聚丙烯在建材中的應用

現代塑料加工應用Modern Plastics Processing and Applications第13卷第6期聚丙烯在建材中的應用鄭寧來(lái)(揚子石化股份有限公司研究院,南京,210048)摘要:綜述了聚丙烯在建筑領(lǐng)域中應用,包括聚丙烯管材、聚丙烯土工布、聚丙烯纖維混凝土及其他制品在建筑材料中應用情況關(guān)鍵詞:聚丙烯聚丙烯制品建筑材料應用聚內烯(PP)以其優(yōu)異的性能已廣泛應用于眾多產(chǎn)業(yè)部門(mén)。近年來(lái),隨著(zhù)PP新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、PP改表2各種材質(zhì)管材性能比較性及加工技術(shù)的發(fā)展,拓展了PP的應用領(lǐng)域,開(kāi)拓材質(zhì)鍍鋅鋼材 PVC PEX鋁塑PP-R了PP在建筑材料中的應用,并正以較快速度發(fā)展。有無(wú)結垢、生銹有無(wú)無(wú)無(wú)衛生程度差有C1、Cr、Pb離子好1聚丙烯管材保溫性好差好好耐溫性耐溫不耐溫耐溫不耐溫耐溫由于丙烯共聚物管材性能優(yōu)越,市場(chǎng)前景光明,耐壓程度低較高較高較高世界各國均在研制及生產(chǎn)聚丙烯共聚物管材。線(xiàn)膨脹性致不一致一致連續方式受壓粘接受壓受壓熱熔1.1丙烯共聚物管材的性能廢品的回收利用可以不能困難可以聚丙烯管分為均聚聚丙烯(PP-H,一型)嵌段1.2聚丙烯管材市場(chǎng)前景共聚聚丙烯(PP-B,二型)和無(wú)規共聚聚丙烯(PPR,三型),其中PP-R管性能最佳,發(fā)展較快聚丙烯由于具有突出的優(yōu)良性能,丙烯共聚物PP-R管作為一種新型管材具有以下性能特點(diǎn):管材在化學(xué)建材中得到了廣泛應用?？捎糜谛l生用(1)節能:(2)耐腐蝕、不結垢、衛生、無(wú)毒;(3)耐熱、管材、飲用給水及熱水采暖系統管材、工業(yè)用管材耐壓、使用壽命長(cháng);(4)輕質(zhì)高強,流體阻力小;(5)管動(dòng)植物園用管材溫泉水管材和太陽(yáng)能住宅溫水管道系統的連接安裝方便,可靠;(6)原料可回收性好等。還可用于醫療、食品、飲料、釀造、化工、船舶、農丙烯共聚物管材和管件的產(chǎn)品性能見(jiàn)表1,幾種材業(yè)園林、養殖、太陽(yáng)能等各個(gè)領(lǐng)域。PP=R管自20質(zhì)管材性能比較見(jiàn)表2世紀90年代生產(chǎn)和應用以來(lái)得到較大發(fā)展,產(chǎn)品主要用于建筑物冷、熱水系統,飲用水系統及板式(包表1丙烯共聚物管材及管件的產(chǎn)品性能括地板)采暖系統2。1993~1996年歐洲PP-R管的使用量由項目管材3kt/a發(fā)展到44kt/a,平均每年遞增15%以上。目管件縱向回縮率,%前歐洲室內自來(lái)水管道已經(jīng)有80%以上使用PPR管材。應用量較大國家有意大利、德國、丹麥、土沖擊試驗破損率,%烘箱試驗無(wú)滲漏耳其、捷克等,其中意大利年使用PP-R管達到液壓試驗中國煤化工20℃,1h,環(huán)應力16MPa無(wú)滲漏無(wú)滲漏CNMHG屴,簡(jiǎn)級L程卿。1963年畢業(yè)于復旦大學(xué)化95℃,1000h,環(huán)應力2.6MPa無(wú)滲漏無(wú)滲漏學(xué)系高分子專(zhuān)業(yè),一直從事有關(guān)石油化工、高分子合成及信息研究工110℃,8760h,環(huán)應力14MPa無(wú)滲漏作。已發(fā)表論文40余篇。鄭寧來(lái).聚丙烯在建材中的應用613×107km,約占歐洲總量的22%。