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詳情內(nèi)容 氯化聚氯乙烯(PVC-C)管道的特點
CPVC樹脂于上世紀30年代問世，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樹脂的是美國古立德公司于1958年，1961年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。目前，國外能生產(chǎn)該原料的公司主要有諾譽化工（原古立德公司的功能原料部）公司、德國的BASF公司、日本的積水化學公司和鐘淵化學公司。國外的原料含氯量大，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，國產(chǎn)原料更是無法與之相比。
我國于上世紀50年代中期開始研制溶液法合成CPVC。80年代中期實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。目前國內(nèi)原料生產(chǎn)廠家數(shù)量很少，主要分布在山東省，云航實業(yè)生產(chǎn)的CPVC樹脂性能較好可用于生產(chǎn)管道外，其它的公司生產(chǎn)的CPVC樹脂主要用于生產(chǎn)粘合劑。
CPVC樹脂的主要原料為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。一般來說，可用許多不同的方法 (如通過加熱或UV照射) 來引發(fā)PVC和氯根據(jù)自由基反應(yīng)礎(chǔ)機理進行化學反應(yīng)，如圖為PVC自由基氯化作用反應(yīng)過程。
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。諾譽公司生產(chǎn)的CPVC樹脂氯含量，可由原普通PVC氯含量的56.7%提升至74%，而國產(chǎn)CPVC樹脂的氯含量僅為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，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），因而使其熱變形溫度上升。CPVC產(chǎn)品的使用溫度.高可達93-100℃，較PVC提高30-40℃，同時改善了PVC的抗化學性及抗腐蝕能力，能抗強酸、強堿、鹽、脂肪酸鹽、氧化劑及鹵素等的化學腐蝕。另外，CPVC的抗張強度、抗彎曲強度較PVC也有所改進。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。
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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項目 |
擠出 |
注塑 |
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維卡軟化點，℃ |
110 |
105 |
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抗張強度，MPa |
55.0-65.0 |
55.0-65.0 |
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抗沖強度，(J/M) |
53.3-266.7 |
26.7-266.7 |
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彎曲屈服強度，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)在以下幾個方面：
1、堅固、耐高溫
由于CPVC較PP-R、PE-X堅固，在同樣壓力下，CPVC可以使用更小的管徑而達到與PP、PE-X管同樣的水流量，從而可節(jié)省材料費用和安裝時間。與其它熱塑性塑料相比，CPVC在不同溫度下都有卓越的機械性能，適于受壓的場合，使用溫度可高達93℃，壽命可達50年。
2、安裝方便
其連接方法與PVC十分相似。.為常用和.簡單的連接方法為化學冷溶劑熔接。其它連接方法還有螺紋連接、法蘭連接和焊條連接。
3、無透氧腐蝕
CPVC本身具有抗氧性，因此不會有散熱器中由于氧滲透所帶來的金屬腐蝕。
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，可能會滲入供水系統(tǒng)，導致難聞的氣味。
5、不受水中氯的影響
很多的聚烯烴材料（包括PP、PE）遇水可能會分解，而CPVC則不會受水中余氯的影響，不會出現(xiàn)裂痕和滲漏。
6、良好的阻燃性
CPVC限氧指數(shù)為60，因而在空氣中不會燃燒。具有無火焰滴露，不增加火載，限制火焰擴散，低煙霧生成特性。
7、CPVC對無極強酸、強堿具有極佳的化學阻抗性。
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、導熱性能低
CPVC的熱傳導系數(shù)僅為1.05，熱力不容易從管道散發(fā)，管道熱損失少。
9、細菌不易繁殖
由于CPVC不受水中余氯的影響，不會產(chǎn)生裂痕和滲漏，管道內(nèi)壁光滑，細菌不易滋生。研究表明，CPVC管道內(nèi)細菌的滋生數(shù)值遠遠低于其它材料如銅、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)造成高溫受熱時的蛇行彎曲，及存在安全隱患又不美觀。
11、時間的考驗
沒有一種熱塑性材料象CPVC那樣，歷經(jīng)四十年熱水系統(tǒng)的考驗而免于維護，表現(xiàn)出其優(yōu)勢的性能。
CPVC相對于PP的優(yōu)勢：
產(chǎn)品全，尺寸全（可做大口徑管材）；
安裝附件少，安裝費用低；
高溫機械強度高；
優(yōu)良的防火特性；
螺紋連接可達4英寸；
具有很強的耐強酸性；
熱膨脹系數(shù)低，無需增加保溫材料厚度或使用保溫性能高但價格昂貴的保溫材料；
可比溫度范圍內(nèi)的高壓承受能力；
相對于聚烯烴具有較強的預見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 |
有 |
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熱膨脹性 |
