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詳情內(nèi)容 氯化聚氯乙烯(PVC-C)管道的特點(diǎn)
CPVC樹(shù)脂于上世紀(jì)30年代問(wèn)世，由西德AG法本公司采用溶液氯化法制得。.早利用懸浮法生產(chǎn)CPVC樹(shù)脂的是美國(guó)古立德公司于1958年，1961年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。目前，國(guó)外能生產(chǎn)該原料的公司主要有諾譽(yù)化工（原古立德公司的功能原料部）公司、德國(guó)的BASF公司、日本的積水化學(xué)公司和鐘淵化學(xué)公司。國(guó)外的原料含氯量大，質(zhì)量穩(wěn)定、加工性能好、熱變形溫度高。特別是管件用原料，國(guó)產(chǎn)原料更是無(wú)法與之相比。
我國(guó)于上世紀(jì)50年代中期開(kāi)始研制溶液法合成CPVC。80年代中期實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。目前國(guó)內(nèi)原料生產(chǎn)廠家數(shù)量很少，主要分布在山東省，云航實(shí)業(yè)生產(chǎn)的CPVC樹(shù)脂性能較好可用于生產(chǎn)管道外，其它的公司生產(chǎn)的CPVC樹(shù)脂主要用于生產(chǎn)粘合劑。
CPVC樹(shù)脂的主要原料為PVC和氯，因此從理論上講CPVC是由PVC單體經(jīng)氯化作用后而形成的。一般來(lái)說(shuō)，可用許多不同的方法 (如通過(guò)加熱或UV照射) 來(lái)引發(fā)PVC和氯根據(jù)自由基反應(yīng)礎(chǔ)機(jī)理進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，如圖為PVC自由基氯化作用反應(yīng)過(guò)程。
CPVC與氯的反應(yīng)數(shù)量隨其氯化方法的不同而有很大的差異性。諾譽(yù)公司生產(chǎn)的CPVC樹(shù)脂氯含量，可由原普通PVC氯含量的56.7%提升至74%，而國(guó)產(chǎn)CPVC樹(shù)脂的氯含量?jī)H為63.5-69%。由于CPVC氯含量的增加使得聚合物硬質(zhì)脆化溫度TG顯著提高。此外由于普通PVC分子質(zhì)量增加，也使得在氯含量相同時(shí)，Tg亦有所增加。
由于氯含量的增加，CPVC在結(jié)構(gòu)上分子的不規(guī)整性增大（結(jié)晶度下降，分子鏈的極性增強(qiáng)），因而使其熱變形溫度上升。CPVC產(chǎn)品的使用溫度.高可達(dá)93-100℃，較PVC提高30-40℃，同時(shí)改善了PVC的抗化學(xué)性及抗腐蝕能力，能抗強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、鹽、脂肪酸鹽、氧化劑及鹵素等的化學(xué)腐蝕。另外，CPVC的抗張強(qiáng)度、抗彎曲強(qiáng)度較PVC也有所改進(jìn)。與其他高分子材料相比，CPVC具有優(yōu)異的耐老化性，耐腐蝕性和高阻燃性等特點(diǎn)。
CPVC原料由于含氯量在63-74%較PVC（含氯量56-59%）高，加工粘度至少高一倍，而且CPVC密度（在1450-1650Kg/m 之間）比PVC大，上述數(shù)據(jù)決定了CPVC比PVC加工難度要大很多。
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CPVC硬質(zhì)材料的性能 |
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項(xiàng)目 |
擠出 |
注塑 |
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維卡軟化點(diǎn)，℃ |
110 |
105 |
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抗張強(qiáng)度，MPa |
55.0-65.0 |
55.0-65.0 |
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抗沖強(qiáng)度，(J/M) |
53.3-266.7 |
26.7-266.7 |
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彎曲屈服強(qiáng)度，MPa |
80.0-100.0 |
90.0-110.0 |
由于CPVC具有卓越的耐高溫、抗腐蝕和阻燃等性能而被廣泛用于制造各種不同工業(yè)管道，冷熱水管道和消防管道。CPVC管材的優(yōu)越性能體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1、堅(jiān)固、耐高溫
