P E X a P E R T地暖管材综述Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】P E-X a、P E-R TWORD文档，可下载修改前言：近年来，地面供暖凭借其舒适节能的突出优势得到了市场和百姓的普遍认可。

地面供暖目前主要有低温热水地面辐射供暖、发热电缆地面供暖、电热膜地面供暖等几种形式。

目前在市场上占主流的是低温热水地面辐射供暖，其使用应用技术已经具有规范的产品标准、施工验收规程，已经是完全成熟的技术。

在低温热水地面辐射供暖系统中主要是通过传热媒介（水）在塑料管道的流动来传递热能并将其自下至上辐射至室内。

目前市场上可以采用的地板采暖管材有PE-Xa（过氧化物交联聚乙烯）、PE-Xb（硅烷交联聚乙烯）、PE-Xc（辐照交联聚乙烯）、PE-RT（耐热聚乙烯）、PP-R（无规共聚聚丙烯）、PP-B（抗冲击聚丙烯）、PB（聚丁烯-1）和PP-R铝塑复合管等管材。

地暖管材中PE-Xa以其卓越的性能和成本优势在工程应用中占据绝对优势，PE-RT在近两年来在市场上的发展速度也十分迅速。

本文旨在通过对PE-Xa和PE-RT两种应用量最大的管材从原料至施工进行全方位的介绍，以便于广大选用者更详细地了解材料，进而正确选用材料，从而促进地暖系统安全性的提高，使地面供暖行业更健康的持续发展。

一、原料介绍1、PE-Xa管材用原辅材料PE-Xa主要原料为一种特殊的高密度聚乙烯，为粉末状树脂。

目前国内市场的主要原料供应商有：韩国LG化学的HDPE XL1800；韩国湖石化学的HDPE 8100GX；韩国三星和大韩油化虽然也有PE-Xa专用料，但目前在国内市场基本看不到。

另据传，目前国内某石化企业已开始向市场推广其PE-Xa专用料。

辅助材料主要有交联剂、主抗氧剂和辅助抗氧剂。

目前行业内使用的辅料有进口和国产的分别，进口辅料生产厂家均为世界一些知名的化工企业，有Degussa（德固赛）、AkzoNobel（阿克苏.诺贝尔）、Ciba（汽巴）等，这些进口辅料的价格偏高，但其材料纯度较高，批次间稳定性好，生产的产品稳定性和性能较国内更好一点。

少数正规的厂家采用的都是上述原辅材料，而一般厂家或不重视或为降低成本较多选择价格偏低的辅料。

2、PE-RT管材料PE-RT即耐热聚乙烯，是Polyethylene of raised temperature resistance的英文缩写，目前市场上出售的PE-RT原材料多数为改性的中密度聚乙烯树脂。

众所熟知，一般PE给水管道的应用范围为低于40℃的温度，无法用于热水输送管道。

经过长时间探索，技术人员研究出一种采用乙烯和辛烯或者丁烯共聚的方法，通过控制侧链的数量和分布得到独特的分子结构，来提高PE的耐热性。

利用此种工艺得到的PE-RT树脂将使用温度大大提高，可以用于低温热水地面辐射供暖系统以及热水系统。

目前国内市场的主要PE-RT原料牌号有韩国LG化学的MDPE SP980以及韩国SK的MDPE DX980,另外陶氏化学的DOWLEX 2344E的性能也较好，但国内厂家使用的量并不大，BASELL（原料型号HDPE 4731B）以及韩国DAELIM（原料型号MDPE XP9000）去年以来开始加大在中国市场推广PE-RT原料的力度。

需要特殊说明的是，PE-RT和PE-Xa的使用条件是在较高温度（一般系统温度40-60℃，短时间可达80℃甚至100℃）下使用，所以GB/T18992-2003《冷热水用交联聚乙烯（PE-X）管道系统》以及CJ/T175-2002均对管材的原料选用作了严格的限制，要求选用经认证合格的材料。

