在建筑内冷热水塑料管道中,交联聚乙烯管是重要的一个品种,另二个重要品种一个就是目前产量最大的PP-R管材,另一个则是铝塑复合管。建筑内冷热水管道还有其他许多品种,比如:PE-RT,PB等等。交联聚乙烯管主要用于建筑内的热水管道,比如:生活热水管,采暖管,低温热水地面辐射采暖管等等。交联聚乙烯管在欧洲是建筑内冷热水管道中应用量最大的品种,要占到建筑内冷热水塑料管道市场的50%左右。由于近几年来我国低温地面辐射采暖发展比较快,因此交联聚乙烯管近年来发展也比较快,2006年产量达到了3万6千吨,其中过氧化物交联聚乙烯管(PE-Xa)要占到3万吨。预计2007年总量将达到4万吨,其中硅烷交联聚乙烯管将增加到1万吨。 我国的交联聚乙烯管生产主要分为硅烷交联聚乙烯管(PE-Xb)和过氧化物交联聚乙烯(PE-Xa)管,仅有少量辐射交联聚乙烯管(PE-XC)。
一 硅烷交联聚乙烯管材(PE-Xb)
在我国交联聚乙烯管生产首先发展起来的是硅烷交联聚乙烯技术,之中又有引进技术和国内技术之分。引进技术是90年代中后期引进的瑞士“NOKIA-MAILLEFER”的生产线和技术,国内目前一共有10条这样的生产线,总生产能力为0.7亿米/年.技术的主要特点是采用高压泵把按照工艺要求配比的硅烷和助剂直接注入挤出机机筒的规定位置,由挤出机螺杆完成塑化和分散以及接枝过程,并挤出成型。由于配方控制比较严格,并且至今这些企业基本还是使用进口的硅烷交联高密度聚乙烯专用牌号原料,因此产品质量比较稳定,一直是国内交联聚乙烯管的高端产品,管材的市场价格也比较高,接近搭接焊铝塑复合管的价位。近年“日丰”等又开发成功了带阻隔层的硅烷交联聚乙烯管材,是一步共挤出带EVOH阻隔层的交联聚乙烯管材,产品又上了一个档次。这种交联聚乙烯管有阻隔氧的功能,能够延长热水炉的寿命。
硅烷交联聚乙烯管的国内技术又有一步法和二步法之分,国内90年代出现的一步法技术的主要特点是使用混料机把按照配方要求比例的树脂,硅烷和助剂经过混合以后进入反应式挤出机挤出管材。由于硅烷和助剂在混合及输送过程中的损失很难计量,因此在配方设计上一般要多加一些,不仅造成成本加大,还容易造成产品质量波动;并且当时国内没有硅烷交联聚乙烯专用牌号原料,为了追求低成本,因此多数是采用其他级别的高密度聚乙烯(比如拉伸级的5000S)代用,往往还要加入一些线性低密度聚乙烯(LLDPE)来提高它的交联度。因此国内一步法技术产品质量不稳定,无法和进口技术生产的产品相比。但是这种一步法交联聚乙烯管生产线由于投资只及进口一步法生产线的1/20,因此在国内有相当数量的设备社会保有量。与一步法相对的是开发更早的二步法交联聚乙烯管,是采用预先生产好的专用的二步法硅烷交联聚乙烯料(一般称为A,B料,并且是粒料),用普通的聚乙烯管材生产线生产管材,这种生产线的要求是长径比不能太大(一般在28以下),另外螺杆要简单不能有混炼元件,整个流道不能有死角。目前国内二步法硅烷交联聚乙烯管材用料已基本国产化,进口料已经退出国内市场。但是实际上二步法原料主要的市场是在铝塑复合管的热水管生产中使用,很少有用来生产交联聚乙烯管。主要的原因是二步法专用料需要预先造粒,因此价格要比一步法配料价格高出20%-30%。 国内二步法硅烷交联聚乙烯管原料最大品牌是“上海化工厂有限公司”生产的“双花”牌,约占了国内市场60%的份额。另外一家即苏州的“康斯坦普”。
