我国HDPE埋地排水管材料技术进展

我国HDPE 埋地排水管原料的技术进展　　1 原料的质量要求
　　我国塑料埋地排水管国家标准草案已形成，正在报批中，该标准中对原料树脂的要求主要参照欧洲标准prEN 13476-1。同时借鉴美国聚乙烯波纹管的产品标准AASHTO M252和M294中对于原料的要求。
　　因为国标采用了国外先进标准，并借鉴国外多年发展的经验，必然起到规范国内市场，推动我国PE埋地排水管的持续蓬勃发展。
　　3.1.1欧洲标准
　　目前欧洲标准委员会已制定出塑料埋地排水管的最新欧洲标准草案prEN 13476-2000，该标准将成为欧洲19国共同遵守的标准并被国际标准组织ISO接受成为ISO 标准。欧洲标准prEN 13476-1对原料树脂的要求如表1所示[2]。
　　表1： prEN 13476-1对原料树脂的性能要求
　　性能 要求 试验参数 试验方法
　　耐内压 不破坏 试验温度：80℃
　　环向应力：3.9MPa
　　试验时间：165小时 EN921
　　耐内压 不破坏 试验温度：80℃
　　环向应力：2.8MPa
　　试验时间：1000小时 EN921
　　熔体流动速率 ≤1.6g/10min 5kg/190℃ ISO1133
　　热稳定性OIT ≥20min 200℃ EN728
　　密度 ≥0.93 g/cm3 ISO1183
　　弹性模量 ≥800MPa ISO178
　　3.1.2 美国标准
　　美国是聚乙烯双壁波纹管最大的市场，已经积累了几十年的经验，并就此成立了聚乙烯双壁波纹管协会CPPA，该协会对于适用材料的性能有较为细致的研究，并在标准中给出。美国国家公路和运输协会AASHTO制定的用于无压排水用聚乙烯波纹管的产品标准AASHTO M252和M294中规定了对于树脂质量和最终产品性能的要求(为3244420C),同时该标准中对产品的设计规范中也包含对于原料树脂的性能要求(为315412C)[3].早期美国产品标准与设计规范中对材料性能要求有矛盾之处，1996年该协会统一为335420C，根据美国聚乙烯波纹管的发展要求，此后对于原料的要求有所改进，2003年根据协会多年技术研究的结果及客户多年使用经验确定原料的要求为335400C。详细如附表2所示[4][5]。
　　从表1、2(表2 略)可见，美国标准与欧洲标准主要差别是关于材料的长期性能，欧洲标准以静液压试验设计来衡量，美国标准用ESCR性能来标定。
　　欧洲标准中对于材料的要求较为严格，美国标准对于树脂的性能规定的较为详尽，可以指导用户采用合适的原料，而保证管材的质量。
　　2 我国原料使用情况
　　我国HDPE 埋地排水管原料使用情况较为混乱。
　　我国近两年进口料量较大，主要来自韩国、美国与沙特。进口料分为两大类，其中主要是膜级料如9001、8800等，少量为美国进口的专用料。采用膜级料生产的管材的环刚度可以达到要求，但其相对平均分子量较高，这是根据薄膜的成型要求设计的，膜级料的加工温度相对明显较高，这增加了设备的生产能耗，也降低了生产效率，因此是很不可取的。进口专用料的质量也参差不齐。
　　2003年以前，国产料的市场占有率相对较低，这些树脂密度普遍低于0.945 g/cm3，由于密度较低，它们的弹性模量均低于800MPa，必须通过改性才能达到管材环刚度要求，但改性后的树脂的韧性(主要表现在材料的断裂强度、断裂伸长率大幅度下降)与ESCR性能下降，从而影响了管材的质量，因此这类树脂并不适用于HDPE埋地排水管。国内专用料的短缺严重制约了HDPE埋地排水管的发展。
　　3.国产原料的技术进展
　　面对国内现状，中石化总公司燕化公司根据用户的要求和考虑市场的需求，运用全面的技术知识不断创新，继成功开发HDPE通用级管材专用料6100M、压力管专用料双峰PE80级6380M之后，于2003年3月在国内率先研制开发埋地排水管材专用料6360M。