首先要求原料为HDPE（高密度聚乙烯）,并且将由该材料制成的管材按照GB/T18252标准方法作出该材料的蠕变破坏曲线。

该材料的蠕变破坏曲线与标准中给出的预测静液压强度参照曲线相比较，试验结果的бLcl（长期静液压强度的置信下限值），在全部温度及时间范围内均应高于参照曲线上的对应值。

对应用于饮用水系统的PEX管材，还要求原材料符合GB/T17219卫生性要求。

生产厂家在购买使用前应要求其材料厂家提供其材料牌号的蠕变破坏曲线测试报告，否则并不能保证由其原料制成的材料达到50年以上的使用期限。

二、生产设备及工艺1、PE-Xa管材的生产设备及工艺PE-Xa树脂有超高的分子量，从表一中可以看出其熔指极低，其MFR＜0.01g/10min （测试条件2.16kg/190℃），可以看出其在熔融状态下流动性极差，根本无法用一般单螺杆挤出机进行生产，只能使用一种特殊的柱塞式挤出机在极高的压力下进行高压挤出成型。

为保证PE-Xa在热水中长期使用的要求，应在HDPE基料中同时加入交联剂、主抗氧剂和辅助抗氧剂等材料。

过氧化物交联工艺配方：HDPE99%，过氧化物1%，少量主辅抗氧化剂；其机理是对高分子量高密度聚乙烯基料，通过过氧化物交联剂，在高温、高压条件下，使聚乙烯的长分子链间产生化学键，实现化学交联，使之成为三维网状结构。

因为聚乙烯分子为不饱和键，收到紫外线照射及氧气的侵蚀会缓慢发生分子键断裂，必须加入主辅抗氧化剂，以提高其抗光老化和抗氧老化的性能。

柱塞式挤出法的生产工艺如下：原料+辅料→高速混合→输送上料→柱塞挤出→油墨热印字→冷水冷却→牵引→盘卷→定长切割→下卷检验→包装→入库。

典型的柱塞挤出机工艺温度列举如下：下料口：90～110℃连接体：150～170℃口模：230～260℃导热油：190～205℃生产速度一般在1.0--1.5 m/min。

由于设备模具长度长、压力大，导致在挤出过程中管材壁厚容易出现较大的波动且为连续生产随时监控不容易。

如何保证管材壁厚的均匀性是PE-Xa管材生产的工艺控制的关键点之一。

另外由于树脂为粉末状，交联剂为液体，交联剂及抗氧剂均为微量，原辅材料是否充分混合成为影响管材交联度是否均匀的又一个工艺控制的关键点。

再则交联是在几十公分的模具中用极短的时间迅速完成交联，设备模具温度也是工艺控制的关键点之一。

当然还有其他很多环节会对管材质量产生影响，但仅就生产工艺而言，以上几点为关键的工艺控制点。

2、PE-RT管材的生产设备及工艺PE-RT的原料的分子量并不高，其加工的流动性好于一般的PE100级PE原料，一般采用螺杆长径比为1：30的单螺杆挤出机即可生产。

但普通的挤出机其设备结构为通用型PE 或PP适用的螺杆，并未根据PE-RT原料的特性对螺杆进行改进，其生产速度一般在6-8米/分钟，最快达到10米/分钟左右，生产效率不高。

目前市面上已有国外及国内厂家推出PE-RT专用高效挤出机，配置高性能PE-RT管所需的同步控制挤出、牵引、冷却速度等核心技术，并在螺杆设计及机头模具方面采用独特技术，生产速度可达到25米/分钟以上。

由于速度较快，冷却定形装置采用叠加式结构，其产品外观较一般挤出机生产的光洁度略差，呈现一种发白的半透明状态。

笔者曾专门做过对比试验，使用同一个厂家的PE-RT原料在普通挤出机和高速挤出机上生产出的管材进行性能测试，高速挤出机生产的PE-RT管其静液压强度平均高于普通挤出机。

