淺談PVC管材的生產(chǎn)工藝與設(shè)備操作

淺談PVC管材的生產(chǎn)工藝與設(shè)備操作摘要：PVC塑料是一種多組分塑料，根據(jù)不同的用途可加入不同添加劑，因組分不同，PVC制品呈現(xiàn)不同的物理力學性能，針對不同場合應(yīng)用，而PVC塑料管在塑料管中所占的比例較大。文章對PVC管材的生產(chǎn)工藝與設(shè)備操作進行了分析探討。關(guān)鍵詞：PVC管材；生產(chǎn)工藝；設(shè)備操作；RPVC管；CPVC管中圖分類號：TU532文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2012）33-0065-02PVC管材分硬軟兩種，RPVC管是將PVC樹脂與穩(wěn)定劑、潤滑劑等助劑混合，經(jīng)造粒后擠出機成型制得，也可采用粉料一次擠出成型。RPVC管耐化學腐蝕性與絕緣性好，主要輸送各種流體以及用作電線套管等。SPVC管材具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性、卓越的電絕緣性、良好的柔軟性和著色性，此種管常用來代替橡膠管，用以輸送液體及腐蝕性介質(zhì)，也用作電纜套管及電線絕緣管等。1PVC管材的原料選擇及配方分析PVC管材的配方根據(jù)管材的不同用途而變得不同，其配方之中的各種原輔料之間的配比也是不同的?？偟膩碚f，PVC管材的配方就是以PVC粉末（主要是PVCSG-5）為主，再加上熱穩(wěn)定劑、潤滑劑、加工改性劑、填料等等通過一定的配比配合而成。根據(jù)管材的使用環(huán)境和所需要的各種不同的性能，再加入各種不同的助劑，但是大致的助劑就是這些。表1以CPVC高壓埋地管為例，進行PVC管材的配方的分析：硬管生產(chǎn)中樹脂應(yīng)選用聚合度較低的SG-5型樹脂，聚合度愈高，其物理力學性能及耐熱性愈好，但樹脂流動性差，給加工帶來一定困難，所以一般選用黏度為（1.71.8）10-3Pas的SG-5型樹脂為宜。硬管一般采用鉛系穩(wěn)定劑，其熱穩(wěn)定性好，常用三鹽基性鉛，但它本身潤滑性較差，通常和潤滑性好的鉛、鋇皂類并用。加工硬管，潤滑劑的選擇和使用很重要，既要考慮內(nèi)潤滑降低分子間作用力，使熔體黏度下降有利成型，又要考慮外潤滑，防止熔體與熾熱的金屬粘連，使制品表面光亮。內(nèi)潤滑一般用金屬皂類，外潤滑用低熔點蠟。填充劑主要用碳酸鈣和鋇（重晶石粉），碳酸鈣使管材表面性能好，鋇可改善成型性，使管材易定型，兩者可降低成本，但用量過多會影響管材性能，壓力管和耐腐蝕管最好不加或少加填充劑。2PVC管材生產(chǎn)工藝流程一般來說，PVC管材的生產(chǎn)流程為：原料+助劑配制混合輸送上料強制喂料錐型雙螺桿擠出機擠出模具定徑套噴淋真空定型箱浸泡冷卻水箱油墨印字機履帶牽引機抬刀切割機管材堆放架成品檢測包裝。RPVC管的成型使用SG-5型PVC樹脂，并加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、填充劑、顏料等，這些原料經(jīng)適當?shù)奶幚砗蟀磁浞竭M行捏合，若擠管采用單螺桿擠出機，還應(yīng)將捏合后的粉料造成粒，再擠出成型；若采用雙螺桿擠出機，可直接用粉料成型。另外，在生產(chǎn)中可與上述所示流程不同，即采取粉料直接擠出管材而不進行造粒，但應(yīng)注意兩點：其一，粉料直接擠出成型最好采用雙螺桿擠出機，因粉料與粒料相比，少了一次混合剪切塑化工序，故采用雙螺桿擠出機可加強剪切塑化，達到預(yù)期效果；其二，因粒料比粉料密實，受熱及熱的傳導不良，故粉料的加工溫度可比相應(yīng)粒料的加工溫度低10左右為宜。3PVC管材的成型工藝參數(shù)管材的加工工藝參數(shù)，還要跟管材的直徑以及壁厚的不同而導致它的生產(chǎn)工藝參數(shù)的不同。