1998~1996年,揚子石化股份有限公司研究院研制成功無(wú)規共德國塑料管材用量在建筑內飲水和熱水系統中應用聚聚丙烯管材專(zhuān)用料,并以低于進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品的價(jià)由5%增至37%,而不同種類(lèi)塑料管材在飲用水和格在國內銷(xiāo)售。在該專(zhuān)用料基礎上又開(kāi)發(fā)成功無(wú)規熱水系統中,丙烯共聚物管材占28%。從1996年共聚聚丙烯給水管,并能加工直徑從20~160mm的起,德國新建筑室內排水管全部采用丙烯共聚物管材。經(jīng)有關(guān)單位使用表明,產(chǎn)品性能良好,達到國管材。外同類(lèi)管材的技術(shù)標準,產(chǎn)品性能達國內先進(jìn)水平。上海建筑材料廠(chǎng)于1997年從德國引進(jìn)生產(chǎn)技青島德意利機械有限公司開(kāi)發(fā)成功新型的術(shù)和設備,建成我國最早生產(chǎn)PP-R管材和管件的PP-R管材生產(chǎn)線(xiàn)4,每分鐘可生產(chǎn)20mPP-R生產(chǎn)線(xiàn),其生產(chǎn)能力為500t/a。1999年,我國山東管材。建成第一條丙烯共聚物管材國產(chǎn)化生產(chǎn)線(xiàn)。如今武漢石化廠(chǎng)研制成功聚丙烯雙壁波紋管。該雙我國PP-R管材生產(chǎn)線(xiàn)有30余條,總生產(chǎn)能力達壁波紋管可用于節水農業(yè)滴灌、噴灌用水管,通訊電到15kt/a。目前,國內PP-R管主要用于純凈水和纜、光纜套管,城市建設中的給排水工程熱水系統,如上海市的純凈水系統就使用了相當數浙江省寧波市波爾新型建材開(kāi)發(fā)公司研制生產(chǎn)量的PPR管。丙烯共聚物管材已被選用在中國南出三型聚丙烯PP-R水管的管件S,采用了國際上極中心站給水工程,經(jīng)使用證明,該管在南極惡劣的最新的超細粒子增強技術(shù),由耐熱聚丙烯經(jīng)高分子自然條件下使用正常。繼南極中心站給水工程采用彈性體改性而成,其性能見(jiàn)表3。之后,國內一些賓館和重點(diǎn)項目也相繼采用了該類(lèi)管材。隨著(zhù)鍍鋅管在我國建筑領(lǐng)域的禁用,丙烯共表3PP-R管的技術(shù)性能指標聚物管材作為新一代替代品將會(huì )有很大發(fā)展。項目標準要求檢驗結果我國建筑業(yè)和住宅產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的快速發(fā)展為拉伸強度MPaPP-R管提供了廣闊市場(chǎng)。據測算,2001-2010年落錘沖擊強度QBLX001-1999合格間,每年建筑室內冷水管道需求約3×10°m,熱水管彎曲強度MPa需求量約1×10m,供暖管道需求量約2×10m,其熱變形溫度r他各類(lèi)建筑用冷、熱水管道需求量約1億m。地板縱向熱收縮,%輻射采暖管道需求量約4億m。我國2600多家涉衛生指標GBT17219-1998合格外賓館也相繼進(jìn)入了改造裝修期,平均每年冷、熱水液壓試驗管道更新量達到2×107m,建筑改造工程每年管道短期:20℃,16MPa不破裂不破裂需求量約2×103m;壓縮空氣、工業(yè)儀表管道、通風(fēng)lh;95℃,4.8MPa,2h不滲漏不滲漏管道等每年管道需求量約2×107m;醫院供氧、吸引管道、食品及飲料生產(chǎn)輸送管道等每年管道需求量長(cháng)期:80℃,4.8MPa不破裂不破裂,48h;95℃,3.5MPa,100h不滲漏不滲漏約2×10m。2000-2010年,每年工程建設管道需求量約12×10%m。