西化工厂等单位生产的卫生级 PVC 树脂，完全适合加工工艺和性能能的要求。 PVC、 PE 管材国内市场调研 第 13 页 共 26页 7/27/2020 热稳定剂 生产饮水 PVCU 管材，热稳定剂的选择是件分关键的，既要适合卫生件能的要求，又要适合加工工艺的要求。 抗冲改性剂 PVC 是脆性树脂，应加入少量 CPE 作为抗冲击改性剂。 CPE 是由聚乙稀氯化而成，用于管材生 产的 CPE 氯含量为 36％左右，是个不含双键的橡胶弹性体。 润滑剂 适用于 PYCU 结水管材的内外润滑剂品种很多，选用硬脂酸、硬脂酸钙、聚乙稀蜡、石蜡等组成润滑体系较好，这一润滑体系均为无毒添加剂，且价格低廉易得。 内外润滑剂的选用，除要考虑适当的配比，以求得外润滑的平衡外，还要考虑润滑剂的加入量。 在计算润滑剂的用量时应考虑以下几个方面： （ 1）当加入境料多时，润滑剂应适当增加。 （ 2）当加工温度高时，聚合物易与加工设备粘合，润滑剂应适当增加。 （ 3）当使用较大的加工设备时‘聚合物粘接的表面会增大，润滑剂应适 当增加。 （ 4）薄壁管与同规格的厚壁管相比，润滑剂应适当增加。 （ 5）过量的润滑剂会降低物料塑化程度、降低塑料管的力学性能 c （ 6）配方中内外润滑应平衡，避免造成加工因难。 填料 选择适用的填料可有效地降低成本，并可提高制品的耐磨性和刚性，用双螺杆挤出机生产无毒 PVCU 给水管材，境科的加入要适当否则会磨损螺杆，还会使用制品发脆。 选用超细的用偶联剂处理过的轻质碳酸钙作填料，效果较好。 2． 1． 1. 2 工艺流程和生产配方 工艺流程 PVCU 无毒给水管材挤出成型的工艺流程如下：硬 PVC树脂添加剂一高速热混合一低速冷混合一双螺杆挤出一真空定径一履带牵引一定长切割一管端扩口一险验入库。 生产配方 PVCU 给水管材的生产配方要根据不同的设备和管径及壁厚的不同进行适当的变化。 典型的给水用 PVCU管材的配方： PVCXS 5 型 100，无毒复合稳定剂 ~，ACR 3~5， CPE 4~6，硬脂酸 ~，石蜡 ~1，硬脂酸钙 ~， MBS 2~3，偶联剂处理 CaCO33~5。 成型物料的制备 根据配方精确称量各种原料， 按投料顺序（ PVC 树脂、稳定剂、 CPE、ACR、 MBS、 CaCO3 等）投入高速搅拌机中，通过机械搅拌和热作用使物料混合均匀。 要选择经实践证明的确系设计合理、制作精良的热、冷混合机组。 混合机组的好坏直接关系到物料混合的质量和产量，混合机的质量应包括：桨叶转速、桨叶和折流板的形状，桨叶旋转半径，桨叶与锅底间隙，锅底平整度，桨叶、锅壁表面光洁度、耐磨性，桨叶转轴与锅底密封牢固性．温度监测和电力控制等。 出料温度控制在 120℃左右，排料至冷混机中，至 35℃PVC、 PE 管材国内市场调研 第 14 页 共 26页 7/27/2020 ~40℃时即可按料生产管材。 捏合质量直接关系到产品质量的好坏， 生产中必须严格捏合工艺控制。 2． 1． 1 . 3 主要工艺抑制参数 真空定径和喷琳冷却 ：刚从机头挤出的管材，由于失去压力和口模控制，出现管径膨胀，必须立即对管材进行定径与冷却。 一旦管材进入冷却槽的真空定径套中，一定的真空 度便将管村吸附于定径套内壁，与此同时，安装在定径套周围，冷却槽上下左右的冷却水喷头，一齐以细滴状的冷却水向管材喷淋，使管材迅速冷却硬化，外径尺寸得到固定。 实 践证明，保持真空度的相对稳定，是这一工序在工艺控制上的关键，真空度忽大忽小的被动，往往会使管材成为椭圆形和产生竹节化。 冷却水温 15℃， 要求管材离开定型套后温度低于40℃。 履带式牵引 ：与一般轧轮式牵引相比，履带式牵引具有牵引力强和调运范围广的特点。 由于履带横向宽阔，与管材接触面积较大，能有效避免轧轮牵引容易发生的打滑现象。 在生产中牵引速度的不稳定，是造成管材厚薄不均的直接因素。 牵引过慢，会造成机头积料；牵引过快，管壁变薄，管材的纵向回缩率也会加大。 