EVOH在地暖管上的应用

EVOH 在地暖管上的应用 众所周知 塑料的老化是由于光 热 氧 疲劳等作用 就塑料本身而言 在没 有光照的情况下使其使用寿命将延长 10 20 年 在没有氧的作用下 塑料的使用寿命 也会提高 10 20 年 当塑料管材在高温与压力的作用下分子之间发生松弛效应 从表 面来看可见光波长有变化 相对透明性变好 从内部看空间位阻变小 自由体积变大 分子之间距离变宽 氧气就会乘虚而入 实验证明当热水温度为 40 时 渗氧量大于 0 1g L d 时 经过一定时间的使用 就会将采暖系统中金属加热器 金属阀门 金属 管件 散热器 水泵等产生严重的腐蚀 在美国 加拿大 澳大利亚等国家强制要求 在地暖工程中采用阻氧管 为此我们公司为了拓展欧美市场 采用日本 韩国等国家 的优质材料三层共剂复合而成的一种新型地暖管即 PE RT EVOH 阻氧地暖管便应运 而生 其几何尺寸 物理机械性能执行德国 DIN 标准 1 对比分析对比分析 表一 不同材料的气体渗透率 mol m s kpa 材料 O2水蒸气CO2 聚丁烯 PB 300 4000 06 0 021200 1400 聚丙烯 PP R 300 0 06 0 02 1200 聚乙烯 PE 500 7000 2 0 42000 4000 聚苯乙烯 PS 600 8000 5 3 02400 3000 偏二氯乙烯 PVDC 0 03 0 040 02 0 010 1 0 5 乙烯 乙烯醇共聚物 EVOH 0 020 060 09 硬质聚氯乙烯 PVC U 4 1025 9010 40 通过表一发现 PB PP R PE PS PE X PE RT 等材料不具备阻氧功能 PVDC EVOH 在氧气 水蒸气 二氧化碳的作用下渗氧率很低 可用于包装材料具有 保鲜 保香 保味 耐油 耐腐蚀 防毒的食品包装 化妆品包装 精密仪器的防锈 包装 因此将 EVOH 的优点转嫁到 PE RT 上 复合为阻氧管 使管材具有阻氧功能 表 2 5 种阻氧材料使用在地暖管工程中的比较 2 PE RT EVOH 管材的优缺点管材的优缺点 从图 1 可看出 图 a 中阻氧层在中间的优点是不易划伤 但如果 EVOH 阻氧层缺 料和厚度有偏差 夹在中间不易发现 发挥不了阻氧的作用 同时不能对接 图 b 中 阻氧层在外层 如果漏掉 EVOH 料能马上发现 而且厚度很好检查 产品质量能得到 有效的控制 但要防止划伤 是三种管材中唯一能对接的管材 图 c 中阻氧层在最内 层 也不便于观察阻氧层 但最大的缺点是 EVOH 阻氧材料在相对湿度 60 时阻隔 性急剧下降 因此不理想 结合三种 EVOH 在不同位置的管材 从使用性能 成本 质量稳定性综合比较看还是阻氧层在外面比较好 3 PE RT EVOH 管材的主要特性管材的主要特性 主体材料 PE RT 的特性 密度 0 933 0 94g cm3 维卡软化点 122 拉伸屈服强 度 16 5Mpa 拉伸断裂强度 34Mpa 断裂伸长率 780 热导率 0 4W m k 弯曲模量 550Mpa 热膨胀系数 1 95 10 4K 阻氧层材料 EVOH 的特性 密度 1 14g m3 拉伸断裂强度 44Mpa 断裂伸长率 800 弯曲模量 284 4Kpa 冲击强度 0 02KJ m 4 PE RT EVOH 管材的主要特点管材的主要特点 PE RT EVOH 阻氧管材与 PE RT PE X PP R PE 等管材的主要区 别是 PE RT EVOH 为三相态有机合为一相态 其中 EVOH 相态阻隔了氧 渗透进去管材的水或空气中 大大延长了整个管道系统中金属阀门 开关 锅炉 分集水器等金属件由于氧化二老化的使用寿命 