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论文交流2．12安全型PP．R给水管系列周宝茂(上海宝洋塑业有限公司，上海200433)众所周知，无规共聚聚丙烯PP-R塑料管材是八十年代在欧洲发达国家率先研制成功，普遍使用的一种冷、热水管材．随着国家四部委下发[19991295号文件《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》指出：自2001年6月1日起在城镇新建住宅中禁止使用冷镀锌管用于室内给水管道，逐步限制使用热镀锌钢管，推广应用化学建材新型塑料管材，无规共聚聚丙烯PP．R管便以其先进、成熟、经济、适用的特点成为新型建材给水管的佼佼者得到了业界的普遍认同．PP-R是采用先进的气相共聚法在丙烯中加入¨％的乙烯进行共聚而得...
论文交流2．12安全型PP．R给水管系列周宝茂(上海宝洋塑业有限公司，上海200433)众所周知，无规共聚聚丙烯PP-R塑料管材是八十年代在欧洲发达国家率先研制成功，普遍使用的一种冷、热水管材．随着国家四部委下发[19991295号文件《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》指出：自2001年6月1日起在城镇新建住宅中禁止使用冷镀锌管用于室内给水管道，逐步限制使用热镀锌钢管，推广应用化学建材新型塑料管材，无规共聚聚丙烯PP．R管便以其先进、成熟、经济、适用的特点成为新型建材给水管的佼佼者得到了业界的普遍认同．PP-R是采用先进的气相共聚法在丙烯中加入％的乙烯进行共聚而得到的一种性能优良的塑料管道专用原料，由于分子结构中由乙烯和丙烯两种单体无规则地、均匀交替排列，因而PP．R管具有聚丙烯耐高温、长期抗静压能力强的特点；同时又具有聚乙烯的耐低温良好的抗冲击特性等，PP．R管是一种热塑性塑料管可以采用热熔和电熔方式进行管道连接，其接口可靠、杜绝渗漏的隐患，PP-R管的良好热熔接性能使连接部位的强度大于管材本体的强度，克服了其他管道系统连接部位易渗水的缺陷；同时由于连接方法简便，降低安装劳动强度和施工成本等，并于九十年代末期进人中国而成为国内建筑给水管道市场的主流产品之一，几年来应用发展极为迅速，随着应用技术市场的不断成熟PP．R塑料管道也逐渐暴露出一些自身难以克服的缺陷．如：PP-R塑料的膨胀系数较大，用于热水系统时PP．R塑料管道易变形、用于主立管时耐压强度稍嫌不足等，诸多缺陷已经限制了PP．R塑料管道在我国建筑给水市场的进一步推广应用，急有待改进提高．本文研究开发的新一代PP-R管道系列产品：内衬铜PP．R管系列、内衬不锈钢PP-R管系列、保温型PP．R热水管和抗菌型PP．R管系列等与传统的PP．R管相比，新型系列PP-R复合管保留PP．R热熔连接优点的同时，又从根本上改进提高了PP．R管道存在的缺陷．随着国民经济的高速发展，人民生活、文化物质水平的不断提高，人们对饮用水水质的要求也越来越高，改善饮用水质量已成为当前城镇基础设施建设的重要环节，从而引起人们对饮用水输水管道的关注．由于以往楼寓的冷，热水管道材料大多传统的镀锌钢管．长期经受冷、热水的交替使用，导致内部生锈引起水质泛黄、洁具结垢，严重影响人们的身体健康．铜管用于冷水或热水的输水管具有显而易见的优点，它比塑料管坚硬，比钢、铁管易弯曲，具有一定的耐高压性能和抗冻胀性能，不会老化，更不会遇火燃烧，内壁光滑、流体阻力小．尤其是铜的化学性能稳定，不易被腐蚀，不会附着油脂、碳水化合物和细菌、病菌从而污染水质，而且寿命长，具有与建筑物同期寿命．如上海国际饭店、北京协和医院的给水系统至今已超过80年，仍然性能完好．