通常设定的牵引速度约比挤出线速度快 5%~10%，以便两者速度相配合。 牵引速度为 —。 定长切割 ：根据用户的要求切成一定的反度，要尽量保持长度整齐。 扩口 ： PVCU 无毒给水 管材的联接方法有承插式粘接法和橡胶圈密封承插式两种。 两种方式均需用自动扩口机扩口。 2． 1． 2 PVCU 芯层发泡管生产技术 PVCU 夹芯发泡排水管是采用复合挤出的成型方法。 在 PVC 的混料过程中和其它 PVC制品的生产几乎无多大的差别，只是在干混 PVC 料时，必须分为两类材料混合：即内外层和芯层。 芯层料捏合由于加入 AC 发泡剂，必须严格按投料顺序、规定调度进行，保证物料混合均匀除去水分和挥发分。 一般投料顺序为：树脂粉、稳定剂、改性剂、成核剂、润滑剂、AC 发泡剂、颜色，热混出料温度控制在 l00℃左右，冷混料温度控制在 40℃以下，由于金属离子的活化作用，可使 AC 的分解温度降低，若混合温度过高，有可能使部分 AC 提前发泡分解，温度过低，物料水分、挥发分不能完全排除或混合不均匀，影响制品的内在质量。 在挤出成型时，由两台挤出机互相垂直安装，用一复合模头经两台挤出机分别挤出，通过复合模头进行物料的再分配而成型制品。 其真空定型、冷却、牵引、切割等工艺与生产 PVC硬质管材完全相同。 具体工艺如下： 内外层 A料 — 高速混合 — 冷却 — 挤出机 A PVC、 PE 管材国内市场调研 第 15 页 共 26页 7/27/2020 — 复合模头 — 真空定型 — 芯层 B 料 — 高速混合 — 冷却 挤出机 B — 冷却成型 — 牵引 — 印刷 — 切割 — 检测品质 值得注意的几个问题 （ 1） A科相 B 料在混料时不得发生交叉。 （ 2）挤出机 A相挤出饥 B 的挤出速率必须均衡，这是分别决定内外层和芯层壁的 关键因素。 （ 3）复合挤出机头到真空定型模的距离必须掌握好。 距离过长会导致发泡过度，产品的内外表面不光洁，距离过短，则会导致发泡不充分及不均匀，整个产品的比重超标，未能达到预期效果。 一般来说，真空定型 到挤出模头的距离为 100 一 200mM、左有为宜．以 150mm左右为最佳。 （ 4）复合模头的质量要好。 必须保证模具的光洁度及设计模具的良好流变性，使内外层和芯层的物料分配均衡。 模具质量的好坏决定产品质量的好坏。 、 （ 5）在冷却定型时．水温最好在 20℃以下。 水温过高内外层冷却不充分，导致管材受到牵引变形，影响产品质量。 2． 2 PE管材生产技术现状 目前最先近的 PE 管材是利用交联聚乙烯法生产的 XLPE 管，聚乙烯的交联，是使 PE 的线型大分子机构转变为空间网状结构，从而显著改善性能。 有资料表明，交联的 LDPE与未交联的 LDPE相比，维卡软化点（ Vicat softening）由 87℃提高到 94℃，在 120℃下热老化 168 小时后拉伸强度保持率为 98％，伸长率保持在 81％，而未交联的 LDPE 在此条件下已经熔化，无从检测了；交联的 LDPE在活性环境中 1000 小时只有 20％的试样发生破裂，而未交联的普通 LDPE试样仅 4小时就全部破裂；介电强度由 39kV／ mm提高到 41kV／ mm；氧指数由 ％提高到 28％ (凝胶含量为 61％ )；管材爆破压力明显提高，室温下高于 4MPa，95℃下达 2MPa；蠕变／破裂试验表明。 在 80℃和 2MPa应力下， HDPE管的使用寿命仅 30小时；而交联 HDPE 管材可以在 75~110℃范围内使用，在 95℃及 2MPa应力下使用寿命可达 50 年，热强度达到 225℃无滴落。 故交联的 PE，其耐热性能及热强度、耐热老化性、耐环境应力开裂性、抗撕裂性及抗缺口开裂性、抗蠕变性、电绝缘性、阻燃性等都得到了较大的提高。 目前，工业上应用的聚乙烯交联工艺主要有三种：辐射交联、过氧化物交联、硅烷交联。 PVC、 PE 管材国内市场调研 第 16 页 共 26页。