由于CPVC較PP-R、PE-X堅(jiān)固，在同樣壓力下，CPVC可以使用更小的管徑而達(dá)到與PP、PE-X管同樣的水流量，從而可節(jié)省材料費(fèi)用和安裝時(shí)間。與其它熱塑性塑料相比，CPVC在不同溫度下都有卓越的機(jī)械性能，適于受壓的場(chǎng)合，使用溫度可高達(dá)93℃，壽命可達(dá)50年。
2、安裝方便
其連接方法與PVC十分相似。.為常用和.簡(jiǎn)單的連接方法為化學(xué)冷溶劑熔接。其它連接方法還有螺紋連接、法蘭連接和焊條連接。
3、無(wú)透氧腐蝕
CPVC本身具有抗氧性，因此不會(huì)有散熱器中由于氧滲透所帶來(lái)的金屬腐蝕。
4、減少助劑的滲入
為防止氧化，某些改性塑料需要添加大量抗氧劑，可能會(huì)滲入供水系統(tǒng)，導(dǎo)致難聞的氣味。
5、不受水中氯的影響
很多的聚烯烴材料（包括PP、PE）遇水可能會(huì)分解，而CPVC則不會(huì)受水中余氯的影響，不會(huì)出現(xiàn)裂痕和滲漏。
6、良好的阻燃性
CPVC限氧指數(shù)為60，因而在空氣中不會(huì)燃燒。具有無(wú)火焰滴露，不增加火載，限制火焰擴(kuò)散，低煙霧生成特性。
7、CPVC對(duì)無(wú)極強(qiáng)酸、強(qiáng)堿具有極佳的化學(xué)阻抗性。
常用以替代金屬以處理侵蝕性物質(zhì)，如質(zhì)量較差的水，酸性物質(zhì)堿性物質(zhì)及其它水溶液。
8、導(dǎo)熱性能低
CPVC的熱傳導(dǎo)系數(shù)僅為1.05，熱力不容易從管道散發(fā)，管道熱損失少。
9、細(xì)菌不易繁殖
由于CPVC不受水中余氯的影響，不會(huì)產(chǎn)生裂痕和滲漏，管道內(nèi)壁光滑，細(xì)菌不易滋生。研究表明，CPVC管道內(nèi)細(xì)菌的滋生數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它材料如銅、鋼及其它塑料管道。
10、較低的熱膨脹
CPVC熱膨脹系數(shù)低于其它塑料，管內(nèi)通熱時(shí)膨脹很小，不象其它種類的管道（如PP-RRP）由于較高的膨脹系數(shù)造成高溫受熱時(shí)的蛇行彎曲，及存在安全隱患又不美觀。
11、時(shí)間的考驗(yàn)
沒(méi)有一種熱塑性材料象CPVC那樣，歷經(jīng)四十年熱水系統(tǒng)的考驗(yàn)而免于維護(hù)，表現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)的性能。
CPVC相對(duì)于PP的優(yōu)勢(shì)：
產(chǎn)品全，尺寸全（可做大口徑管材）；
安裝附件少，安裝費(fèi)用低；
高溫機(jī)械強(qiáng)度高；
優(yōu)良的防火特性；
螺紋連接可達(dá)4英寸；
具有很強(qiáng)的耐強(qiáng)酸性；
熱膨脹系數(shù)低，無(wú)需增加保溫材料厚度或使用保溫性能高但價(jià)格昂貴的保溫材料；
可比溫度范圍內(nèi)的高壓承受能力；
相對(duì)于聚烯烴具有較強(qiáng)的預(yù)見(jiàn)性及線性壓力回歸曲線；
更高的溫度上限。
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CPVC與PP-R的比較 |
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性能 |
CPVC |
PP-R |
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相同流量所需尺寸 |
較小 |
較大 |
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安裝方法 |
冷溶 |
熱熔 |
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安裝電力要求 |
無(wú) |
有 |
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熱膨脹性 |
低 |
高 |
|
支撐距離 |
長(zhǎng) |
短 |
|
火災(zāi)危險(xiǎn)性 |
低 |
高 |
|
熱損失 |
低 |
高 |
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受水中余氯的影響 |
無(wú) |
有 |
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細(xì)菌積累 |
很低 |
有 |
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CPVC與PEX的性能比較 |
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性能 |
CPVC |
PEX |
|
受水中余氯的影響 |
無(wú) |
