高密度聚乙烯管材国内外应用开发现状

综　述　石化技术，１９９７，４（３）：１８７～１９０　高密度聚乙烯管材国内外　应用　开发现状　／　。　·　本文详细阐述了高密度聚乙烯管材国内外发展趋势和应用开发现状。通过分析可以　美羹词：童奎直最刍筮缈垂　现状　／ｄ　高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）作为三大聚烯烃材料　之一，产量高，并具有全面的物理机械性能，易于加　材料　１９６８年以前　１９６８　１９６９　１９７０　１９７１　工成型，被大量应用于管材生产。在传输燃气、供　ＰＥ　４２　６１　７７　９８　１Ｏ６　ＰＶＣ　２６　１５　１６　１５　１３　热供水，建筑排污等领域得到广泛应用，并以其它　ＣＡＢ　１６　８　８　５　２　材质管无法比拟的耐腐蚀性，极低的安装费用等特　ＡＢＳ　０　一　一　点赢得了近年来的迅速增长，不断引起管道界、塑　ＦＲＰ　７　４　８　８　８　料界的高度重视。本文着重就ＨＤＰＥ管材，交联　住｛ＰＥ一囊乙烯　Ｐ、　ｃ一襄氯乙烯　ＣＡＢ一醋酸　丁醣纤维　ＨＤＰＥ管材的应用情况及发展趋势作一概述。　隶ＡＢｓ一丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共囊钉ＦＲＰ玻璃　奸雏增强塑料　Ｉ　ＨＤＰＥ管最有前途的领域一燃气管领域　１９７０年英国塑料管在１９７０ｋｍ的总输配管中仅占　１．１国外ＩｔＤＰＥ燃气管市场占有率已超过９０％　５％；而到１９８３年其塑料燃气管的普及率也已达　塑料管道在传输燃气方面的应用已有五十多　９０％以上。目前，欧美市场城市煤气管平均普及率　年的历史，其中具有代表性的有聚氯乙烯管　为６２％。法国普及率为６５％，西德为５５％，而丹　（ＰＶＣ）、改性聚氯乙烯管、高密度聚乙烯管　麦竟达９２％。图１给出１９８３年度欧美各国燃气　（ＨＤＰＥ）、中密度聚乙烯管（ＭＤＰＥ）等。由于对　管的普及率。　ＰＶＣ的抗冲击性能及抗破裂扩展性能的忧虑，到　１．２　ｔｌＤＰＥ燃气管的特点及经济性　６０年代初，ＰＶＣ管在燃气传输领域的用量急剧减　塑料管之所以得到很大发展，其主要原因是与　少，而ＰＥ管的用量却快速上升，见表１＿ｌｊ。　钢管及铸铁管相比具有如下优点。　随着ＰＥ别是ＭＤＰＥ管在燃气传输领域的地　（１）输送燃气时，塑料管的抗腐蚀能力比金属　位日益巩固。在６０年代，美国铺设的塑料燃气管　管强，塑料管没有电化学腐蚀。这种优越的抗腐蚀　的总长度为２０　４万ｋｍ，约占整个铺配管道的　能力，大大节约了燃气系统的维修成本。　ｌ０％；到１９８３年塑料燃气管道普及率已达９０％。　（２）塑料管比相同尺寸的金属管要轻的多．ＰＥ　与银的比重相比为１：８，因此塑料管易于运输和安　作者简介　装。　尹智生　１９９ｏ年毕业于天津大学高分子化工专业．一直从事高　（３）ＰＥ管较为柔软，在一定的管径范围内可以　分子材料的改性、挤出工艺和舒品成型等研究工作　通过盘管的形式出售。加之其联接又可采用焊接　维普资讯 http://www.cqvip.com

