浅谈PP-RCT原料在建筑管道中的应用论文_高莉1,毛星剑2,张伟娇3,陆国强4,谢青娜5,叶

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摘要:PP-RCT是PP-R的升级材料。本文重点阐述PP-RCT原料国内外发展概况、管道性能特点及应用领域。

关键词:PP-RCT;管道特性;应用领域

PP-R原料自上世纪90年代引入我国以来,由于其密度小、耐温、强度高、耐腐蚀性好、无毒、安装施工方便等优点已成为建筑冷热水管道的主要原料。但在一些高温、高压特殊领域,PP-R管道应用大大受到了限制,因此新一代PP-RCT管道应运而生。

1 PP-RCT原料国内外发展概况

PP-RCT原料在德国工业标准中定义为一种结晶完善、提高耐温性能的无规共聚聚丙烯,即第四代聚丙烯。PP-RCT作为PP-R系列升级材料,除具有PP-R材料的共同特性外,在耐热、耐压方面均得到提高。

目前在国外符合PP-RCT标准要求的原料只有两家即北欧化工(Borealis)及利安德巴塞尔(Lyondellbasell)[2]。北欧化工于2006年在欧洲市场推广的Beta-PPR树脂,是全球市场首款符合德国工业标准关于PP-RCT管材定义的产品,其机理是采用β成核剂使传统PP-R中主要的α型结晶转为β型结晶,从而达到提高PP-R冲击强度、刚性和热变形温度的目的。利安德巴塞尔公司也于2012年推出了Hostalen PP“XN”系列的α晶型PP-R产品,采用Spherizone技术合成己烯改性的PP-R三元共聚物达到PP-112和PP-125定级,符合关于PP-RCT标准的规定。

目前国内各大石化厂也投入精力进行相关研发[1],如燕山石化、大庆炼化、新疆独山子等,目前处于材料研发阶段,未完全定型。

2 PP-RCT管道性能及特点

PP-RCT管材自2006年面世到现在,除在欧洲市场得到稳步推广应用之外,更是在南美等新兴市场得以快速发展,大有取代普通PP-R管材之势。相比PP-R管材,PP-RCT在耐温、耐压及使用寿命方面有明显优势。

2.1 耐温性能提高明显

PP-RCT可在温度为90℃、压强为1.0MPa的条件下使用50年,比现有PP-R的工作温度高出20℃,因此高性能PPR管道(H-PPR)在散热片采暖、集中供热、温泉输送等领域有明显优势。

2.2 耐压性能提高

压力是承压管道的重要性能指标,可以看出,PP-RCT在不同温度下的工作压力提高明显,尤其在70℃~95℃区间提升比例大于50%。

表1.PP-R与PP-RCT在不同温度下的压力

2.3 使用寿命延长

ISO9080定级曲线中,PP-RCT与普通的PP-R相比,在同一温度条件下,具有更高的环应力数的衰减曲线。最大的亮点在于70℃的衰减曲线外推至50年无拐点;

2.4 降低产品壁厚

相比PP-R管道,PP-RCT管道在同样压力下可减低1-2S级别。但在冷热水管小口径领域,目前即使使用PP-RCT管道,客户还是按照原有的等级进行管道的选择。只有在一些特定大口径管道使用中,PP-RCT优势明显,壁厚可降低15-28%,从而提高产品的通流量。

表2.PP-R与PP-RCT在不同温度下的压力

2.5 管道耐低温冲击能力

国内外大部分的文献及研究方向都是为通过β晶型提高管道的耐低温冲击,但通过使用北欧化工及巴塞尔的原料进行试验,发现即使通过管道挤出工艺优化,也无法改善PP-RCT材料的低温脆性问题。因此,限制了该材料在一些区域的推广。

3 PP-RCT管道的应用领域

PP-TCT与PP-R连接方式一致,可进行热熔承插连接、电熔连接、热熔对接等。国外PP-RCT管道的应用领域主要有以下两大类[3]:

(1)第一类以PP-RCT单壁管的形式,应用于家装给水系统,取代原有的PP-R管道。

(2)第二类以玻纤管为代表的大口径PP-RCT管道,应用于采暖、空调、工业领域。

4 国外PP-RCT管道发展概况

北欧化工PP-RCT原料开发成功于2006年,在2014年之前只有欧洲少部分厂家使用该原料。在2016-2017年左右,PP-RCT管道市场逐渐崛起,目前国外多数厂家已推出PP-RCT管材。目前欧标、国标中有明确关于PP-RCT指标的要求,美标也发布公告将进行修订,新增PP-RCT指标。由此可见,国外市场无论是管道开发商、原料供应商以及标准的完善情况,都足以证明PP-RCT的市场在逐渐起步。

除上述两家管道生产商外,国外的知名管道生产商BR、WAVIN、WF、POLOPLAST、TORO、GF、AQUATECHNIK、BQ、HEISSKRAFT、ABN、COES、API、Polifusion SA等均生产PP-RCT系列管道。

5 小结

PP-RCT管道作为PP-R的升级产品,在耐温、耐压及使用寿命方面大大提升。国外的PP-RCT管道市场已经崛起,大部分国外管道厂商陆续都推出了PP-RCT产品。而国内,受原料进口的限制,大部分管道制造商还处于高度关注状态,一旦PP-RCT原料实现国产化,PP-RCT管道将在国内迅速发展。

参考文献

[1] 王荣和.β型PPR管材专用料的开发前景分析.石油化工技术经济[J],2007(06):23-3.

[2] 臧秀云.β-PP管材专用料的研究进展.塑料科技[J],2013(10):112-113.

[3] 方东宇.PPR和BETA-PP-PP-RCT材料在冷热水运输中的应用.国家标准宣贯暨技术研讨会技术资料汇编[J] 2018(3).

论文作者:高莉1,毛星剑2,张伟娇3,陆国强4,谢青娜5,叶

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第24期

论文发表时间:2018/12/3

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