若PP-P管按30%市場(chǎng)占有率算,每年P(guān)-R管市場(chǎng)需求量達(3~4)上海洪湖科技股份有限公司研制并生產(chǎn)出增強聚丙烯(FR-PP)大口徑(800~1200mm)模壓排水另有資料報道,若按每萬(wàn)平方米建筑使用2t瞥6。該產(chǎn)品是采用聚丙烯作主要原料,摻入一定PP-R冷熱水管及50%使用率計算,全國預計到量玻璃纖維等添加劑經(jīng)擠出、模壓成型生產(chǎn),具有2010年對PP-R管的需求量約在80~100k1。國流體阻力小、耐腐蝕抗滲漏、質(zhì)量輕剛度大、安裝家建設部已確定將PP-R管材作為今后重點(diǎn)推廣維修方便、使用壽命長(cháng)綜合造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)的三大類(lèi)型塑料管材的首推品種,預計PP管材在我國的發(fā)展速度可達到8%~10%。中國煤化工3丙烯共聚物管的開(kāi)發(fā)狀況CNMH程材料,是近10多聚丙烯管材的研制開(kāi)發(fā)主要集中于聚丙烯管材年來(lái)推出的新型建筑材料,是繼鋼材、水泥、木材之料、管材生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設備。后的第四大建筑材料。土工布具有較高的拉伸強現代塑料加工應用第13卷第6期度、延伸性整體性及良好的水力特性,能起較好的80年代中期,土工布在我國的水力建筑、電力、礦隔離、過(guò)濾、排水、加筋、防滲、保護、封閉等作用,已藏開(kāi)采和冶煉等領(lǐng)域逐漸推廣。近年來(lái)發(fā)展很快在堤壩坡岸、公路、鐵路、水利、港口、建筑、電力、住日前已在許多工程中應用了土工布,年消費量達宅、農業(yè)及環(huán)境保護等領(lǐng)域獲得廣泛應用。1×10m2,約40kt/a以上,其中丙綸編織布約占世界上以滌綸和丙綸為主要原料的土工布,年40%。耗用量在10×10m2以上,約400kta,滌綸土工布和丙綸土工布各占50%。其中美國年耗用量在21我國丙綸土工布的生產(chǎn)現狀80~100kt,滌綸土工布占14%,丙綸土工布為我國丙綸土工布的生產(chǎn)技術(shù)及設備幾乎全是由83%;日本滌綸土工布占21%,丙綸土工布為73%。國外引進(jìn),生產(chǎn)規模小而分散,主要生產(chǎn)企業(yè)見(jiàn)表預計到2005年世界范圍內土工布的需求量年增長(cháng)47。率為9%。我國從70年代后期開(kāi)始應用土工布,在表4我國主要丙綸土工布生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)能力/(kxa-1)主要設備生產(chǎn)廠(chǎng)家土工布產(chǎn)品儀征阿莫科織物有限公司美國阿莫科公司丙綸扁絲機織土工布,幅寬最寬為6m常州塑料編織總廠(chǎng)2.0題去蘇爾左瓤國斯大林丙綸扁絲機織土工布、針刺土工布、復合土工布等,最奧地利藍精公司大幅寬為6m青島麻紡織廠(chǎng)1.5瑞士丙綸扁絲機織土工布,幅寬4.5m;土工膜、復合土工布,幅寬2.5m杭州新豐塑料廠(chǎng)1.2拉絲機為奧地利藍精公司丙綸扁絲機織土工布,最大幅寬4m;土工膜袋無(wú)錫海浪工業(yè)用布有限公司1.5紡織科學(xué)研究院及瑞士高強機織丙綸、滌綸土工布膜袋、反濾布、防滲布幅寬4.3m紹興新建紡織有限公司1.6意大利設備和瑞士蘇爾壽公丙綸、滌綸長(cháng)絲機織土工布幅寬1.8~3.0m廣東佛山塑料八廠(chǎng)2.0國產(chǎn)、進(jìn)口設備均有丙綸扁絲機織土工布、針刺無(wú