国内铜管的使用量占整个管道的约5％，就上海地区为最高达到30％，而英国达80％、美国达70％，相对而言我国铜管的使用率还是很低的．现代医学研究成果还指出铜是人类健康、生存不可缺少的微量元素之一，溶人水中的微量铜有显著的杀菌、抑菌作用和生物学功能．裸铜管应用的不足之处：因铜导热系数高达383．8w／ra．k，用裸铜管输送热水，热127 论文交流量会迅速传到管道周围的墙体或地板中．使管道末端的水温选不到要求．同时建筑混凝土还会固为受到经常性的热胀冷缩产生应力，造成材料疲乏甚至龟裂．裸铜管外表面还会产生结露，也容易给周围建筑材料带来损坏：输送冷水易在低温下管内结冰，而且冷热交替对管外混凝土建筑材料带来不良影响．内层为铜管．外层为聚丙烯(PP=R)塑料的铜塑复合结构，是新一代高档建筑供(冷、热)水管材，已成为新型复台给水管开发热点技术．近年来随着铜管生产技术和装备水平的逐步提高，开发出具有自主知识产权的“保温铜水管”，生产制造技术及其系列新产品可以达到保持使用50年的水平要求．本文通过介绍由上海宝洋塑业有限公司研制成功的“PP-R内村铜增强复台管”的性能特点和制造技术，将铜塑复台管系列新产品推荐培设计、旌工安装和使用以便系统地了解和参考，从而引发了管材生产商对输水管道拄术发展的关注，促进管材行业的技术创新．I IP-R内村铜增强复台管PP-R内村铜增强复合管是在内层铜管的外侧清周向和纵向均匀挤塑包覆PP-R塑料层的同时包覆具有抗铜老化性能的牯接剂中间层，三层材料一次性热熔牯结挤出复台成整体结构(见图1)．此结构能够提高管材的强度、刚度及高温下的尺寸稳定和耐蠕变性能，井适应PnR热熔焊接技术，建立了“～次焊茬、终身连接、滴水不漏、永无隐患”的安全供水新概念．整个供水系统为全铜触水设计组合技术，供热水管道系坑使用温度达95*0(PP．R塑料管长期使用温度为700)，质量安全可靠，100％隔氧，彻底梢除渗透，耐腐蚀性极佳，可直接埋放于地下，消除管路老化隐患，延长管道使用寿命．且PP-R管导热系数为0．21w／m k，用于热水管道具有一定的保温节能效果．施工方便，是目前极为理想的适用于多种场台和环境的卫生用水管道系列产品，整个供水系统全铜触水设计，99％以上的水中细菌进^铜管道后自行消失．(产品性能见表1)PPR热熔铜管系统”尹鬲赢≯、鳓oi琴9⋯萱围1 PP．R鼎熔铜管系统表1 PP．R内衬铜增强复合管的性能试验项目 指标1拉伸强度(M，a)銎52维卡软化点℃】303纵向回缩率 94液压试验(95Cxl000h)、环应力MPa)3．55最大爆破压力MPa 86卫生性能 符台GB／T 172192001标准7剥离强度N／2 5ram 论文交流2内衬不锈钢PP．R管系列：专利号ZL02285593．9(见图2示)图2内衬不锈钢PPR管系列PP．R外层为了提高住宅建设质量、保护环境、节约能源，保障人体健康，国家建设部等有关部委规定，在新建住宅中禁止冷镀锌钢管用于室内给水管道，并逐步限制禁止使用热镀锌钢管．推广应用新型管材，国内管业就此掀起一场给水管道的革命．各种新型管材层出不穷，化学建材塑料管材有PVC．U管、PEX管、PP．R管、PB管等，金属管有不锈钢管、铜管以及铝塑复合管、ABS复合管、钢塑复合管、铜塑复合管等等．例如：PP．R水管采用进口聚丙烯塑料，具有抗冲击、耐压、耐高温、韧性好等特点，并打破了传统的管道连接方式，首创热熔焊接技术，建立了“一次焊接、终身焊接，滴水不漏，永无隐患”安全供水新概念，并具有一定的保温性能，其耐最高温度可达90C，但存在长期高温使用蠕变性能差的缺陷。故连续性使用温度为70(3，比较适用于温热水的输送．