...3 2003 冷热水用氯化聚氯乙烯PVCC 管道系统 第3部分 管件
冯文祥
[摘 要]氯化聚氯乙烯（PVC-C）材料是九十年代最先在国外被研究和发展起来的一种给水管的新材料。随着其应用的增加，不久便被传到我国。到九十年代中期，我国开始对其相关参数及性能进行深入研究，由此使其广泛应用于给水管中。笔者对PVC-C管材的相关参数及优越性能进行详细的分析介绍，并对其开发背景、加工工艺及其他应用进行讨论。
[关键词]氯化聚氯乙烯；冷热水管；加工技术
中图分类号：TU532.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）31-0384-01
前言
随着社会的不断发展以及城镇化步伐的逐渐加快，给水、排水、排污以及天然气输送等都需要使用大量的管材，由此管道行业迎来了一个空前的机遇。目前市场上的管材种类多样，随着塑料管道业的发展，特别是在室内供水管和室外埋地高压电力护套管等方面，PVC-C管的优越性越来越被人们认识，应用也越来越广泛。
1.氯化聚氯乙烯（PVC-C）冷热水管的介绍
1.1 PVC-C材料的相关参数
现阶段我国研制的PVC-C材料的聚合度在1000左右，K值=65。而氯化聚氯乙烯材料的含氯量是该材料的重要指标，一般来看，含氯量在67.0%-67.6%的材料都是合格的，而其具体的含量可以根据材料的不同应用方面而设计生产，而应用于给水管中的PVC-C材料的含氯量一般为67.3%。氯化聚氯乙烯的挥发物含量也是影响材料质量的一个重要方面，而且挥发物的含量还直接限制了其应用。目前国际上质量最好的PVC-C材料挥发物含量可以低至1%，但是目前我国的市场上的PVC-C材料的挥发物含量可以控制在2%以内，这足以满足给水管对于材料的要求。
1.2 PVC-C管材作为冷热水管的优越性
1.2.1 优异的机械强度
相比一般的聚烯烃给水管来说，PVC-C材料的给水管更为坚固。因此，在安装的时候，就可以减少一些支撑材料，从而降低了施工操作的复杂程度，并且降低了成本。此外，与其他材质的给水管相比，PVC-C材料的给水管可承受更大的压力，其产品环刚度可达到10Kpa，明显高于国家对于给水管管材的要求。PVC-C管材的坚固性还体现在其抗冲击强度高，并且远高于国家标准，有效的增加了管材的质量。
1.2.2 使用寿命长
一般情况下，聚烯烃管材及其连接构件由于氧化而易造成老化。但由于氧气很难透过PVC-C管材，因此就不容易对其内部金属构件造成氧化。另外，PVC-C材料在高温条件下仍具有耐酸碱的性质，强酸、强碱都不会对管材造成腐蚀，甚至我们可以用PVC-C管材来运送HCl、NaOH等物质，这些都使得PVC-C管材的使用寿命很长，有时甚至能达到50-60年。而且PVC-C管具有较高的抗紫外线能力，可以在室外使用，这一点是其它的管材很难做到的。
1.2.3 优良的阻燃性
所有PVC材料都有一定的阻燃性，但PVC-C管材的阻燃性更为优越，这主要与它的燃烧特性有关。PVC-C的燃点温度为482℃，氧指数为60，环境氧气必须达到一定的密度时，PVC-C材料才能燃烧。从这里可以看出，PVC-C材料的燃烧力很低，只要其离开火源，就会熄灭。这主要就是由于其中氯的含量较高，也导致了PVC-C材料有较高的烟密度指数，在其燃烧时只会产生少量的气体，并且其中不含有有毒有害的气体。
2.氯化聚氯乙烯（PVC-C）管材的開发与应用
2.1 PVC-C冷热水管的开发背景
