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大雪節氣已悄然來臨，特別是在北方，小編有時候會聽到北方朋友抱怨，比如塑料水管破了，戶外的塑料用品裂了，諸如之類的問題。所以在冬季使用塑料制品，就需要特別注意耐寒這方面的性能。因為低溫會使塑料變得脆化，會一定程度上影響到塑料的強度和韌性，容易發生破裂，因此選擇具有良好耐寒性能的塑料制品非常重要。

全球熱塑性管道市場行情

       調研數據顯示，2024年全球熱塑性管道市場規模將達到27.6億美元，預計到2029年將增至33.9億美元。熱塑性管道在日常生活中很常見，熱塑性塑料管采用的主要樹脂有聚氯乙烯樹脂（PVC）、聚乙烯樹脂（PE）、聚丙烯樹脂（PP）、聚苯乙烯樹脂（PS）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚丁烯樹脂（PB）等，PVC管道作為主要的塑料管道品種，是目前使用量最大的塑料管道，廣泛用于給排水、通信、電力等領域；PE壓力管是全球消費量，第二大的塑料管道產品，廣泛應用于飲用水輸送、農業灌溉、排污及油田、化工及郵電通信等領域；PP管道以PPR管道為主，主要用于冷熱水管及采暖領域等。

      說起塑料水管的耐寒性能，其低溫耐受能力首先取決于材質。不同材質的管道在低溫下的性能表現差異顯著。例如，PPR管道具有很好的耐低溫性能，其耐低溫極限通常可達-20℃；PE管的耐溫范圍更是達到了驚人的-60℃到60℃之間。所以采用聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等高分子材料制成的水管，根據其材料的特性，可以實現優異的耐低溫性能及抗沖擊性，一般低溫情況下，不會出現凍裂現象；而另外一種材料——聚氯乙烯(PVC)，作為水管的常用材料之一，它的耐寒性和抗老化性能也十分出色，一般耐寒溫度為-15℃左右，這種材料也特別適合用于制作塑料窗框、電線套管等產品。

塑料管道各種標準知多少

      任何一個行業的產品都需要一套標準規范，如國際標準、國家標準、行業標準、地方標準、團體標準，有的企業還會有自己的企業標準，比如食品安全就有GB4806、GB9685等國家食品安全標準，管道行業自然也不例外。

| 塑料管道的重要標準有哪些 |

01

PPR（聚丙烯）

GB/T18742.1-2002 《冷熱水用聚丙烯管道系統——一部分：總則》

GB/T18742.2-2002 《冷熱水用聚丙烯管道系統——二部分：管材》

GB/T18742.3-2002 《冷熱水用聚丙烯管道系統——三部分：管件》

02

PVC（聚氯乙烯）

GB/T10002.1-2006《給水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管件》

GB/T 10002.2-2003《給水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管件》

03

PE（聚乙烯）

GB15558.1《聚乙烯（PE）燃氣管材》

GB/T136634《給水用聚乙烯(PE)管材》

04

HDPE（高密度聚乙烯）

GB/T19472.2-2004《埋地用聚乙烯(PE)結構壁管道系統》

關于小編前面提到的塑料耐寒性能，因為塑料制品在低溫環境中容易出現脆性斷裂，影響產品的使用壽命和安全性，進行必要的低溫性能測試就很有必要。ASTM（美國材料與試驗協會）和ISO（國際標準化組織）以及中國的國標GB針對這一情況，分別提出了適用于不同類型塑料的低溫測試標準。

| ASTM國際標準 |

1. ASTM D746-19

這一標準適用于熱塑性塑料、熱固性塑料和彈性體材料，測試溫度范圍為-100℃~-10℃。測試方法為抗沖擊強度試驗，以評估樣品在低溫下的脆性斷裂性能。

2. ASTM D2137-05

這一標準適用于聚氨酯發泡材料，測試溫度范圍為-73℃~-29℃。測試方法為壓縮試驗，以評估樣品在低溫下的變形和回彈性能。

3. ASTM D7466-08

這一標準適用于聚氨酯蜂窩板材料，測試溫度范圍為-50℃~-10℃。測試方法為抗彎強度試驗，以評估樣品在低溫下的彎曲性能和脆性斷裂性能。

| ISO國際標準 |

1. ISO 974-1:2013

這一標準適用于塑料、橡膠和塑料橡膠復合材料，測試溫度范圍為-70℃~-10℃。測試方法為抗沖擊強度試驗，以評估樣品在低溫下的脆性斷裂性能。

2. ISO 8256:2004

這一標準適用于熱固性塑料和熱塑性塑料，測試溫度范圍為-80℃~-30℃。測試方法為拉伸試驗，在低溫下測量樣品的斷裂伸長率。

3. ISO 10350-1:1994

這一標準適用于聚氨酯發泡材料，測試溫度范圍為-40℃~-20℃。測試方法為壓縮試驗，以評估樣品在低溫下的變形和回彈性能。

| GB標準 |

1. GB/T 5470-2008

GB/T 5470-2008是適用于塑料材料在低溫環境下抗沖擊性能的標準。測試結果以樣品不斷裂或不破壞的應力值表示。

2. GB/T 1843-2008

GB/T 1843-2008是適用于塑料材料在低溫環境下蠕變性能的標準。測試結果以蠕變應變或蠕變速率表示。

| 壽命測試標準—GB/T18252—2000 |

而對塑料壽命的測定標準則是按照GB/T18252—2000《塑料管道系統 用外推法對熱塑性塑料管材長期靜液壓強度的測定》方法測定。這是一種通過對管材靜液壓強度試驗的結果，用統計方式外推并預測熱塑性材料或制品的長期強度性能的方法。國際上大多采用此方法推算，塑料管一般為50年壽命。

