硬質(zhì)PE-RT管材生產(chǎn)工藝創(chuàng)新研究

摘 要：隨著我國城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，地板輻射式采暖差代替?zhèn)鹘y(tǒng)集中式采暖，耐熱聚乙烯為底板輻射式采暖管道主要材料，得到廣泛應(yīng)用。PE-RT是力學(xué)性能穩(wěn)定的中密度聚乙烯，其特有乙烯主鏈，使之具有乙烯優(yōu)異韌性，耐低溫，杰出的長期耐水壓性能。是目前唯一不需交聯(lián)可在高溫下呈現(xiàn)優(yōu)異長期靜液壓性能的塑料管材。簡單介紹PE-RT材料，分析PE-RT性能特點(diǎn)，圍繞硬質(zhì)耐熱聚乙烯管加工工藝進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：硬質(zhì)PE-RT管材;生產(chǎn)工藝;管材性能

耐熱聚乙烯為塑料管材，相比鋼管等傳統(tǒng)金屬管材具有良好穩(wěn)定性及連續(xù)可靠性。具有節(jié)能，安裝簡單等特點(diǎn)，可滿足地板采暖系統(tǒng)內(nèi)部管道要求。工作溫度為70℃，PE-RT管可使用50年以上，原料獲得國際專門認(rèn)證機(jī)構(gòu)地暖材料認(rèn)證，PE-RT具有優(yōu)異的耐低溫性能，在彎曲管道時無需預(yù)熱，散熱性能好，在采暖應(yīng)用中可提高熱傳導(dǎo)效率，目前耐熱聚乙烯管材主要應(yīng)用于底板采暖，埋地式地面輻射采暖具有室內(nèi)溫度均勻，等特點(diǎn)，地暖采暖為隱蔽工程，塑料類管材相比傳統(tǒng)金屬管材具有耐腐蝕，連接可靠，安裝簡單等優(yōu)點(diǎn)，未來耐熱聚乙烯管在城市采暖工程廣泛應(yīng)用成為必然，對PE-RT管材性能與加工工藝研究具有重要意義。

1.耐熱聚乙烯管材簡述

耐熱聚乙烯為可用于熱水管非交聯(lián)聚乙烯，采用特殊分子設(shè)計的乙烯與辛烯共聚物，耐熱聚乙烯是新型耐高溫非交聯(lián)聚乙烯管材，具有易加工，可焊接，熱傳導(dǎo)性能優(yōu)良等特點(diǎn)。目前耐熱聚乙烯樹脂主要有韓國公司SK化學(xué)公司生產(chǎn)，Dow化學(xué)公司采用耐熱聚乙烯樹脂有Dowlex2344E，DowlexBG2340，韓國SK化學(xué)公司采用YuclairDX800耐熱聚乙烯樹脂通過國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定蠕變曲線測試，滿足熱水管使用要求長期靜液壓性能。

耐熱聚乙烯為可控支鏈分布結(jié)構(gòu)，通常用于制作地?zé)峁懿模蜔峋垡蚁┎牧现ф溁潭雀撸啾染垡蚁┎牧铣Ｒ?guī)結(jié)構(gòu)，立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料具有更好力學(xué)性能，耐熱聚乙烯材料具有良好熱穩(wěn)定性。PE-RT管材具有柔韌性，散熱性，可回收性，熔體強(qiáng)度高等特點(diǎn)【1】。耐熱聚乙烯管材通常具有很高柔韌度，可輕易進(jìn)行彎曲，彎曲狀態(tài)下外部應(yīng)力可分散到管材各部位。耐熱聚乙烯管材在地?zé)岵膳到y(tǒng)建設(shè)中鋪設(shè)簡單，只需按管道線路長度要求準(zhǔn)備耐熱聚乙烯管材即可，無需考慮管道銜接等問題。由于耐熱聚乙烯管材可長期保持彎曲不會損壞，鋪設(shè)時對管材用量減小，有利于施工成本控制。