)紡土工布等,幅寬機織4m,無(wú)紡3.2m上海新紡織產(chǎn)業(yè)用布公司0.5瑞士蘇爾壽公司的片梭織機、機織土工布、無(wú)紡布,復合布長(cháng)絲機織3.2m,無(wú)紡布DONILL的箭桿織機6m,扁絲機織4m山東德州丙綸廠(chǎng)1.0德國、意大利、國產(chǎn)丙綸滌綸針刺土工布、復合土工膜,幅寬63m山東齊魯丙綸廠(chǎng)德國PP、PET針刺土工布、土工膜,幅寬4.2m上海工業(yè)用呢廠(chǎng)奧地利、德國寬綸、滌綸針刺土工布,幅寬6m;丙綸紡粘土工布,幅東新迪無(wú)紡布企業(yè)有限公司3.0丙綸紡粘土工布,幅寬2.4m杭州華銀塑料有限公司3.0意大利丙綸紡粘土工布,幅寬3.3m泰安永佳塑料有限公司1.5韓國網(wǎng)、土工繩網(wǎng)、土工繩索、土工格柵、土工網(wǎng)墊,幅泰安塑料一廠(chǎng)5.0土工格柵、土工網(wǎng),幅寬1.15-4.00m2.2丙綸土工布的應用工程基礎薄弱地段和高等級公路建設中需要土工合成材料10kt/a以上。在瀝青鋪面厚度相同的情況土工布具有良好的物理機械性能,在水利和交下,采用土工布的道路不僅提高了質(zhì)量,還可延長(cháng)使通工程中有十分廣闊的應用前景8。用壽命3-6年,從而降低了維修費用;在同樣道路(1)公路建設設計幸雄而的庶可減少大約一半,從而目前,國外高等級的建設中幾乎均使用土工合降低中國煤化工成材料,我國也在應用。土工布在公路建設中可有CNMH土工布又降低碎石效減少車(chē)轍變形,防止、抑制反射裂縫,延緩道路的墊層的厚度,并使公路的邊坡變陡,降低施工土方疲勞破壞。我國每年新修公路在3×10m以上,在量,少占用土地。如滬寧高速公路在軟土及沉降地鄭寧來(lái).聚丙烯在建材中的應用63·段采用加鋪土工布的施工方案,防止了路面沉降減混凝土并得到迅速發(fā)展,其中應用最多的是聚丙烯少砂石和瀝青用量,使工程造價(jià)降低了5%。在福建纖維混凝土。如今,在美國新建建筑物中的地下室高速公路廣深公路上也應用丙綸土工布。和屋面混凝土中大多采用聚丙烯纖維混凝土。歐洲(2)鐵路建設各先進(jìn)國家也在混凝土中摻聚丙烯纖維,以控制混我國鐵道部門(mén)于1981年開(kāi)始應用土工布處理凝土龜裂。我國在防水工程中亦開(kāi)始應用聚丙烯纖路基翻漿損壞。在京九鐵路建設中,阜陽(yáng)到九江段維混凝土,美國希爾兄弟化學(xué)公司生產(chǎn)的聚丙烯纖橋頭15×103m的軟土路基中大量使用土工布、土工維(杜拉纖維)已打入我國市場(chǎng),先后用于公路路面網(wǎng)地基處理和邊坡加固。山西朔州到河北朔黃的鐵和橋面的修補,屋面、地下、游泳池等剛性防水,大面路和廣東省陽(yáng)江鐵路等工程建設中使用丙綸土工積構件如地面、樓板、車(chē)道等的防裂布。丙綸土工布的使用不僅大量減少砂石材料,而聚丙烯纖維混凝土的防水屬于混凝土的剛且在保證工程質(zhì)量、縮短工期、降低成本方面顯示了性本體防水,在防水混凝土的抗滲和抗裂兩個(gè)途徑很大的優(yōu)越性。中,聚丙烯纖維主要是通過(guò)抗裂達到防水目的。聚(3)水利工程建設丙烯纖維抗裂防水的機理是建立在對混凝土的固在荷蘭著(zhù)名的海防工程中,由于建造龐大堤壩結、收縮的微觀(guān)研究的基礎上時(shí)大量采用土工布,使得世界上最大的可調式防潮住宅外墻滲漏也是令人頭痛的事,如果在外墻壩在2000年內安全使用。的砂漿中摻入一定量的網(wǎng)狀PP纖維,由于能釋放水江蘇省采用土工布通過(guò)艦道護坡、河道護坡等泥砂漿與墻體粘結時(shí)的應力,因此能有效地減少住措施,對沿江沿海堤壩進(jìn)行加固,使其在1998年的宅外墻的裂縫,提高外墻體的抗滲漏性。