原因可能是由于高速挤出机螺杆长径比长，其塑化效果更佳，且其螺杆内的压力更高，原料的压缩密实程度更高的缘故。

另外高速生产线的辅机配置较好，整体生产的产品的稳定性也更好。

生产工艺流程如下：原料———干燥———真空上料———挤出机挤出成型———真空定径———冷却———喷墨印字———牵引———收卷———定尺切割———检验———包装入库PE-RT管材典型加工工艺参数（仅供参考）：主机转速：48-60rpm 牵引速度540-630rpm机台压力：14-15MPa 扭矩 30-70%左右熔体温度：210℃主机温度：180/190/200/200模头温度：195/195/195/195/195/200/190/190水温：33/33/30三、管材性能要求1、PE-Xa管材（参照GB/T 18992-2003冷热水用交联聚乙烯(PE-X)管道系统）①外观a.管材的内外表面应该光滑平整干净，不能有可能影响产品性能的明显划痕、凹陷、气泡等缺陷。

b.管壁应无可见的杂质，管材表面颜色应均匀一致，不允许有明显色差。

c.管材端面应切割平整，并与管材的轴线垂直。

④其它性能检测管材的卫生性能、系统适用性、热循环、循环压力冲击实验、耐拉拔实验、弯曲实验、真空实验等按国标要求进行。

2、PE-RT管材（参照CJ/T 175-2002_冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统）①颜色根据供需双方协商确定。

管材的色泽应基本一致。

②外观管材内外表面应光滑、平整、清洁，无凹陷、气泡和其它影响性能的表面缺陷。

管材端面切割平整并与轴线垂直。

③规格尺寸⑤其它性能检测管材的卫生性能、系统适用性、热循环、循环压力冲击实验、耐拉拔实验、弯曲实验、真空实验等按国标要求进行。

⑥其他项目管材以盘管或直管供货,长度不小于标定值。

管材印字应清晰，一般每1m标识1个。

管材包装应完整无缺损，包装物外表面用合格证颜色、生产日期来区分班组。

四、地暖管材市场常见质量因素分析1、PE-Xa管材原料方面：一般小厂家采用国产交联剂，管材的交联度相对波动较大，影响管道的长期耐压强度；或添加交联剂分量不足，交联度偏低，大大缩短管道的使用年限。

另外抗氧剂应添加主抗氧剂和辅抗氧剂两种，如添加抗氧剂分量不足或不添加辅抗氧剂，将直接影响管道的耐热氧老化性能，即不能保证50年使用寿命，表现为热稳定性试验（即110℃，8760h试验）不合格。

管材方面：由于PE-Xa管材采用特殊的柱塞式挤出工艺，其管材常出现一定的环状波纹，如波纹较大将影响管材的耐压性能；同时柱塞式挤出工艺中挤出压力偏高，导致生产中管材容易出现偏壁，一般生产线无在线测壁厚装置，至管材到长度下线时才发现偏壁，小厂家为降低成本，偏壁管材仍按照合格品出售。

据笔者了解，工程出现破裂渗漏的事故有很多是管材偏壁导致壁厚不合格造成的。

另外PE-Xa管材使用原料为粉料，采用高速混合机对原辅材料进行混合。

在添加入生产线过程中如不注意，易混进杂质，造成管材质量缺陷。

PE-Xa采用高分子量树脂，无法正常挤出，采用的口模内壁应涂敷耐温的特殊涂层，芯棒采用特氟龙类的收缩管，以降低挤出阻力。

而涂层及收缩管均受到高温高压下的摩擦，其寿命不易提前预知，如涂层及收缩管磨损被破坏后易导致管材外观出现缺陷，如生产现场控制不严，有缺陷管材流入工程，将导致严重的质量事故，这是采用PE-Xa管材需要特殊注意的部分。

2、PE-RT管材原料方面：PE-RT原料是对聚乙烯原料进行特殊接枝以改变其耐热性能的一种特殊材料。

但是其本身的加工流动性较好，与普通聚乙烯较类似，比较容易加工。