一直以来，我国建筑物的冷热水管主要是以镀锌钢管为主的金属管。在逐渐的发展和生产过程中，各地的部，省文件再三强调淘汰使用镀锌钢管，并且规定在2001年5月底前完全停止使用，推广使用PE管等其他化学管材。但通常情况下，普通的塑料给水管难以承受较高温度的热水，因此，研发出一种耐热性更高，更加环保的给水管材成为一项重要的课题。
2.2 PVC-C管材的一般加工工艺
氯化聚氯乙烯（PVC-C）是以PVC树脂为原料经氯化制得的一种新型高分子材料。其生产方法主要有3种，即溶液法、气固相法和水相悬浮法。溶液法由于使用有机溶剂，能耗较高，目前几乎被淘汰；水相悬浮法操作简单，产品性能较好，是生产PVC-P的主要方法，但这种方法流程较为复杂，产生污染物质较多，成本较高；气固相法流程简单，产生的污染物少，但传热效果差，不易大规模生产。
2.2.1 配方方面
PVC-C管材主要是由PVC与PVC-C树脂二者混合配制而成，这两种材料的不同配比导致生产出的PVC-C管材形变达到一定深度时的温度，即维卡软化温度的高低不同。PVC-C树脂含量越高，维卡软化温度越高，管材的耐热性越好。
PVC-C管材的设计配方，以PVC-C树脂为母料，辅以稳定剂，外润滑剂，改性剂，填充剂以及着色剂。
2.2.2 加工工艺
PVC-C管材的加工工艺主要体现在以下四个方面：第一，混合工艺。在高速混合时，应注意混机温度的设定以及投料的顺序，以确保各种配料能够充分混合；第二，挤出成型工艺。该阶段是决定产品塑化程度以及最后形状的重要阶段，要注意各个功能分区的温度设定；第三，定型工艺。管材挤出后经冷却定型。冷却可以采用水浸和喷淋两种方式。定型需要使用定型套进行内径定型和外径定型；第四，牵引工艺。为了引出管材，需要给管材提供一定的牵引力，牵引速度主要由挤出速度决定，比挤出速度略快。
2.2.3 捏和要点
第一要注意加热顺序。CPVC或与PVC先进捏和锅，然后紧跟的是稳定剂，其次是加其它各种添加剂，最后是使系统提高冲击强度的MBS和CPE加白油的料。这里要介绍的是聚卤代烯烃是需要稳定剂的进入，防止受热放出氯化氢（HCL）后加速分解，其余东西后面加入，是让稳定剂和聚卤代烯烃增加接触机会，至于最后加入MBS和CPE加白油，是使整个配料的系统材料特点显示出来，这才是用户所要求的。
第二控制捏和温度。捏和温度宜≤105℃。目前有的生产单位达到≥110℃，这是不好的，捏和只起到拌和的作用，没有塑化的要求，如过高的捏和温度和过长的时间会给材料带来热应力，对管材今后的性能和安装施工使用带来问题。
第三注意双螺杆挤出机生产时的扭矩。鉴于含有CPVC原料，其加工的流动性较差，因此，我们除了在配方中考虑了这一情况外，还把扭矩定在35～60才能生产，一般40—55比较好，这就需要调节温度、压力，甚至最后回过来再改善配方，使之可以生产，当成品性能能够达到原来要求的标准，才算成功。
2.3 PVC-C管材的其他应用
PVC-C管材除了被应用于输送冷、热的生活用水之外，还被广泛应用于食品及饮料工业及排放含有腐蚀性化学物质的热的工业废水。PVC-C管材由于具有多种优越性，被广泛用于城市电网建设和改造；城市市政改造工程；民航机场工程建设以及工程园区、小区工程建设等各种场所。
3.结语
氯化聚氯乙烯（PVC-C）管材是国内比较新型的一种管道，独特的优越性使其越来越受欢迎，应用越来越广。但是要想让它的各项性能正常发挥，必须严格控制加工过程中的各个环节，这样才能生产出符合要求的管材。
参考文献
[1] 唐克能.冷热水用氯化聚氯乙烯（PVC-C）管道[J].上海建材，2014（5）：12-13.
[2] 肖祥哗.氯化聚氯乙烯（PVC-C）管材的研制[J].上海塑料，2012，14（4）：27-28.