在實際的PVC管材制品的生產(chǎn)中，是沒有特定的一成不變的工藝參數(shù)，因為影響實際生產(chǎn)的因素有很多，因此，能生產(chǎn)出合格的PVC管材的工藝生產(chǎn)參數(shù)就是好的工藝參數(shù)。4PVC管材工藝條件及控制（1）溫度控制。溫度是影響塑化質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。溫度過低，塑化不良，管材外觀和力學性能較差，經(jīng)分流器支架后，熔接痕明顯或熔接處強度低。由于PVC熱穩(wěn)定性較差，溫度過高會發(fā)生分解，產(chǎn)生變色、焦燒，使操作無法進行。具體溫度應(yīng)根據(jù)原料配方、擠出機及機頭結(jié)構(gòu)、螺桿轉(zhuǎn)速的操作等綜合條件加以確定。（2）螺桿冷卻。由于RPVC熔體黏度大，流動性差，為防止螺桿因摩擦熱過大而升溫，引起螺桿黏料分解或使管材內(nèi)壁毛糙，必須降低螺桿溫度，這樣可使物料塑化好，管內(nèi)表面光亮，提高管材內(nèi)外質(zhì)量。螺桿溫度一般控制在80100之間，若溫度過低反壓力增加，產(chǎn)量下降，甚至會發(fā)生物料擠不出來而損壞螺桿軸承的事故。因此，螺桿冷卻應(yīng)控制出水溫度不低于7080。冷卻方法是在螺桿內(nèi)部用通銅管的方法進行水冷卻。（3）螺桿轉(zhuǎn)速。螺桿轉(zhuǎn)速的快慢關(guān)系到管材的質(zhì)量和產(chǎn)量。螺桿轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)根據(jù)擠出機規(guī)格和管材規(guī)格決定。原則上，大機器擠小管，轉(zhuǎn)速較低：小機器擠大管，轉(zhuǎn)速較高。一般45單螺桿擠出機，螺桿轉(zhuǎn)速為2040r/min，90單螺桿擠出機，螺桿轉(zhuǎn)速為1020r/min；雙螺桿擠出機1530r/min。提高螺桿轉(zhuǎn)速雖可一定程序上提高產(chǎn)量，若過高地追求產(chǎn)量，不改變物料和螺桿結(jié)構(gòu)的情況下，會引起物料塑化不良，管壁粗糙，管材強度下降。（4）定徑的壓力和真空度管坯被擠出口模時，溫度還很高。為了使管材獲得較低的粗糙度、正確的尺寸和幾何形狀，所以，管坯離開口模時必須立即定徑和冷卻。RPVC管材一般均采用內(nèi)壓外定徑的方法，管內(nèi)通壓縮空氣使管材外表面緊貼定徑套內(nèi)壁定型并保持一定圓度，一般壓縮空氣壓力范圍在0.020.05MPa，壓力要求穩(wěn)定，可設(shè)置一貯氣缸使壓縮空氣壓力穩(wěn)定。壓力過小，管材不圓，壓力過大，一是氣塞易損壞造成漏氣，二是易冷卻芯模，影響管材質(zhì)量，壓力忽大忽小，管材形成竹節(jié)狀。若采用真空法定徑，其真空度約為0.0350.070MPa。（5）牽引速率。牽引速率直接影響管材生產(chǎn)的產(chǎn)量，同時影響管材壁厚，牽引速率不穩(wěn)定會使管徑出現(xiàn)忽大忽小的現(xiàn)象。牽引速度應(yīng)與管材的擠出速率密切配合。正常生產(chǎn)時，牽引速率應(yīng)比擠出線速度稍快1%10%。牽引速率愈慢，管壁愈厚，牽引速率愈快，管壁愈薄，還會使管材縱向收縮率增加，內(nèi)應(yīng)力增大，從而影響管材尺寸、合格率及使用效果。生產(chǎn)中調(diào)節(jié)牽引速率可用以下簡單方法，將擠出的管材放于牽引履帶內(nèi)，但履帶不夾緊管材，觀察履帶與管材線速率差，若牽引速率比擠出速率慢，應(yīng)調(diào)節(jié)加快到壁厚符合要求為止。參考文獻1賈明印，薛平，朱復華，梁斌.共擠出技術(shù)在聚合物成型加工中的應(yīng)用及其設(shè)備的最新進展J.工程塑料應(yīng)用，2006，