１８８·　石化技术１９９７年第４卷第３期　方式，所以与金属管相比，安装既方便又节省管件，　大大降低了安装费用。　（４）生产能耗低，仅为钢管的１／８。　（５）安全性高，塑料管不存在腐蚀，泄漏大大减　少，受到外界损害时，较易梭发现。　由于以上诸多优点，使得ｌｉＤＰＥ管材替代金　属燃气管成为必然。　１．３　ＭＤＰＥ是燃气管道的董选树脂　在塑料燃气管的发展历史中，用ＰＥ取代ＰＶＣ　已是大势所趋，ＰＥ管的占有率已达舯％～９ｏ％，　但在这种取代趋势的发展过程中，ＰＥ材料本身也　发生变化，已由原来的ＨＤＰＥ占有燃气管市场发　展到由ＭＤＰＥ、ＨＤＰＥ共同占有。表２列出了美国　及英国几家燃气公司ＰＥ管的使用情况，可以看出　很多燃气公司已改用ＭＤＰＥ管道。　田１欧羹各重ＰＥ燃气蕾的蕾及睾　裹２其羹几毫燃气公司ＰＥ蕾的使用情况　用户　供气压力　ＰＥ管占年用量　公司名称　，万　的比例，％　使甩塑料管变迁情况　南加刺福尼亚燃气公司　３６５　１　３７３×１　７５～３０　５０年代开始甩ＣＡＢ．六十年代改甩ＰＶＣ，１９６８年改甩　（洛杉矶）　或４．１ｌ９ｘ１０　ＭＤＰＥ　太平洋燃气与电力公司　２６１　４　１１９×１０５　９０　５０年代开始用ＰｖＣ．１９６５年开始用ＭＤＰＥ　（旧金山）　袁１７６５　隆斯达燃气公司　ｌ１０　４　１１９　ｘ１０’　９８　１９６７年开始甩ＭＤＰＥ＋　（选拉斯）　或３．３３４×１０　或１７６５　国民燃气公司　１００　１７６５或９　８０７　５０　１９５３年开始用ＣＡＢ．１９７１年开始用ＨＤＰＥ（改良型）　（芝加哥）　ｘ１０’～１　３７３　ｘ１０ｓ　华盛顿燃气公司　５４　ｌ　４７１　ｘｌ０ｓ或　干昔：７２　１９６５年开始甩ＨＤＰＥ，１９６７年改甩／ＨＤＰＥ改良．１９６８年　（华盛顿）　ｌ４７ｌ　配管：９８　开始使用ＭＤＰＥ　康荠里达拉受迪避公司　１０５　４　１１９×１０’～　干管：６５　１９７１年使用ＭＤＰＥ．１９７２年使用ＨＤＰＥ（改良型）　（纽约）　１５６９　嗣管：８０　长岛ｊＩＩｌ明公司（纽约）　４４３　４　１１９×ｌ０　１９６６年使甩ＨＤＰＥ．１９７３年改用ＭＤＰＥ　渡士顿燃气公司　５５　４　１１９×１０’　１９６０年甩ＨＤＰＥ．１９７０年改甩ＭＤＰＥ厦ＨＤＰＥ（改良璺）　（渡士顿）　东南燃气区（美国）　１７０　７３５５　７Ｏ　１９６０年开始用ＨＤＦＥ，１９８０年改甩ＭＤＰＥ　东部燃气区（英国）　ｌ００　７３５５　支管：７０　１９６５年甩ＰＶＣ　１９７１年使甩ＭＤＰＥ　配管：９５　ＭＤＰＥ燃气管比ＨＤＰＥ管具有如下优点：　（４）ＭＤＰＥ更易于注射成型，更易获得质量　（１）ＭＤＰＥ管具有更长的使用寿命，使得在　良好的管件。　燃气传输中采用ＭＤＰＥ能取得更多的安全保障。　（５）ＭＤＰＥ具有更好的抗环境应力开裂性　（２）ＭＤＰＥ管具有更好的焊接性能，这是由　能。　于ＭＤＰＥ的结晶度较低，熔融温度范围较宽。在　（６）ＭＤＰＥ的裂纹增长速度比ＨＤＰＥ慢。　焊接时，可在较短时间、较低温度下得到很粘的熔　（７）ＭＤＰＥ具有更好的压管性能。　体，这对获得良好性能的焊缝更为有利。　１．４国内Ｉ－ｔＤＰＥ蕾材研究开发现状　（３）ＭＤＰＥ具有更低的残余应力。　管材是ＨＤＰＥ的主要制品之一，可广泛应用　维普资讯 http://www.cqvip.com

