隨著建筑業的發展和居民對居住生活舒適度要求的提高,低溫熱水地暖的應用越來越普及。目前國內在地暖中經常選用的塑料管材主要有以下幾種。
PE-X: 交聯聚乙烯1
PP-B: 耐沖擊共聚聚丙烯(韓國曾經稱之為PP-C)
PP-R:無規共聚聚丙烯
PB:聚丁烯
PE-RT: 耐高溫聚乙烯
注1:交聯聚乙烯按生產方式分為過氧化物交聯(PE-Xa)、硅烷交聯(PE-Xb)、電子束交聯(PE-XC)和偶氮交聯(PE-Xd)四種。其中過氧化物交聯和硅烷交聯是國內常用的兩種交聯聚乙烯管材產品。
塑料管材原料的共性要求與其各自特點
2.1地暖管材的原料要求
按照國家和國際的產品標準要求,生產冷熱水用塑料管材和塑料管件的原料,必須是按照GB/T18252—2000 《塑料管道系統用外推法對熱塑性塑料管材長期靜液壓強度的測定》中規定進行試驗而通過合格判定的管道專用料。也就是說,每個原料生產廠家必須按地暖管材產品標準做出滿足預測強度參照曲線的蠕變破壞曲線,才能證明所銷售的原料是合格的。僅作110℃、8760小時的靜液壓狀態下熱穩定性一個點的試驗是不能證明管材原料是否合格的。到目前為止,國內市場銷售的熱水管原料具有符合標準的蠕變破壞曲線的廠商,地暖PP-R僅有國際上著名的北歐化工、巴塞爾、帝斯曼等幾個廠家;PE-RT只有美國的陶氏化學具有;PB也只有殼牌公司具備。到目前為止,其它地暖廠家的原料和PE-X、PP-B的品種均未見到符合產品標準的合格判定。如果不知原料產品是否合格,也就相當于水泥沒有確定標號一樣,使用強度不能確定。不管采用那個品種管材鋪設地暖,只有使用符合產品標準要求的原料,并且生產設備和工藝合理而生產出的合格管材,通過正確地設計、安裝和使用,才能可靠地保證地板輻射采暖用塑料管材使用壽命五十年。
2.2不同地暖管材品種各自的特點:
PE-X:國內生產一般采用中密度聚乙烯或高密度聚乙烯與硅烷交聯或過氧化物交聯的方法。就是在聚乙烯的線性長分子鏈之間進行化學鍵連接,形成立體網狀分子鏈結構。相對一般的聚乙烯而言,提高了拉伸強度、耐熱性、抗老化性、耐應力開裂性和尺寸穩定性等性能。整個生產過程屬于化學反應過程。該地暖品種具有交聯劑不易分散均勻,交聯度較難控制一致和需要定時清理螺桿以防止產生凝膠顆粒等難點,產品的質量控制難度較大,一般的小型生產企業難以做好。合格PE-X管材具有力學性能好、耐高溫和低溫性能好等優點。但是,PE-X管材沒有熱塑性能,不能用熱熔焊接的方法連接和修復。
PP-B:耐低溫性能好、彎曲模量高、連接性能優越和原料成本低。但在地暖系統0.6MPa的設計壓力下需要選用S3.2系列的管材(PE-X、PP-R、PB和PE-RT等均需選S5),de20的管材壁厚為2.8mm,內徑相對于PE-X、PP-R、PB和PE-RT品種減小1.6mm。耐熱性能相對其它產品而言較差。原料廠家目前還沒有做出蠕變破壞曲線。
PP-R:耐高溫性能好、力學性能好和連接性能優越。歐洲有幾家地暖公司的原料具有合格的蠕變破壞曲線。但耐低溫沖擊性能較差。
PB: 耐蠕變性能和力學性能優越,幾種地暖管材中最柔軟,相同的設計壓力下設計計算壁厚最薄。在同樣的使用條件下,相同的壁厚系列的管材,該品種的使用安全性最高。但原料價格最高,是其它品種的一倍以上,當前在國內應用面積較少。
PE-RT: 該地暖原料是一種力學性能十分穩定的中密度聚乙烯,由乙烯和辛烯的單體經茂金屬催化共聚而成。它所特有的乙烯主鏈和辛烯短支鏈結構,使之同時具有乙烯優越的韌性、耐應力開裂性能、耐低溫沖擊、杰出的長期耐水壓性能和辛烯的耐熱蠕變性能。可以用熱熔連接方法連接,遭到意外損壞也可以用管件熱熔連接修復。地暖原料具有符合產品標準的蠕變破壞曲線,是聚乙烯中現階段唯一不需交聯就可用于熱水管的一個品種。但其加工范圍較窄,質量控制較難。