为此国内也曾开始研制外层为超薄型不锈钢、内层为塑料管，其间有粘接层，形成三层结构的金属、塑料复合管，其特点：此三层复合管结构牢固，强度比高；一般采用承插式不锈钢粘接管件密封方法，或用不锈钢、铜等卡套式管件安装．本公司开发研制的具有自主知识产权的国家专利产品，其特点是在不锈钢管的外侧沿周向和纵向均匀挤塑包覆PP．R塑料层，并热熔粘合为一体，此结构形成具有良好的强度、刚度、热变形小和适应热熔焊接性能的不锈钢PP．R钢塑复合管．由于内层采用的SUS304不锈钢符合食品卫生标准，可用于纯净饮用水管道系统，卫生性极好．不锈钢管内壁光滑不易结垢，流水阻力小，液流畅通，确保耐压2．5MPa，克服原PP．R塑管缺陷，其使用寿命大大延长，综合性能价格比高，并采用PP-R管的热熔连接方法，降低了安装费用．产品定位于中，高档次，具有广阔的市场前景．2．1产品设计内衬不锈钢PP-R管属新一代绿色环保型给水管道，其管道外层材料采用PP-R塑料，内层采用不锈钢管，夹层采用具有良好的粘接层化学稳定性，强韧性的专用热熔胶，经挤塑机一步法复合成型工艺制造而成．不锈钢金属与PP．R塑料两者的特性有机地结构组合，使其具有无毒、无嗅、抗冲击、抗蠕变、无变形、耐高温、耐老化等优良性能，PP．R管材具有良好的热熔性和管件焊接性能，安装方便，管材、管件确保耐压PN2．5MPa，连接质量可靠，滴水不漏，适合冷热水系统长期交替使用．2．1．1内层不锈钢管内衬不锈钢PP-R管内层采用SUS304不锈钢，材质符合食品卫生级标准要求，并具有如下特征：不锈钢管内壁光滑，水流阻力小，不锈蚀，无积垢，避免“二次污染，可直接用于纯净水．良好的强度，刚度和韧性，比化学建材管路坚硬，具有一般金属的高强度性能，不易折断．经久耐用，内衬不锈钢管消除塑料管路老化隐患，冷热水通用、通水温度上升耐压不变，确保耐压129 论文交流PN_2．5MPa，冷热水频繁交变产生热胀冷缩，不会导致管材变型，可长期连续使用．2．1．2外层PP．R管增强PP-R管外层采用无规共聚聚丙烯专用料，经挤塑机挤出塑覆在不锈钢管的外侧沿周向和纵向经热熔包覆成型粘合为一体．生产不锈钢增强型塑覆PP．R管材、管件之同一牌号的原料，因而采用热熔焊接性能良好，接头质量可靠；PP-R材料为不良导热体，这一特征可减小不锈内衬增强管材的结露现象和减小热量损失，具有一定的保温作用．2．2成型加工工艺不锈钢内衬增强PP．R管产品采用三层复合结构，经“一步法”挤塑成型工艺加以实施．此种不锈钢金属与PP．R塑料以及胶粘剂粘结层材料的有机组合，发挥了不同材料各尽其能的作用，并实现PP．R管材、管件的热熔焊接安装连接技术，故称此谓“新一代PP．R管”，100％隔氧，彻底消除渗透，耐腐蚀性极佳，可直接埋放于地下，消除管路老化隐患，延长管道使用寿命．“一步法”挤塑成型工艺流程如下：不锈钢管材检验及表面处理焊接输送～PP-R塑料专混合加料 专 挤出塑化=复合模成型专冷却定型 --标记打印--定长截取---成品检验--包装入库2．3产品规格及技术性能(见表2、表3、表4、表5)表2 PP．R材料基本性能性能 单位指标弹性模量 MPa800熔体流动速度230C／2．1kg g／10minO．5表3不锈钢管材料的化学成份和机械性能化学成份 机械性能名称 牌号屈服强 抗拉 延伸 硬度C Si Mn P S Ni Cr度MPa 强度 率％ HV奥氏体 s48SU$304 郢．08曼1．00 Q．00 卯．045 郢．039．OO～13．OO l 8．OO20．OOS175 gO s200不锈钢 O表4不锈钢内衬增强PP．R管材性能试验项目 指标1．拉伸强度N／mm2 芝402．维卡软化点℃ E1303．纵向回缩率％ 24．压试验95(2、1000h，环应力MPa3．55．冲击试验破损率％ 56．