爱思开金潮塑业(烟台)有限公司 梁辉川
目前,在EVOH/PERT复合管材的生产过程中,有三层、五层复合两种方式,但在目前国内市场上以三层复合管材为多。其复合情况为:三层方式——内层为PERT层,中间层为胶粘层,外层为EVOH层;五层方式——从内层向外层排列为PERT层、胶粘层、EVOH层、胶粘层、PERT层(见图3)。从使用性能上来说,只要达到标准要求,使用效果基本相同,只是在生产和过程中,由于成本控制及使用场合有所区别,使得产品价格及应用也不相同。
EVOH/PERT复合管材的特殊性在于所使用的EVOH的性能所决定,实际上EVOH(ETHYLENE VINYLALCOHOL COPOLYMER)是一种由乙烯和醋(乙)酸乙烯共聚物经完全水解所制得的一种高分子材料,它具有极高的分子对称结构。通过氢键彼此结合牢固,分子结构紧密,分子链柔性小,分子间自由运动暂时形成空洞几率小,因此透气性小。它是一种高结晶型热塑性树脂。
从性质上来说,虽然EVOH共聚物是高度结晶体,但它的性质主要取决于共聚单体的相对浓度。一般来说,当乙烯含量增加时,气体阻隔性能下降,防潮性能改进,树脂易于加工。
EVOH树脂也具有很强的耐油和耐有机溶剂性能,如在68℉温度下浸入各种溶剂和油中一年后,重量增加的百分数为:对环已烷、二甲苯、石油醚、苯和丙酮等溶剂为0%,对乙二醇为2.3%,对甲醇为12.2%,对色拉油为0.1%。
在热/机械性能上,EVOH树脂具有高的机械强度、弹性、表面硬度,耐磨性和耐气候性,并且有强的抗静电性。另外EVOH树脂具有高光泽和低雾度,因而高度透明。
EVOH成型时的要点是成型温度的最适化及选择最合适的螺杆。EVOH的成型温度相对容许范围较窄,一般高乙烯含量牌号为190℃~220℃,低乙烯含量牌号为210℃~230℃。成型温度过高若伴随分解反应时,会发生架桥反应,由此而产生晶点,进一步分解会产生发泡。螺杆设计理念以不要给EVOH不必要的热量为原则,推荐L/D=24~30、全螺线型、压缩比为3.0~3.5的螺杆。在实际加工过程中,料筒和模头的温度设定不要超过240℃,并控制螺杆的转速,其滞留时间以30分钟为基准,如长时间运转中断的场合,要选择螺杆低速转动保持运转,或是用LDPE置换;预清洗或使用后清洗时,不要使用PP或HDPE,如果这些树脂与EVOH接触,有时会发生结块,即使使用粘接树脂清洗,有时也会发生结块,所以不推荐。
EVOH原料的选择上是根据用途及成型方法来进行的。一般情况下,乙烯的含量(mol)在29~48%之间,产品的密度、融点、结晶化温度、玻璃转移温度逐渐递减,而氧气透过率则递增,加工性能逐渐变得容易。
在粘接树脂的选择上,一定要进行配套使用,如不确定,则应根据试验情况来决定,否则产品容易分层及剥离强度达不到使用要求,而影响到产品的质量及使用。挤出加工用粘接树脂一般选用酸酐改性LLDPE为好,通常所推荐的加工融化温度超过210℃以保证粘接强度。
复合管材的加工现在多以以下两种加工方式进行:一是共挤出,二是共挤出涂布。具体情况见图1、2。
做为EVOH复合的PERT管材,在具有原PERT管材性能特点的基础上,管材因EVOH层的引入又具有了优异的气体阻隔性能,同时由于EVOH材料具有良好的抗紫外线及其它辐射性,能长期暴露于严酷条件下,使管材在做为地暖管材使用时管路运行更安全可靠。管材具有更好的热量耐久性。
爱思开金潮塑业(烟台)有限公司现所生产的EVOH/PERT复合管材为三层复合,生产方式为共挤出涂布。管材的特点是具有优良的长期耐温耐压性能、易弯曲性和导热性,特别做为地暖管材使用来说,EVOH阻隔层的引入使管路运行过程中不易被氧渗透到其中,对整个采暖管路系统中的金属设备与部件——锅炉、水泵、阀门、换热器、散热器、分水器等起到防止氧腐蚀的保护作用,大大增加了管路运行的安全性与经济性。 |