有 |
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安裝后的外觀 |
直 |
彎曲 |
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產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性 |
統(tǒng)一的工藝,穩(wěn)定 |
多種工藝,不穩(wěn)定 |
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安裝 |
簡(jiǎn)單 |
復(fù)雜 |
|
流動(dòng)阻力 |
小 |
大(接頭原因) |
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火災(zāi)危險(xiǎn)性 |
低 |
高 |
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實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn) |
超過(guò)40年 |
僅幾年 |
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抗UV（紫外線） |
低 |
高 |
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基本性質(zhì)對(duì)比 |
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CPVC |
PVC |
PP-R |
PEX |
PB |
Cu |
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抗張強(qiáng)度(MPa,23℃) |
55 |
50 |
30 |
25 |
27 |
>300 |
|
熱膨脹數(shù)(X10 K ) |
0.7 |
0.7 |
1.5 |
1.5 |
1.3 |
0.2 |
|
導(dǎo)熱系數(shù)(W/MK) |
0.14 |
0.14 |
0.22 |
0.22 |
0.22 |
>400 |
|
限氧指數(shù)(簡(jiǎn)稱LOI) |
60 |
45 |
18 |
17 |
18 |
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氧滲透(70℃cm /m.日.大氣) |
<1(不明顯) |
(無(wú))似CPVC |
(無(wú))似PB/PEX |
13 |
16 |
無(wú)(不明顯) |
出處：Saechtling-國(guó)際塑料手冊(cè)
現(xiàn)代塑料百科全書
化工手冊(cè)
CEN投標(biāo)（歐標(biāo)）
英國(guó)燃?xì)?
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外徑 |
壁厚 |
（mm） |
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（mm） |
CPVC |
PP |
PEX |
PB |
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20 |
1.9 |
3.4 |
2.8 |
2.3 |
|
25 |
2.3 |
4.2 |
3.5 |
2.8 |
|
32 |
3 |
5.4 |
4.4 |
3.6 |
|
40 |
3.7 |
6.7 |
5.5 |
4.5 |
|
50 |
4.6 |
8.4 |
6.9 |
5.6 |
CPVC由于具有卓越的耐高溫、抗腐蝕和阻燃性，被廣泛應(yīng)用于制造各種工業(yè)管道、消防管道、冷熱水管道和高壓電力電纜套管。在食品飲料工業(yè)、金屬處理、紙漿與造紙、工業(yè)廢物處理、航空工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)也有不同程度的應(yīng)用。
消防系統(tǒng)云航實(shí)業(yè) PVC-C消防專用管與鍍鋅管的性能比較
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產(chǎn) 品 結(jié) 構(gòu)
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焊接鋼管外層經(jīng)過(guò)冷浸或熱浸鍍鋅而成，鍍鋅層僅為85μm；鍍鋅管的外層由于施工磨損極易破壞，且長(zhǎng)期與氧氣接觸，易被氧化，長(zhǎng)時(shí)間使用其表層將會(huì)脫落，減弱鍍鋅管的使用壽命，不能做到與建筑同壽命，它的壽命只能達(dá)到5~10年。 |
PVC-C消防管道主要成分為30%的氯化聚氯乙烯與70%的海鹽提取物，原料僅有祥生、路博潤(rùn)提供，一次注塑成型，純正原料保證管道的品質(zhì) |