卫生性能 符合GB,rI17219．1998标准3保温型PP．R热水管系列：专利号(ZL02216366．2)(见图3示)130 论文交流PP．R内屡防紫外线老化塑辩住护外发袍体隔热保温层圉3保温FP．R管众所周知，管道的防冻，防腐、延长管道寿命和减少管道热损是一个极待解决的重要课题：建筑用绐水管道在室外明敷设或在室内可能有冰冻的环境时，应采取防冻、保温措施，堵水管道的保温可醯少管道的热损耗，使管内的流体达到设计要求，通常是用材料的导热系数的大小来评价保温性能效果，习惯上把管道的防球或保玲显保温坑称为保温．据资料报道保温材料的保温等级分娄(见表5示)：表5保温材料的保温等级分类数值、＼项目g称南面～导热系数(w／m k)一缓保温材料二级保温材料三缀保温材料四级保温材料 017l枷210上海市建设和管理委员会等四个委局曾于2003年8月瑶舍下发《关于进一步加快推进本市建筑节能工作的若干意见*．为了加强住宅给水管道工程的保温、节能设计，以求降低热损耗，提高供水品质．在热网辖送中保温性能差，热量给管道及其周围的材料向外界迅速地扩散，使管道内流体的温度达不到要求．同时建筑材料困经常性地受到热胀冷缩产生的应力，造成材料疲乏出现“龟裂”现象．对于防冻，工程会引起管壳外表“结露”．而产生严重的后果．教研制开发“保温，节能型”新颍给水管材是“燃眉之急”．本发泡体保温塑料复合管是在无规共聚聚丙烯(PP-R)塑料管材的外表包覆发泡保温屡和保护层塑料，其结构(见图三示)和发泡体管材系统的导热系数(见表6示)盈热损失结果(见表7示)．表6发泡体PP．R管系统的导热系数比较测试项目 PP-R塑料管 发泡体塑覆PP-R管 发泡体塑料层I导热系数(w／hi．k)0．21表7发泡体塑覆PP-R管与光铜管的热损失比较随着建筑用保温、节能型新颖给水管材显示的节能效果，特别是金属光管的保温技术措施的 论文交流应用，因而保温性能得到了较大的提高，热损失降低明显，对其产生的节能意义尤为重要；暴露在大气中的热水管道存在大量的散热损失问题(如塑料管利用传热原理常被用作地板采暖或低温散热器的管遭)，作为生活热水用给水管道为了节约能量、减少系统的热损失，运用当今开发的热点复舍工艺技术对管遭进行保温．4抗菌型PP．R管系列：(见图4示)图4抗菌PP-R管系列据世界卫生组织(WHO)的一项调查显示：困水源污染引起的人类疾病中，有80％与饮用水不诂净有关，所以作为居所“血脉”的饮用蛤水管道也日益受到关注和重视．“健康、安全”的生活理念也给予了环保、优质、卫生的“绿色”给水管道开拓和发展的潜在舞台．在百花齐放的给柬管道市场中，白色PP．R塑料管有较高的市场占有率．但是，从我国对于该类管道卜8年的实践使用中发现，自色PP．R塑料管园长期使用，表面会附着和滋生细菌微生物，形成一些类似粘膜样的物质，并且进行频繁、快速的衍生，严重时还会使管道堵塞，特别是在饮用求生饮时或用清水洗涤餐具后没有再进行消毒处理时，它对人体健康带来的一定威胁．因而，“抗菌型PPR塑料管”的开发和使用，以提高永质及管道的卫生状况，减少细菌微生物等的附着、墩生．上海宝洋塑业有限公司采用的具有国家发明专利的无机抗茁剂有以下两种用途：(1)催化作用，抗菌金属Ag+的化学结构央定的其具有较高的催化能力，高氧化银的还原势极高，足以使其周围空间产生原子氧．原子氧具有强氧化性，可以破坏微生物细胞的增殖能力．从而抑制或杀灭细菌．(2)缓释作用，在其使用过程中抗苗剂缓慢释放Ag+，当微量的Ag+到达微生物细臆膜时，园后者带负电荷依靠引力，使两者牢固吸附．Af穿透细胞壁进人细胞体内，并与细菌机体中酶蛋白的疏基(SH】反应使酶失活，_5L而杀灭细菌体．Ar的重要特点是当菌体死亡后，它从菌体上分离出来...