中国石化高密度聚乙烯黑料实现技术突破 打破国外垄断
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作者:河南鼎驰化工有限公司
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发布时间: 2020-12-28
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中国石化所属上海石化自主研发的高密度聚乙烯黑色管道料达到国内800毫米以上大口径燃气管道制造性能要求，成功打破国外技术垄断，为替代进口提供了可能。
高密度聚乙烯黑色管道料，简称“黑料”，简单来讲就是在高密度聚乙烯加入炭黑母料。在此之前，国产“黑料”只能用于制造口径小于400毫米的燃气管道，想要制造800毫米以上的大口径管道，只能选择进口的特殊“黑料”。 高密度聚乙烯(HDPE) 为线型结构，几乎没有支化。典型的HDPE 是用齐格勒-纳塔催化剂，采用Phillips 或Unipol工艺聚合而成。每种工艺的压力都较低，采用有过渡金属的有机金属配合物作催化剂。聚合过程通常是在庚烷等的淤浆中或者是有催化剂流化床的气相中完成的。HDPE的变异是超高摩尔质量聚乙烯(超高分子量聚乙烯，UHMWPE)和中密度聚乙烯(MDPE)，UHM-WPE 的摩尔质量约为1000000g/mol。与1-烯烃如丁烯的共聚在MDPE中产生了一些短支链。HDPE的结晶度比LDPE的高，因此拉伸强度也比它高，但对许多制品来说其冲击强度不高。UHMWPE的分子链长，在晶体间产生了更多的连接分子，因此拉伸强度更高。MDPE的结晶度低，因此具有更好的冲击强度。与LDPE相比，HDPE的流变性能更接近牛顿流体，所以不太适用于挤出加工，不论是吹塑薄膜，还是流延薄膜。
用黑料制造的口径小于400毫米的燃气管道，市场中已经常见。但口径突破800毫米以上的管道，则很少见。因为，口径不一，对黑料的要求差别很大。在国内，制造大口径管，要么采用传统的金属或多层复合管材，要么只能选择进口的特殊聚乙烯黑料。
据了解，国产高密度聚乙烯黑料制造的小口径管道，在采用热熔工艺连接管线时，不会出现“熔垂”现象。但当管道口径大于800毫米以后，由于管壁变厚，热熔状态下就会“熔垂”，严重影响管道质量安全，黑料性能成为国内企业长期无法突破的一个技术瓶颈。
上海石化塑料部在小口径管所用黑料的制备上，积累了长期经验，产品获得国际权威的PE100+认证，并且在2019年成功签约中燃集团，成为首家打进国内燃气管道核心市场的中国石化旗下企业。经过对熔融指数、拉伸强度等核心指标的工艺优化，以及2019年第一次工业化试生产积累的经验，最近，该部生产出首批性能达标的大口径管道专用黑料。
据了解，这种黑料不仅可以用于大口径市政主干网的管道制造，而且在能源、矿山等涉及国计民生重点行业的工艺管道制造领域，也有着广泛应用前景。目前，首批合格产品已交付下游管道生产企业，制造成大口径管后，由管道行业进行检测认证。预计最快在年内，国内大口径管道的生产将得到国产黑料的有力支持。