二 过氧化物交联聚乙烯管材(PE-Xa)
另一种交联聚乙烯管就是"过氧化物交联聚乙烯管“生产技术和设备,也称为PE-Xa或者简称A管,从1998年韩国企业在中国大力推销“过氧化物交联聚乙烯管”生产技术和设备(冲击式押出机)以来,我国几年中过氧化物交联聚乙烯管发展迅速,几年来仅从韩国进口的生产线就已经超过300条,仅韩国“泰成”一家公司就在中国销售了近200多条生产线,而国内自己开发制造的生产线尽管价格仅为韩国生产线的50%,市场份额却只占20%-25%,总生产能力超过3亿米/年。
韩国技术生产PE-Xa管材最大的优点是:设备价格低,企业投资小;韩国生产线目前市场价格只有15万人民币/台(最初在中国卖20多万/台)左右,国产线仅为8万人民币/台左右;适合小型企业或者小规模的投资。第二是PE-Xa管材比PE-Xb柔韧性好,由于交联聚乙烯管在我国主要的用途是“低温热水辐射地面采暖”,管材的柔韧性好便于施工并且施工成本也可以相应降低。第三是PE-Xa管材在生产线上已经交联,不需要象PE-Xb那样要进行热水后处理,可以降低生产成本简化生产过程。但是以韩国技术生产PE-Xa最大的缺点是生产效率低,平均线速度在1.5米/分左右(每台设备是双工位,因此计算生产能力是3米/分/台),这和我们通常生产塑料管材时的速度相差很大,带来了设备台数多,厂房面积大,人工用得多等问题。更主要的是企业生产设备台数很多,很难把每一台设备的工艺参数都控制在最佳状态并且完全一致。给质量监控带来了难以克服的困难。
三 新的动向
我国交联聚乙烯管生产发展到今天,交联聚乙烯管材2007年预计产量能够达到4万吨,将接近铝塑复合管的产量,并且由于价格的优势,发展速度将超过铝塑复合管,而成为建筑内冷热水塑料管道中仅次于PP-R/PP-B的第二大品种。
交联聚乙烯管材由于具有优异的综合性能,具有强度高,柔韧性好,耐应力开裂性能好等优点,尤其耐热蠕变性能明显优于PPR、PB,PE-RT;并且使用寿命达50年以上,因而成为低温热水地面辐射采暖管的首选。随着低温热水地面辐射采暖在我国东北、西北、华北大面积推广普及,交联聚乙烯管材的市场容量越来越大,市场前景看好。但由于国内过去对PE-Xb管材生产工艺的复杂性认识不足,前几年国内推出的低价位的、技术上不够成熟的一步法PE-Xb管材生产线,曾经出现过生产不稳定,产品质量波动等现象,造成了经济损失和认识上的误区。不少人误认为从韩国引入的"过氧化物交联聚乙烯管(PE-Xa)"生产技术和设备(冲击式押出机)是生产交联聚乙烯管材最经济最好的方法。致使国内几年来对PE-Xb管材生产技术的研究一直处于停滞不前的状态。我国近几年中过氧化物交联聚乙烯管发展迅速,严重冲击了国内PE-Xb管材市场,国产一步法硅烷交联聚乙烯管材生产线几乎全部停产,只留下进口的那几条生产线在继续生产硅烷交联聚乙烯管材。但是几年的市场较量表明:优质的硅烷交联聚乙烯管材完全能够在市场竞争战胜用冲击式押出机生产的“过氧化物交联聚乙烯管材(PE-Xa)”,因为硅烷交联聚乙烯管材的交联更加均匀,生产工艺的控制更加一致和严格,管材质量更加稳定;反映在工程中,出现问题的几率更加低。
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