摘要：三型聚丙烯管具有节能，耐腐蚀，不结垢、卫生，无毒，耐热、耐压，使用寿命长，质轻高强，流体阻力小等优点，是替代镀锌钢管的新一代产品。介绍PP－R管的特点，原料生产工艺，国内现状、施工方法、项目投资估算及市场前景分析。
关键词：塑料管道 无规聚丙烯 化学建材
1 前 言
80年代以前，我国的住宅及公共建筑的上水管基本上是镀锌钢管，由于受材质自身的局限，镀锌钢管存在使用寿命短、易造成水质二次污染等缺点。为了保障人们日常饮用水的质量，我国部分地区，如上海、浙江、河北、江苏等省市已先后提出淘汰镀锌钢管，用高质量的塑料管代替。目前，在我国已相继开发了PVC管、PE管、铝塑复合管、玻璃钢管、钢塑复合管和PP－R管等一批塑料管材，并取得了一定的市场占有率。
PP－R管是欧洲90年代开发的，以新型无规聚丙烯为原料，经挤出成型制作的塑料管材。由于其优越的性能，正日益受到人们的青睐。
2 PP－R管的主要性能
聚丙烯管分为均聚聚丙烯（PP－H）、嵌段共聚聚丙烯（PP－B）和无规聚丙烯（PP－R）3种。PP－H、PP－B、PP－R管材的刚度依次递减，而抗冲击强度则依次增加。给水用聚丙烯管是用特殊的PP－R制成。PP－R管作为一种新型的管材，具有以下性能特点：
2．1 节能
PP－R管的生产能耗仅为钢管的20％，并且其导热系数低［0．2W／（m.K）］，也仅为钢管的1／200，应用于热水系统将大大减少热量损失。
2．2 耐腐蚀、不结垢、卫生、无毒
使用PP－R管可免去使用镀锌钢管所造成的内壁结垢、生锈而引起的水质“二次污染”。由于PP－R组份单纯，基本成份为碳和氢，符合食品卫生规定，无毒，更适合于饮用水输送。
2．3 耐热、耐压、使用寿命长
PP－R管的长期使用温度达95℃，短期使用温度可达120℃。在使用温度为70℃，工作压力为1．2MPa条件下，长期连续使用，寿命可达50年以上。
2．4 轻质高强、流体阻力小
PP－R管密度仅为金属管的1／8，耐压力试验强度高达5MPa，且韧性好、耐冲击。由于内壁光滑、不生锈、不结垢，流体阻力小。
PP－R管的主要技术指标如下：
密度 0．9g／cm3
弹性模量（20℃） 800MPa
热膨胀系数 1．8×10－4／K
导热系数 0．2W／（m.K）
纵向收缩率 2％
冲击试验 破损率≤10％
液压试验
短期 1h，环应力16MPa无渗漏
长期 95℃，1000h，环应力3．5MPa无渗漏
表1为几种材质管材性能比较。
表1 各种材质管材性能比较
| 材 质 | 镀锌钢材 | PVC | PEX | 铝塑 | PP－R |
| 有无结垢、生锈 | 有 | 无 | 无 | 无 | 无 |
| 卫生程度 | 差 | 有Cl、Cr、Pb离子 | 好 | 好 | 好 |
| 保温性 | 差 | 好 | 差 | 好 | 好 |
| 耐温性 | 耐温 | 不耐温 | 耐温 | 不耐温 | 耐温 |
| 耐压程度 | 高 | 低 | 较高 | 较高 | 较高 |
| 线膨胀性 | 一致 | 一致 | 一致 | 不一致 | 一致 |
| 连接方式 | 受压 | 粘接 | 受压 | 受压 | 热熔 |
| 废品的回收利用 | 可以 | 可以 | 不能 | 困难 | 可以 |
3．1 原料及性能
PP－R管对原料的要求较高，目前国内以进口原料为主。国外原料厂商常有多种颜色的PP－R供管材厂选择。如北欧化工公司（Borealis）和奥地利PCD公司生产的PP－R原料有米色、淡蓝、深蓝、奶白等多种颜色。在德国和意大利，管材生产厂选用不同的颜色来作为标识，以区别管材的用途。如蓝色用于冷水管，米色、灰色用于热水管，棕红色用于地板采暖管等。
PP－R原料的进口价格根据生产公司的不同，在1400～1800美元／t。目前，国内也已开始生产PP－R树脂，但由于生产时间较短，其长期使用性能有待检验，市场售价约12500元／t。原料性能指标见表2。
表2 PP－R原料的主要性能指标
| 项 目 | 测试方法 | 结 果 |
| 熔体指数（g／10min） | ISO1133 | 0．35 |
| 密度（g／cm3） | ISO／R1183 | 0．895 |
| 着火点（℃） | ASTMD1929／68 | 330 |
| 软化范围（℃） | 140～150 | |
| 弯曲强度（MPa） | ISO／R527 | 21 |
| 抗拉强度（MPa） | ISO／R527 | 40 |
| 断裂伸长率（％） | ISO／R527 | 800 |
| 刻痕硬度（MPa） | ISO2039 | 40 |
| 弹性模量（MPa） | ISO178 | 800 |
| 剪切弹性模量（MPa）（20℃） | ISO537 | 370 |
| 抗冲击（kJ／m2）（常温） | ISO179 | 无断裂 |
| 冲击强度（kJ／m2）（常温） | ISO179 | 25 |
| 线膨胀系数（1／K） | VDE0304 | 1．5×10－4 |
| 导热系数（20℃）［W／（m.K）］ | DIN52612 | 0．2 |
3．2 生产工艺
PP－R管的生产工艺为挤出成型工艺，首先加料斗内的PP－R原料靠自重进入挤出机，在挤出机料筒内经加热挤压混合，充分塑化后从挤出机口模挤出，进入定型台，定型后的管材经牵引机，通过定长测定，由切割机切断，管材经检验合格后入库。相应的管件采用注射成型方法生产。
管材生产工艺流程：
PP－R原料→真空吸送上料→料斗贮存→进料→挤压成型→冷却定型→牵引→切割→检验→入库
管件生产工艺流程：
PP－R原料→输送上料→料斗贮存→进料→加热熔融→挤压注塑→冷却定型→开模→检验→入库
3．3 生产工艺参数
管材挤出参数：
（1）螺杆转速 5～38r／min
（2）机筒温度分布
1～2区 180～190℃
3～4区 200～210℃
模具温度 200℃
牵引速度 2～20m／min
管件注射参数：
（1）机筒温度分布
机筒后部 160～170℃
机筒中部 200～230℃
机筒前部 180～200℃
（2）喷嘴 170～190℃
（3）模具 40～80℃
PP－R管生产过程中产生的残次品，经破碎后可再次加以利用，这就提高了原料的利用率，并可降低生产成本，提高经济效益。
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