尹智生等．高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）管材国内外应用开发现状　·ｌ８９·　于石油、矿山、建筑等领域。北京塑料研究所通过　生细菌。　发达国家ＰＥ燃气管的发展预测，在我国燃气输　（２）不含有害成份，无毒。完全通过ＦＤＡ标　配系统可望较快发展。将燃气管长期使用结果与　准．可用做上水管和饮水管。　国外同类型管材进行比较，表明国产ＰＥ燃气管　（３）耐热性高，普通ＰＥ管耐热为５５℃，ＸＬＰＥ　已满足国际有关标准；同时对ＰＥ燃气管评价方　耐热可达９０℃以上，同时耐低温达一７０℃。　法的新进展也进行研究。齐鲁石化公司研究院研　（４）交联度高、密度大、耐压性好，耐水压可达　制的ＨＤＰＥ燃气管道专用料经试验，其性能达到　１０１ｋｇ／９０℃。　ＩＳＯ及ＡＳＴＭ标准。尤其是具有杰出的环境应　（５）耐腐蚀性好，可耐大多数化学药品。　力开裂（ＥＳＣ）性能，抗老化及长期抗压特性，可满　（６）与金属管相比，其隔热性良好，能节约能　足在０．３９２ＭＰａ压力下使用５０年的要求。由无　源。在相同管径下。水流通量比金属管大。　锡塑料五厂、上海市燃气公司和江苏省塑料公司　（７）可弯曲性好，ＸＬＰＥ管剐中有柔，能任意　联合开发成功ＨＤＰＥ埋地输送燃气管道。经在　弯曲，不会因脆性而断裂。　全国５个试验区两年多的应用试验，获得成功。　（８）安装方便，可配金属配件，维修方便。　该燃气管综合性能达到８Ｏ年代国际先进水平，强　２．２交联聚乙烯（ＸＩＬＰＥ）管的应用领域　度与金属管相当，耐腐蚀性比金属管好，使用寿命　交联聚乙烯管材作为一种新型塑料管材，由　比金属管长一倍多．铺设２０年内不需检漏，成本　于其巨大的价格性能综合优势及产品性能的先进　比金属管低２０％　安装施工费用低３Ｏ％。扬子石　性，决定其具有广泛的应用领域和市场潜力。　化公司研制成功的ＨＤＰＥ矿用固液输送管，质　ＸＬＰＥ管的应用范围。包括建筑工程中的冷热水　轻、耐腐蚀、耐磨损、不结垢，耐大气老化和低温性　管、饮用水管、空调系统中的水管；煤气热水器进　能好。使用温度达一４０℃。其专用料各项技术指　出水管。寒冷地区的地板加热管、暖气管，煤气管　标均达到德国Ｈｏｅｃｈｓｔ公司的ＧＭ５０１０Ｔ２树脂的　等。还可用作食品工业中的牛奶饮料，果酱等液　标准。扬子石化公司研究院用从德国Ｒｅｉｎｆｅｒｉ　体食品的输送管，化学工业中化学液体和气体有　ｈａｕｆｅｒ引进的生产线，探索了管件生产工艺的要　机溶剂输送管等。　点，并已试制出产品。山东潍坊塑料总厂对ＰＥ　２．３　ｘＬＰＥ管国内外发展状况　扩口管材进行了开发和应用。齐鲁石化公司对耐　近十多年来，国外在这一领域的研究工作颇　环境应力开裂管道焊接性能进行了研究。　为活跃。尤其是瑞士Ｎｏｋｉａ—Ｍａｉｌｌｔｆｅｒ公司、　自１９９３年３月建设部城建司主持召开了推　Ｗｉｘｒｂｏ公司、意大利的Ｉｎｌｔｒｓｏｌ公司和日本三井　广应用会，交流了上海、广州、深圳、成都等燃气公　公司对ＸＬＰＥ管材的研究与开发应用最为有效，　司试点试验，并在上海　福建、哈尔滨等地分别进　它们目前已向中国市场拓展。这种在８５～９５℃　行了１００００ｍ２住宅试点。在哈尔滨城市燃气管　下使用寿命达５０年的ＸＬＰＥ热水管具有质轻、不　建设中，铺设３００ｋｍＨＤＰＥ燃气管道；在即将竣工　锈蚀、耐螨变性好、安装简便、价廉、使用寿命长等　的陕京输气工程中，齐鲁石化公司提供了２０００余　优点。