最新研究特大洪水面前安然無(wú)恙;河北省黃壁莊水庫下游減表明,PP纖維混凝土可以減少地震時(shí)建筑對人員的壓井冒渾水,采用土工布封堵后,使工程在1998年損傷,因為纖維在混凝土構件中的纏結,可以緩沖水特大洪水面前沒(méi)有出現險情。交通部、江蘇省和上泥碎塊的飛濺。海市三方?jīng)Q定,共同對長(cháng)江深水艦道疏浚工程投資PP纖維混凝土在上海、廣州等地成功用于剛性150億元,興建我國最大的水運工程。按照設計要防水、大面積的基礎底板防裂等工程。如在廣州新求,決定使用9×10m2土工布構筑導堤。經(jīng)5km的中國大廈地下室工程、廣州南方房產(chǎn)實(shí)業(yè)大廈地下試驗段測試,土工布在護堤工程中起到了其他材料工程、廣州棠下安居工程8000m2的地下室、西安市難以達到的良好效果南大街地下商業(yè)街、重慶世界貿易中心地下停車(chē)場(chǎng)(4)環(huán)保工程地工程和朝天門(mén)廣場(chǎng)17000m2觀(guān)景臺工程等眾多昆明電廠(chǎng)灰壩采用5500m2的寬2m、質(zhì)量為工程中,PP纖維混凝土的使用都取得了成功。另600g/m2丙綸短纖維針刺土工布作反濾層,節約工外,PP纖維混凝土在屋面防水工程中應用的有廣州程投資50萬(wàn)元。錢(qián)塘江污水處理工程及深圳河治花園酒店保齡球館屋面、深圳怡寶蒸餾水廠(chǎng)約理等均使用丙綸扁絲機織土工布。7000m2廠(chǎng)房屋面防水、重慶嘉陵江黃花園大橋綜合(5)其他應用樓屋面防水等工程。南京祿口機場(chǎng)、上海浦東機場(chǎng)和羅湖橋等工程北京住總集團五公司使用中科院化學(xué)所研制的建設中都采用丙綸土工布,提高了工程質(zhì)量。國產(chǎn)合成纖維進(jìn)行了實(shí)驗研究,并在北京南線(xiàn)閣商當前我國正在進(jìn)行鐵路、公路、水利工程、市政住樓中使用。中國紡織大學(xué)研制的多種用于混凝土等大規?；A設施建設,據測算,以目前丙綸土工布及水泥砂漿的高分子纖維材料已在上海的國際體操年用量30~40kt為基數,按每年10%~12%速度增中心、虹口足球場(chǎng)、浦東國際東方醫院、龍華旅游城長(cháng),到2010年,我國丙綸土工布的用量將達到及煙臺的海堤試驗工程中應用100kt/a以上。3聚丙烯纖維混凝土中國煤化工CNMHG用的模板近年來(lái),國外發(fā)展了應用合成纖維混凝土進(jìn)行聚丙烯發(fā)泡塑板(簡(jiǎn)稱(chēng)CD板)是中心發(fā)泡、表抗裂防水的新技術(shù)。美國于90年代初研制出纖維面光滑的產(chǎn)品,表面無(wú)需刨削加工,可用加工木材的64現代塑料加工應用第13卷第6期工具和加工方法來(lái)加工,具有可焊接、不吸水、不腐步發(fā)展階段,隨著(zhù)現代化發(fā)展和人們生活水平的提爛、不霉變,CD板表面可以復合織物、金屬片、薄膜、高以及管材的開(kāi)發(fā)、加工技術(shù)的提高及技術(shù)標準的木紋片或膜,可用回收料來(lái)加工等特點(diǎn)。制定,PP=R管必將在我國塑料管材市場(chǎng)得到大量用CD板作建筑模板9,不吸水,不粘水泥,透應用。氣性好,深得國外建筑部門(mén)的喜愛(ài)。澳大利亞為了土工合成材料是近10年來(lái)推出的新型建筑材迎接奧運會(huì ),專(zhuān)門(mén)從美國 Hettinga公司引進(jìn)1臺注料,國外已廣泛應用。隨著(zhù)我國整治江湖、興修水利塑量為80kg的低壓注塑機用來(lái)生產(chǎn)CD板,為奧運等工程建設以及高等級公路、鐵路、市政等基礎設施會(huì )場(chǎng)館建設提供模板。