低 |
高 |
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支撐距離 |
長 |
短 |
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火災危險性 |
低 |
高 |
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熱損失 |
低 |
高 |
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受水中余氯的影響 |
無 |
有 |
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細菌積累 |
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 |
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 |
簡單 |
復雜 |
|
流動阻力 |
小 |
大(接頭原因) |
|
火災危險性 |
低 |
高 |
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實際使用經(jīng)驗 |
超過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)對比 |
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|
CPVC |
PVC |
PP-R |
PEX |
PB |
Cu |
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抗張強度(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 |
|
導熱系數(shù)(W/MK) |
0.14 |
0.14 |
0.22 |
0.22 |
0.22 |
>400 |
|
限氧指數(shù)(簡稱LOI) |
60 |
45 |
18 |
17 |
18 |
|
|
氧滲透(70℃cm /m.日.大氣) |
<1(不明顯) |
(無)似CPVC |
(無)似PB/PEX |
13 |
16 |
無(不明顯) |
出處：Saechtling-國際塑料手冊
現(xiàn)代塑料百科全書
化工手冊
CEN投標（歐標）
英國燃氣
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外徑 |
壁厚 |
（mm） |
|
|
（mm） |
CPVC |
PP |
PEX |
PB |
|
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，且長期與氧氣接觸，易被氧化，長時間使用其表層將會脫落，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 |
我國自來水采用氯消毒，水中余氯極易與金屬管道發(fā)生反應(yīng)；鍍鋅管長期與水接觸極易氧化腐蝕，銹蝕殘渣易堵塞管道及噴頭，造成極大安全隱患 |
PVC-C消防管道系統(tǒng)不透氧，因此不會因氧化而腐蝕。而且比其他管道更耐強酸、強堿的腐蝕。水阻小，不會存在火災時噴淋系統(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渣易堵塞管道及噴頭，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)使管道表面更堅固平滑，雜質(zhì)很難附著管壁，細菌無法附著管壁而滋生，管道系統(tǒng)具有超強的化學穩(wěn)定性，所以細菌無法從管道中獲取養(yǎng)分而繁殖，起到了很好的耐菌抑菌性能。 |
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保溫性 |
鍍鋅鋼管導熱系數(shù)高達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消防管導熱系數(shù)僅為0.137W/(MK),超低的導熱系數(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)過天消所強制測試認證，火場溫度1100°C，大火燃燒1小時后管道表面結(jié)碳形成保護層，管道內(nèi)壁光滑無損沒有任何問題，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；在實際的安裝過程中鋼管端面及套絲處無法二次鍍鋅，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，無需電動工具，工藝簡單，施工方便；
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安 裝 成 本 |
鍍鋅鋼管在安裝過程中要用生料帶和麻繩等耗材，需要大量輔助電動工具增加安裝成本，其質(zhì)量重，采用螺紋連接費時費力增加成本連接安全性不足， |
PVC-C消防管無需專業(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 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成本高 |
PVC-C消防管后期維護成本為零 |
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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到5~10年，而PVC-C消防管的使用壽命可以達到50年以上。 |
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綜合 造價 |
PVC-C消防管從價格上比較，和鍍鋅鋼管的價格相差不大，但從以上分析看，鍍鋅管在安裝維護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)是性價比.好的產(chǎn)品。PVC-C消防管一次安裝終身免維護 |
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