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PE80、PE100管材料国内外发展趋势
 
发布时间:2012.04.02 新闻来源: 浏览次数:
 
PE80、PE100管材料国内外发展趋势
PE80、PE100是生产承压塑料管道的基础树脂,尤其PE100是目前国内外高压压强管道级别中唯一的聚乙烯牌号,可广泛用于承压水管、燃气管及各种工业用管。PE100具有优异的熔体流动性、耐候性和长期稳定性,由其作为原料生产的承压管道在8.0MPa、20℃条件下,能够保证50年使用寿命。同时其卓越的抗快速开裂延伸和抗慢速开裂增长性能,以及节省材料、节约能源等突出的优点,符合当今环保和节能的要求,深受市场和用户的青睐。可以说,PE100是高性能管道专用料领域中的领先者,代表着一个国家高压压强管道生产的技术水准。

一、承压塑料管道基础树脂的特性

PE管根据生产管道的聚乙烯原材料不同,一般可分为三代:第一代,相当于现在的PE63以下等级的PE管材料;第二代,相当于现在的PE80级PE管材料;第三代,即性能更加优异的PE100管材料。目前,国际上不少大型石油化工企业已经大量生产PE100级管材料,而且近年来又开发出了第四代PE管材料PE125,但还未进入工业化生产。

第二、第三代管材用PE不仅显著增加了长期强度,而且提高了耐环境应力开裂等性能。在同样使用的压力下可以减少壁厚,增加输送截面,提高输送能力。由于经济效益明显,可应用到直径较大、使用环境较差的场合(如低温地区、海底)。因此承压PE管的应用领域非常广阔。

承压塑料管道的基础树脂,如第三代聚乙烯材料PE100是特定的二元分布管道树脂,其结构特点是精细地控制了分子量分布和组成分布,高分子量级分和低分子量级分各占约一半。高分子量级分含有共聚单体,生成大量把片晶连起来的连接分子,提供了很高的长期强度和快速开裂裂纹增长阻力。分子量低的级分是均聚物,保证了树脂有高的结晶度和刚性,熔融时起到内加工助剂的作用,使PE熔体在高的剪切率时有低黏度,从而提供了好的可加工性。这类树脂可用于250mm直径、高压燃气管或500mm直径、高压给水管。

二、国内PE80PE100管材料的开发及市场现状

(一)国内市场现状

近年来,我国聚乙烯管材发展迅速,但其专用料的发展却跟不上管材生产的步伐,而且相对滞后。目前,虽然从国外引进了几条生产线也开始生产PE80和PE100等级的聚乙烯管材料,但仍存在牌号不齐、规格不配套的现象,每年都要进口大量的专用树脂。PE80以上等级的聚乙烯管材料每年要进口数万吨以上,主要用于制造燃气管、各种给水管材等压力管道系统。现在给水管也有不少企业用较好的国产管材专用料,如上海石化YGH041T(PE100)、齐鲁石化的DGDB2480H、燕化的6100M和金菲的TR480等。

(二)国内PE80PE100管材料开发

上海石化采用北欧化工“北星双峰”技术生产的牌号为YGH051T(PE80)(MFR0.75、密度0.94)、YGH041T(PE100)(MFR 0.4、密度0.949)高附加值黑色管道料,填补了国内空白,并通过了瑞典国家测试和鉴定以及按ISO9080标准进行的PE100长期性能的认证。这标志着国产的PE100聚乙烯管道专用料首次获得了国际“通行证”,同时体现了我国承压管道PE基础树脂技术领域的巨大突破。

扬子石化研究院近年来也推出了高性能的聚乙烯管材专用料,并经工业化试验获得成功,其性能基本上达到了PE100的水平。这一材料的结构为双峰分子量分布,从而使树脂具有极好的物理性能,达到抗蠕变性、耐龟裂性和良好加工性的完美结合。

燕山石化公司于2001年开发的HDPE6100管材专用料,已通过中石化鉴定,它属于中空挤塑产品。另外该公司生产的高品质的管材专用料HDPE 6380M是国内最早开发的双峰分子量分布的高等级管材料,性能达到PE80管材料的要求。

国内管材专用料牌号中,齐鲁石化的DMD2480是较好的低压燃气管专用料,性能相当于PE80。DMD2480具有较高的熔体强度、抗撕裂强度和良好的耐环境应力开裂性能(1500h以上),加工性能优良,制品外观平整、光泽好,接缝、套节质量高。2005年,齐鲁石化公司塑料厂和树脂研究所合作开发生产的己烯共聚聚乙烯管材料DGDB2480H和DGDB2480HBK,日前通过了国际权威管材料等级认证机构瑞典BODYCOTE试验室的PE100等级认证。