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耐腐蝕性能 |
我國(guó)自來(lái)水采用氯消毒，水中余氯極易與金屬管道發(fā)生反應(yīng)；鍍鋅管長(zhǎng)期與水接觸極易氧化腐蝕，銹蝕殘?jiān)锥氯艿兰皣婎^，造成極大安全隱患 |
PVC-C消防管道系統(tǒng)不透氧，因此不會(huì)因氧化而腐蝕。而且比其他管道更耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的腐蝕。水阻小，不會(huì)存在火災(zāi)時(shí)噴淋系統(tǒng)失效的情況 |
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結(jié)垢 情況 |
鍍鋅管易于氧化造成內(nèi)壁粗糙，易結(jié)垢且氧化銹蝕形成氧化殘?jiān)锥氯艿兰皣婎^，造成極大安全隱患。 |
二次充氯的技術(shù)使得PVC-C管道系統(tǒng)具有優(yōu)越的抗紫外線和防滲氧性能;二次充氯的技術(shù)使管道表面更堅(jiān)固平滑，雜質(zhì)很難附著管壁，細(xì)菌無(wú)法附著管壁而滋生，管道系統(tǒng)具有超強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性，所以細(xì)菌無(wú)法從管道中獲取養(yǎng)分而繁殖，起到了很好的耐菌抑菌性能。 |
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保溫性 |
鍍鋅鋼管導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)16W/(MK)，熱量極易散發(fā)，管道保溫性能差；夏天極易結(jié)露，管道表面更易氧化腐蝕，大大降低使用壽命 |
PVC-C消防管導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.137W/(MK),超低的導(dǎo)熱系數(shù)，使得熱量不易從管道表面散發(fā)，因此管道的保溫節(jié)能性極佳；夏天不結(jié)露
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耐壓及長(zhǎng)期使用性 |
鍍鋅管由于腐蝕、氧化、鍍鋅層脫落等因素造成系統(tǒng)性承壓降低，壽命衰減 |
PVC-C消防管經(jīng)過(guò)天消所強(qiáng)制測(cè)試認(rèn)證，火場(chǎng)溫度1100°C，大火燃燒1小時(shí)后管道表面結(jié)碳形成保護(hù)層，管道內(nèi)壁光滑無(wú)損沒(méi)有任何問(wèn)題，管道仍可承壓7.1Mpa以上 |
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連 接 方 式 |
鍍鋅鋼管采用螺紋連接或卡箍連接或焊接；在實(shí)際的安裝過(guò)程中鋼管端面及套絲處無(wú)法二次鍍鋅，水與截面直接接觸造成二次腐蝕，加速鍍鋅管使用壽命的衰減且接口極易漏水造成安全隱患。 |
PVC-C消防管同材質(zhì)冷溶連接，無(wú)需電動(dòng)工具，工藝簡(jiǎn)單，施工方便；
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安 裝 成 本 |
鍍鋅鋼管在安裝過(guò)程中要用生料帶和麻繩等耗材，需要大量輔助電動(dòng)工具增加安裝成本，其質(zhì)量重，采用螺紋連接費(fèi)時(shí)費(fèi)力增加成本連接安全性不足， |
PVC-C消防管無(wú)需專業(yè)技術(shù)工人，施工速度為鍍鋅管安裝的1/10，縮短工期70%，節(jié)約人工70%以上。 |
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維 護(hù) 成 本 |
鋼塑管外層的鍍鋅管層，每隔幾年就要刷防銹漆，氧化腐蝕漏水等因素維護(hù)成本高 |
PVC-C消防管后期維護(hù)成本為零 |
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使 用 壽 命 |
從以上分析我們不難看出鍍鋅管的使用壽命只能達(dá)到5~10年，而PVC-C消防管的使用壽命可以達(dá)到50年以上。 |
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綜合 造價(jià) |
PVC-C消防管從價(jià)格上比較，和鍍鋅鋼管的價(jià)格相差不大，但從以上分析看，鍍鋅管在安裝維護(hù)上極大的增加了其成本，這樣我們不難看出PVC-C消防管在消防噴淋系統(tǒng)是性價(jià)比.好的產(chǎn)品。PVC-C消防管一次安裝終身免維護(hù) |
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