下面小編將以PE壓力管和PPR管為例，就其市場、技術、色母應用要求等方面進行詳細介紹。

PE壓力管色母粒應用工藝及技術要求

近年來，聚乙烯壓力管材（簡稱PE壓力管）已經成為繼PVC之后，世界消費量第二大的塑料管道品種。PE壓力管由于重量輕、耐腐蝕、節約能源、可以制成大口徑的薄壁管等優點，除了在原油和燃氣上的應用，PE壓力管已經廣泛應用于飲用水輸送、農業灌溉、排污、礦山砂漿輸送等工程及油田、化工及郵電通信等領域。

PE壓力管是需求量大而且產品質量要求非常高的色母粒品種。應用于塑料管材著色的色母粒應該注意分散性、耐熱性、耐遷移性、安全性等特性指標。

| PE壓力管色母粒要求 |

01

分散性

一些城市給水管道所要求的使用壽命長達50年以上，在使用中必須承受長時間、長距離的泵送，因此這些塑料管道須經過嚴格的耐壓測試。如果顏料的分散性有問題或制品中含有較大的顆粒就會導致嚴重后果的發生。在耐壓測試或高壓泵送過程中，管道分散性不好的點位極易產生破管和爆裂，在壓力管道上過早出現老化裂紋無疑也是一個重大的安全風險。

02

耐熱性

首先，顏料必須能夠承受擠出成型的加工溫度；其次，塑料管道在使用中需要經過熱熔焊接或配以各種管件進行電熔連接方能組成管網，因此，顏料在熔接過程中，保持原有的顏色和特性就需要具備至少在210℃、30min以上長時間的耐熱性能。

03

耐光/候性

許多建筑用塑料管材會安裝在戶外，且一般的使用年限要求數年至幾十年不等。因此，相關產品中使用的顏料也必須具有同等的耐光/候特性。塑料在光、熱、氧等大氣環境中會發生自催化降解反應（老化），所以彩色管道還需要在樹脂中加入老化穩定體系，體系中有足夠的抗氧劑和紫外線吸收劑，鑒于這兩類吸收劑熔點均較低，為了更好發揮作用，可將抗氧劑和光穩定劑分別制成母粒，與色母粒一起加入效果更好。

04

安全性

 對于生活用水的給水管而言，需符合GB/T17219一1998《生活飲用水輸配水設備及防護材料安全性評價標準》要求。另外還要考慮使用的原材料不帶異味或不因高溫分解而產生異味，以確保飲水管放出的水沒有氣味。

PPR管的應用工藝及技術要求

PPR管材，它是供暖供水管道最常用的產品品類之一。PPR管材被稱作為無規共聚聚丙烯管材、三型聚丙烯管，是由PP和PE經由氣相法合成的產品，是鋁塑管、UPVC給水管、PE-X管、PE-RT管、PE管的更新迭代的產品，具有環保、輕質、耐腐蝕、耐熱保溫、性能穩定、價格適中、施工和維修簡單等優勢，目前主要被應用在農業灌溉、建筑排水、城市燃氣等領域，應用范圍廣泛，市場需求較高。

PPR管的發展，對配套色母粒提出了更高的質量要求，要求色母粒的流動性好，顏料的耐熱性好并具有優良的分散性，關鍵是要保證PPR管材產品的力學性能不受或少受破壞，最好是能夠有所提升。應用于PPR管的色母粒應特別關注耐熱性、分散性、耐遷移性、使用安全性等。

| PPR管色母粒要求 |

01

耐熱性

根據擠出塑化過程的本質，PPR樹脂在玻璃態一黏彈態一流動態一玻璃態過程中，經歷了復雜的熱歷程。顏料的耐熱穩定性與材料的熱氧老化程度是保證管材質量的一個關鍵問題。

02

分散性

顏料分散好的管材，結晶趨于細化，有利于提高管材的抗沖擊性能。為了確保PPR管母粒中顏料的分散性，從而保證PPR管材無界面弱點，色母粒出廠檢驗必須進行過濾壓力值測定(BSEN13900-5:2005)，以保證分散性。

03

耐遷移性

PPR管材所使用的顏料遷移性需符合要求，如果有遷移的顏色會引起PPR管材安全隱患。

04

安全性

 PPR管材主要用于各種冷熱水系統等與人接觸的輸水管道，所以選取顏料、助劑必須按GB17219一1998《生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準》與GB9685一2016《食品安全國家標準食品接觸材料及制品用添加劑使用標準》執行。

上海羽迪新材料

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