(三)国内常见进口PE80PE100管材料牌号及特性

国内常见进口PE80、PE100管材料牌号有:大韩油化PE100-P600、PE100-P600BL PE80-P301EBL、PE80-P601KUBL、PE80-P502BL,法国阿托菲纳公司PE100-XS10B、台塑8001、韩国LG PD0100等,表1列出了国内常见进口PE80、PE100管道专用料牌号。

1  国内常见进口HDPEMDPE)管道专用料牌号

名 称

规 格

生产厂家

PE80黄色燃气料

MD20YW

英国BP公司马来西亚分厂

PE80黄色燃气料

ME2421

北欧化工公司

PE80黑色燃气料

MD20BK

英国BP公司马来西亚分厂

PE80黑色双峰料

ME3440

北欧化工公司

PE80黑色燃气料

TR418-BLP

韩国大林公司

PE100黑色双峰料

HE3490LS

北欧化工公司

PE80水管料

PH150

韩国现代公司

PE80水管料

P301E(白)

大韩油化公司

PE80水管料

P301E-BL

大韩油化公司

PE100水管料

P600BL

大韩油化公司

PE100水管料

P110A

韩国三星公司

三、国外新型管材料研发动态

(一)Atofina公司

Atofina公司借助于其专有的双环管工艺,开发出了代表第四代管材树脂的新产品,这种新型的双峰乙烯-己烯共聚物家族的第一代产品被称为FinatheneXS10,其熔体流动速率(MFR)为0.3g/10min,密度为(0.950~0.959)g/cm3。实验表明,新型树脂在物理性能上超过所有第三代树脂,具有卓越的耐慢速裂纹生长和耐快速开裂扩展性能,并且是第一个耐性超过己烯共聚中密度聚烯材料的高密度材料。使用己烯代替传统的丁烯做共聚单体,使FinatheneXS10比一般的PE100具有更均匀的挤出性能。

(二)Solvay聚烯烃欧洲公司

Solvay聚烯烃欧洲公司于最近推出了压力管用的PE100新牌号――Eltex TUX100,为高性能交联HDPE化合物。这种材料是专为管材而开发的,适于做特殊条件下的气体分配管,输送石油产品、液体化学品及热水。EltexTUX100可用生产PE100管的标准设备进行加工。Solvay称该牌号比PE100具有更优异的性能,具体表现为:高温下具有更高的压力强度,更好的耐腐蚀性和耐化学品性;极高的耐慢速开裂性能,更好的耐快速裂纹增长性;较高的耐磨损性和刮痕性。

(三)韩国三星通用化学品公司

韩国三星通用化学品公司于2005年成功地开发出了具有高强度、高耐压的HDPE新型材料,并取得了PE112的国际认证。该材料是用串联的双反应釜工艺生产的,由此生产出的HDPE在高摩尔质量部分可产生很多缚结分子,这样其在耐蠕变性和耐慢速开裂性能之间可得到较好的平衡,同时还保持了良好的加工性能。PE112与现有的双峰PE100相比,可耐更高的工作压力,从而可降低管壁厚度。制成相同直径、相同工作压力的管道时,PE112壁厚比PE100可减薄10%。PE112的熔体强度超过PE100,而且可用挤出成型法生产直径更大的管道而不出现管壁熔垂。用注塑成型法生产管件时,其加工性能与PE100相似。用这种新材料可制成最大直径为1600mm的高耐压管。

(四)其它公司

Boreali、Solvay和Fina等公司正在开发第四代管材树脂PE125,这是通过PE交联实现的,其可使PE管在壁很薄的情况下耐更高的压力。但目前交联PE管材的成本比传统的PE管成本高约5倍,只有当生产技术进一步改进时,其成本才有可能降低。

四、结束语

近年来,随着政府大力推广应用化学建材,在很多领域热塑性压力管的应用都有了飞速的发展。预计2007年国内管材消费增长点主要在扩建住宅内的排水管、建筑给水管、城市煤气供气管、村镇供水的塑料管等方面。随着建筑业和节水工程等的迅速发展,我国高密度聚乙烯管材市场将蕴藏着巨大的潜能。而与此同时,我国聚乙烯管材专用料生产呈现牌号不齐,且规格不配套,与聚乙烯管材的生产能力相比发展滞后,大部分仍需进口。与国外相比,我国高密度聚乙烯管材的开发应用还有较大的差距。所以,一方面要紧跟国外研发的趋势,并结合国内的实际情况,开发适合国情的、经济实用的承压管材专用料;另一方面,有关部门也应加大对塑料压力管道的政策扶持力度,推动相关产业的发展。

 
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