成为家庭热水系统（８０～９０℃）及北方低温　ｔ　ＨＥ）ＰＥ管材，为ＨＤＰＥ燃气管大规模应用打开　地区供热工程中最具竞争力的热水管材。国内对　了新局面。　ＸＬＰＥ管的研究尚处在起步阶段。国内目前建材　２交联聚乙烯（ＸＬＰＥ）管材国内外研究开　用塑料管主要还是以ＰＶＣ管居多。而且交联ＰＥ　发状况　（ＸＬＰＥ）管的开发符合我国开发多用途、高品质、　高附加值建材的方向，具有广泛的应用前景和市　交联聚乙烯是在普通聚乙烯中添加交联剂，　场潜力。　使聚乙烯结构形成交联结构。交联后较普通ＰＥ　国内ＸＬＰＥ管材的开发，主要厂家有：无锡乐　会有较高的耐热性；同时耐环境应力、抗蠕变、机　万管道｛５ｊ品有限公司．哈尔滨塑料六厂。目前．国　械强度等性能大大提高。从而拓宽了ＨＤＰＥ管　内已引进的交联ＨＤＰＥ管材生产设备至少有二、　材的应用领域。　三套．年需求量均为１～１．５万ｔ交联ＨＤＰＥ。并　２．１　ＸＬＰＥ瞥材性能特点　有一些厂家正在计划引进．交联ＨＤＰＥ管材专用　（１）ＸＬＰＥ管不含任何增塑剂，不会霉变和滋　料的需求正日益增加。　维普资讯 http://www.cqvip.com

１９０·　石化技术１９９７年第４卷第３期　３国内ＨＤＰＥ管材用树脂的开发情况　比拟的优越性。在国外已广泛应用于燃气管领　域，市场占有率已超过９０％。国内在这方面的探　目前．国内采用引进技术生产的（或将要生产　索、开发、推广也已走过了十多个春秋。ＨＤＰＥ燃　的）ＰＥ燃气管道中较好的．有辽化的ＧＭＣ　Ｓ０１０Ｈ　气管正在逐步被中国建筑业所接受，一旦市场成　（采用西德Ｈｏｅｅｈｓｔ公司技术生产）及齐鲁石化的　熟．燃气管用ＨＤＰＥ树脂市场是巨大的。　ＤＧＤ３１９０（采用美国ＵＣＣ技术生产）均为ＨＤＰＥ　（２）交联聚乙烯（ＸＬＰＥ）管材，由于其性能优　树脂。扬子石化公司和大庆石化总厂的６１００Ｍ　越，拓宽了ＨＤＰＥ管材的应用领域，是一种多用　树脂（类似于美国菲力浦公司的Ｄｒｉｅｓｏｐｉｐｅ７０００　途、高品质，高附加值的建材。具有广阔的应用前　树脂）都是乙烯和ｌ一丁烯的共聚物。目前齐鲁　景和市场潜力。目前国内市场被国外几家大公司　石化新开发的管材专用树脂ＨＤＰＥ２４８０更适用　所垄断，因此，尽早尽快开发交联ＨＤＰＥ树脂，替　于做管材。燕化公司乙烯装置ＨＤＰＥ树脂牌号　代进口，具有显著的经济效益和深远的社会效益。　中６１００Ｍ与上述管材树脂相近，有望开发为管材　（３）在ＨＤＰＥ管材树脂开发方面，齐鲁、扬子　树脂。　石化公司都开发了专用牌号。我们燕化公司落后　了一步。二十一世纪的树脂市场是专用树脂和高　４　ＨＤＰＥ管材标准制订情况　附加值树脂的市场，在ＨＤＰＥ燃气管中国市场日　我国在ＨＤＰＥ管材标准制订方面做了大量　趋成熟之际，我公司能借助这一优势，及时开发生　工作，其主要参照国际ＩＳＯ和ＡＳＴＭ标准，目前　产ＨＤＰＥ管材专用牌号将会成为新的利润增长　已制订了ＨＤＰＥ输水管、燃气用埋地聚乙烯管、　点。　建筑用上水承压管等标准。输油用埋地钢质管道　［收稿日期：９７—０５—３Ｏ］　包覆用聚乙烯管、排污管及交联聚乙烯标准制定　工作仍在试验、取样、评价阶段。在ＨＤＰＥ管开　参考文献　发中，ＨＤＰＥ水管的开发从原料到管材成型技术　已比较成熟．推广较好。