如果阻氧管使用在自 来水方面即使水长期不流动 也不会因氧化而变质 同时靠氧生活的细菌也 无法产生 PE RT EVOH 管材壁 PE RT 管材具有更高的耐热性 同 样具有 PE RT 管材安装使用后不占面积的优点 同样具有 PE RT 管材 安装使用后舒适的优点 同样具有 PE RT 管材安装使用后改善环境的优 点 同样具有 PE RT 管材使用寿命长的优点 同样具有 PE RT 管材 维护简便的优点 阻氧管也同样具有其他耐高温地暖管材耐酸 耐碱 耐腐蚀 耐老化 无毒无味 不生锈 流水阻力小 不结垢 防冻裂 防泄 漏 热能损失小 节能 卫生 环保 柔韧易弯曲 冷弯应力自消除等共同 优点 5 生产工艺生产工艺 5 1 原料原料 耐热聚乙烯 PE RT PE RT 管材时采用乙烯和辛烯的单体经金属催化共聚而成的中密度聚乙烯管材专用料 经挤出而成 我们公司采用 LG 公司生产的 PE RT 管材专用料 阻氧层材料 EVOH 是将乙烯聚合物的加工性和乙烯醇聚合物的阻隔作用相结合 乙烯 乙烯醇 共聚物不仅表现出极好的加工性能 而且也对气体 气味 香料 溶剂等呈现出优 异的阻断作用 粘结材料 在多层复合技术中要用到粘接树脂 粘接树脂时一类接枝改性的聚合物 通过将共聚 单体接枝在聚合物的主链上形成官能支链 时暴露在主链外的官能支链迅速 高效地 与被粘合材料发生化学反应 粘接性材料的润湿 扩散 化学键以及物理纠缠时决定 粘接强度的主要因素 这类粘接性树脂可用于普通的挤出和共挤出设备进行加工 我 们公司采用日本三井石化的 NF528H 粘接树脂 5 2 生产流程生产流程 外层带阻氧层的 PE RT 管材一般采用三层共挤生产 管道外由 EVOH 组成的一 层阻氧层的耐热聚乙烯管材为主 其基本结构组成为 阻氧层 EVOH 粘接层 内 层 PE RT 中间带阻氧层的 PE RT 管材采用 5 层共挤生产 阻氧层 EVOH 在 中间 外层为 PE RT 料层 阻氧层与 PE RT 层用粘结树脂连接 其基本结构组成 为 外层 PE RT 粘结层 阻氧层 EVIH 粘结层 内层 PE RT 6 连接方式连接方式 6 1 螺纹卡套管件的连接方式螺纹卡套管件的连接方式 按所需长度用工具截断管材 不宜用钝剪刀剪断 然后将端面用纱布或砂纸打光 内倒角 将螺母和 C 型套环先后套入管材端头 将内衬件插入管材内孔 用力将内衬 芯全长压入为止 拉回 C 型套套环和螺母 用扳手将螺母拧紧 固定在管件本体的外 螺纹上 不漏水为最理性状态 不宜太紧或太松 6 2 管材与管件热熔连接方法管材与管件热熔连接方法 先用锯将管材锯断 或用可旋转型割管器 垂直切割管材 切口平滑 去毛刺 毛边 整圆 将管材外两层 EVOH 和热熔胶用专用工具削掉 露出 PE RT 本体 用 笔在管材热熔前端所需长度上划线 用与熔接管材口径相配套的加热头配好热熔器 并接通电源预热 等热熔器工作温度指示灯亮后 同时垂直地将 无旋转地将管材与管 件插入热熔器内 并逐渐达到所划的标志处 达到规定加热时间后 立即将管材与管 件从热熔器上同时取下 迅速垂直地无旋转地 将管材插入管件所规定的深度 如果加 热时间太长或温度太高溢边就会很多 反之会很少 如果四周不均匀 说明管材或管 件不圆度不好 因此在安装前保证管材管件不变形也相当管件 6 3 管材热熔对接管材热熔对接 将管材外两层 EVOH 和热熔胶用专用工具削掉 焊接工艺与普通 PE 管材一样 7 施工方法及使用注意事项 先做平地面 清扫地面 确认地面水平无尖锐物硬块 无凹凸不平状 否则用混 凝土找平 其次布置有效的防水层 因为管材外面长时间使用时不能接触水或物或潮 湿物质 再放置隔热材料 铺设反射层 安置热水分配器