的大規模建設,將大力推進(jìn)土工合成材料的發(fā)展和用作模板的CD板,可以用100%的回收塑料。應用,其應用前景廣闊。今后應加強丙綸土工布原例如,用從國外進(jìn)口的聚丙烯地毯邊角料(清洗的),料生產(chǎn)企業(yè)與丙綸土工布生產(chǎn)企業(yè)密切合作,共同到岸價(jià)260美元/左右,1塊2400mm×1200mm×開(kāi)發(fā)出系列化、多樣化、高檔化的土工布產(chǎn)品,以滿(mǎn)12.5mm的CD板,重25kg,原料費在65元左右。因足市場(chǎng)需求。此,可以大大降低成本,完全可以和膠合板的價(jià)格相在混凝土中添加聚丙烯纖維是克服混凝土開(kāi)裂竟爭。且CD板可以反復使用50次,壽命是膠合板的有效途徑,能大幅度地提高混凝土的抗滲性和抗的10倍。更可貴的是使用50次以后仍可以回收,裂性。若在聚丙烯纖維混凝土中再添加高效減水劑沒(méi)有廢棄物,不會(huì )對環(huán)境造成污染,稱(chēng)得上是“綠色及粉煤灰,則可在改善混凝土泵送性能的同時(shí),大大產(chǎn)品”。提高混凝土的抗滲防水性能。4.2增強聚丙烯在建材中應用參考文獻增強/填充PP在建材市場(chǎng)具有發(fā)展潛力?，F在,越來(lái)越多的建筑用板材釆用云母增強PP替代原1張進(jìn),楊尚富,尤振豐,三型聚丙烯管(P-R管),新型建筑材來(lái)的PVC型材。在美國,一些公司用填料增強PP料,1999,(10):14板替代擠出成型的PVC壁板。2王欣,魏若廳,杭飚.塑料熱水管及其性能.中國塑料,1996,10(1):72另外,聚丙烯在裝飾材料方面的應用主要是生3楊玲.無(wú)規共聚聚丙烯P-R介紹.化工新型材料,200,28產(chǎn)針刺地毯、簇絨地毯底布(8):444成文,新型PP-R管材生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn),中國化工報,2000-03-025結語(yǔ)楊瑜.三型聚丙烯冷熱管.新型建筑材料,1999,(12):536增強聚丙烯大口徑排水管冋世中國化工信息,2000,(41):15聚丙烯在建材中的應用是近年來(lái)開(kāi)拓的新領(lǐng)7姚斌薛敏錢(qián)基華等.聚丙烯土工布原料的應用與開(kāi)發(fā).石油域,隨著(zhù)建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景廣闊?；ぜ夹g(shù)經(jīng)濟,199,15(5):35PP一R管作為一種綠色環(huán)保型管材具有優(yōu)越的8鄭寧來(lái),我國土工布的發(fā)展.塑料技術(shù),1999,(3):99袁再欽.發(fā)泡塑料板的生產(chǎn)與應用.現代塑料加工應用,199綜合性能,。PP-R管生產(chǎn)和應用在我國才屬于起11(2):42THE APPLICATION OF POLYPROPYLENE IN BUILDING MATERIALSResearch Institute of Yangzi Petro-chemical Co., 210048)ABSTRACTThe application of polypropylene in building zone are revie凵中國煤化工 PP fiber geotextilePP fiber concrete and other PP plastics articleCNMHGKeywords: polypropylene; polypropylene article; building materials; applicatiom