对于燃气管道用ＨＤＰＥ　１　ｐｉｐｅｆｉｎｅｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｏｃｔ１９８４　２　ＰｊＤｅ　Ｌｉｎｅ　ａｎｄ　Ｇａｓ　Ｊａｎｒｍ［Ｊｕａ　１９８５　树脂开发的工作，国内各石化公司仍处在攻关阶　３　ｐｉｐｅ　ｌｉｎｅ　ａｎｄ　Ｇａｓ　Ｊｕｍａ［．１９８５　段，目前存在的问题是专用牌号少，仅有的几个牌　４国外煤气１９８６．２４　号质量也不稳定。建筑用上水管、排污管、交联　５塑料加工１９９３．１　ＨＤＰＥ管专用ＨＤＰＥ树脂牌号尚未开发。因此，　６塑料加工应用１９９３．４　目前开发不同用途的ＨＤＰＥ管材用树脂牌号显　７高分子材料科学与工程１９９２．４　８塑料科技１９８６．１　得尤为重要。　９合成树脂及塑料１９９２．１　５结束语　１０现代塑料加工应用．１９９１．３　（Ｉ）ＨＤＰＥ管材由于具有其它材质管材无法　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　ＡＮＤ　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ　ＯＦ　ＨｌＧＨ　ＤＥＮＳＩＴＹ　ＰＯＬＹＥＴＨＹＬＥＮＣＥ　Ｐｌ　ＰＥ　Ｙｉｎ　ｚｈｉｓｈｅｎｇ　Ｄｉｎｇ　Ｌｅｉ　Ｄｕ　Ｊｉａｎｑｉａｎｇ　Ｇｕ　Ｌｉａｎｂａｏ　Ｚｈｏｕ　Ｌａｎ　（Ｒｅｓｉｎ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔ￣ｕｔｅ，ＢＹＰＣ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）　ＡＢｓＴＲＡＣＴ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ＨＤＰＥ　ｐｉｐｅ　ｉｎ　ＭＤＰＥ　ｐｉｐｅ　ａｎｄ　ｃｒｏｓｓｉｎｇ　ＨＤＰＥ　ｐｉｐｅ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｔｈｅ　ｔｈｅ　ｗｏｒｌｄ　ｉｓ　ｒｅｐｏｒｔｅｄ，ＨＤＰＥ　ｐｉｐｅ　ｉｓ　ｍａｉｎｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｎｅｘｔ　ｔａｒｇｅｔｓ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ＨＤＰＥ　ｒｅｓｉｎ　ｆｏｒ　ｐｉｐｅ　ｔｈｅ　ｆｕｅｌ　ｇａｓ　ｐｉｐｅ　ｆｉｅｌｄ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｆｉｅｌｄ　ａｎｄ　ａｃ－　ｗｉｌｌ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｒｅｓｕｌｔｓｃｏｕｎｔ　ｆｏｒ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　９０　ｐｅｒ　ｃｅｎｔ　ｏｆ　ｍａｒｋｅｔ　ｓｈａｒｅ　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＨＤＰＥ，Ｐｉｐｅ，Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　，