耐熱聚乙烯管材常用于輸送熱水，常規(guī)管材長期接觸熱水通常出現(xiàn)熱老化現(xiàn)象，表現(xiàn)為斷裂標(biāo)稱應(yīng)變降低，耐熱聚乙烯管材處于100℃高溫環(huán)境斷裂標(biāo)稱應(yīng)變可保持較高水平，是耐熱聚乙烯管材長期熱穩(wěn)定性的表現(xiàn)。PE-RT管材可作為熱水長期運(yùn)輸管道，可將管道內(nèi)部熱量傳遞到外部空間，是耐熱聚乙烯管道用于地暖系統(tǒng)的重要原因。管材散熱性能由材料導(dǎo)熱系數(shù)決定，PE-RT管材導(dǎo)熱系數(shù)為0.4wt/m·k，耐熱聚乙烯管材熱水散熱速度快于其他同類管材，應(yīng)用于地面采暖系統(tǒng)中大大提升室內(nèi)采暖效果。

2.硬質(zhì)PE-RT管材生產(chǎn)工藝

硬質(zhì)PE-RT管材具有加工性能穩(wěn)定性，優(yōu)異的長期靜液壓性能等特性，生產(chǎn)設(shè)備要求螺桿為固液相分離型單螺桿，模頭結(jié)構(gòu)簡單，采用水簾式真空定徑系統(tǒng)，采用皮帶式牽引裝置。PE-RT原料分子量分布狹窄，高出分解溫度下出現(xiàn)氧化降解，必須使其在加工中充分塑化，固液相分離型螺桿可提高塑化能力，要求螺桿硬度大，表面鍍鉻處理。可選擇有雙合金鍍層料筒結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)dn32以下管材選用60×33單螺桿擠出機(jī)。

由于PE-RT生產(chǎn)速度快，擠出機(jī)工料必須穩(wěn)定，否則易堵塞定徑套中斷生產(chǎn)。要求下料段采用強(qiáng)制進(jìn)料系統(tǒng)，在下料段開設(shè)縱向溝槽，特點(diǎn)是進(jìn)料穩(wěn)定，下料段溫度控制為80-100℃，擠出機(jī)工作穩(wěn)定。為滿足原料快速塑化，建議將料筒溫度控制在190-205℃，根據(jù)加熱段數(shù)由低到高增加溫度。由于擠出機(jī)為60機(jī)，溫度控制在200-205℃。螺旋機(jī)頭設(shè)置四段加熱，口模處溫度需單獨(dú)設(shè)置，加工中口模溫度對管材成型有很大影響，機(jī)頭溫度控制在210-215℃，口模溫度根據(jù)成型情況在190-215℃調(diào)整【2】。管材外觀光亮，口模處劃痕較多可調(diào)低口模溫度，管材外出現(xiàn)麻點(diǎn)調(diào)高口模溫度。

PE-RT管材在一定溫度下通過擠出設(shè)備將原料進(jìn)行塑化的連續(xù)管材，經(jīng)定徑套冷卻定型形成固定尺寸管材，為防止管材粘附定徑套需灑水冷卻。采用外徑真空定徑，冷卻方式為逐步水冷，定徑箱均勻分布噴嘴使水流分散成霧狀，冷卻后管材通過鋸切處理成所需長度。PE-RT材料分子量分布狹窄，彈性恢復(fù)較快，熔壓過高，離模膨脹度高，造成管材外觀不佳，過低熔體壓力不利于管材融合線消除，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，溶體壓力控制在20-35MPa。PE-RT管材真空度控制在-0.04～0.08，隨加工管材公稱外徑變化調(diào)整。

結(jié)語

PE-RT管材相比其他聚乙烯管材具有長期熱穩(wěn)定性，柔韌性等方面管材性能優(yōu)勢。耐熱聚乙烯管材優(yōu)異性能得到有關(guān)行業(yè)管理機(jī)構(gòu)的肯定，具備大規(guī)模應(yīng)用條件，預(yù)計PE-RT用量快速增長，在采暖管材領(lǐng)域獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。在生產(chǎn)中掌握好溫度控制，熱熔焊接等加工工藝要點(diǎn)，使新型管材得到廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃彥.耐熱聚乙烯（PE-RT）管材性能與加工工藝的探索[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2020（01）：74-75.

[2]雷鋼強(qiáng).PE-RT管材擠出口模積料解決方案的探究[J].塑料科技，2020，48（01）：86-89.

作者簡介：

李志敏，男，1978年8月，漢族，湖北武漢人。武漢化工學(xué)院，本科畢業(yè)。石家莊星泉管業(yè)有限公司，董事長。研究方向：管材管件設(shè)計加工。

（石家莊星泉管業(yè)有限公司 ? 河北 石家莊 ? 051134）