(工藝技術(shù))硬質(zhì)PVC管材配方與工藝設(shè)計原則

1、硬質(zhì) PVCPVC 管材配方與工藝設(shè)計原則塑料管材的性能及用途 管材是擠出成型法加工的主要產(chǎn)品之一。塑料管材的 突出優(yōu)點：相對密度小，相當(dāng)于金屬的 1/4-1/71/4-1/7 ；電絕緣性 能、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良；安裝、施工方便，維修容易；單位 能耗低廉。但與金屬相比，它的力學(xué)性能較低，使用溫度 范圍較窄，膨脹收縮變形較大。塑料管材的用途是輸送液體、固體、氣體，并可以作 為電線電纜護套和結(jié)構(gòu)材料。 主要應(yīng)用范圍是： 建筑給水管、 建筑排水管、埋地排水管、燃氣管、護套管、農(nóng)業(yè)用管、工 業(yè)用管。住宅建設(shè)，環(huán)境保護與治理，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉，交通、 通訊、水利、能源等基礎(chǔ)建設(shè)工程使得塑料管材有著非常廣 闊的市

2、場設(shè)計配方的原則設(shè)計配方的原則是根據(jù)使用要求， 根據(jù)我國已經(jīng)制定了 各類管材標(biāo)準(zhǔn)進行，管材配方中包含： PVCPVC 樹脂，抗沖擊改 性劑，穩(wěn)定劑，加工改性劑，填充劑、色料及外潤滑劑等成 分1 1、 PVCPVC 樹脂 為了獲得迅速與均勻的塑化，應(yīng)該采用懸浮法疏松型樹脂、 樹脂的型號多為SGSG 5 5（相當(dāng)于舊型號 XSXS 4 4）用于雙壁波紋管的樹脂，特別應(yīng)具有良好分子量分布 和雜質(zhì)量，以減少管材中的 “魚眼 ”，避免管材波紋的塌陷和管 壁的破裂。用于給水管的樹脂， 應(yīng)屬 “衛(wèi)生級 ”， 樹脂中殘留氯乙烯 在 lmglmg kgkg 以內(nèi)。 為了保證管材的質(zhì)量，減少次品率，樹脂的來源要穩(wěn)

3、定。2 2、穩(wěn)定劑 目前國內(nèi)采用的主要熱穩(wěn)定劑為：三堿式硫酸鉛與二堿 式鉛鹽 , ,金屬皂類并用、復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑、稀土復(fù)合穩(wěn)定劑、有 機錫穩(wěn)定劑含重金屬的穩(wěn)定劑（如含 PbPb, BaBa, CdCd）對人體健康有害， 這些穩(wěn)定劑在給水管配方中的用量有限制. .。單螺桿擠出流程，物料受熱歷史較雙螺桿擠出流程要長，穩(wěn)定劑用量前者較后者 要增加2525以上。雙壁波紋管的機頭溫度較高，物料在機頭內(nèi) 停留時間較長，配方中穩(wěn)定劑的用量比普通管配方要多。3 3、填料填料的作用是可降低成本。 盡量采用超細活性的填料 , ,（價格 較高 ）. .管材用量比型材大 . .填料用量過大會造成抗沖擊性降低和 管耐壓

4、性下降，所以，在化工用管和給水管中，填料用量在 1010 份以內(nèi)。排水管，冷彎穿線套管中填料用量可多些，同時加大 CPECPE 的用量來改變沖擊性能的下降。 對管材性能要求較低的管材，和落雨管，填料量可很大，但是 對雙螺桿擠出機磨損較嚴(yán)重。4 4、 改性劑（ 1 1）、加工改性劑：普通管材可以少用或不用；波紋管和薄壁管 多用. .（ 2 2）、沖擊改性劑：比型材用量少 , , 兩方面原因 :1.:1.性能 , ,耐低溫 , ,拉伸強度 2.2.成本（ 3 3 ） 、其他助劑：顏色： 鈦白用量 , ,型材作為耐老化劑來使用 , , 必須用 . .硬 PVCPVC 管的配方中主要是色素，主要是鈦白

5、粉或炭黑， 可依管材外觀要求選用。5 5、外潤滑劑與穩(wěn)定劑的匹配設(shè)計。（1 1）、根據(jù)穩(wěn)定劑選擇與之匹配的外潤滑劑a.a. 有機錫穩(wěn)定劑。有機錫穩(wěn)定劑與PVCPVC 樹脂有較好的相容性，有嚴(yán)重的粘附金屬壁的傾向， 與之匹配的最便宜的外潤滑劑是 以石蠟為主的石蠟- -硬脂酸鈣體系。b.b. 鉛鹽穩(wěn)定劑。鉛鹽穩(wěn)定劑與PVCPVC 樹脂相容性差，僅附在 PVCPVC粒子表面，阻礙了 PVCPVC 粒子間的融合，通常采用硬脂酸鉛 - -硬脂 酸鈣外潤滑劑與之匹配。（2 2）、外潤滑劑的用量。如果調(diào)整外潤滑劑用量仍不能滿足物料 加工的要求，則可以考慮添加少量的內(nèi)潤滑劑。當(dāng)使用抗沖擊增韌改性劑時，由于熔體

6、粘度大，粘附到金 屬表面的可能性就大，往往需要增加外潤滑劑的用量；用同一 種設(shè)備擠出的薄壁管比同一規(guī)格的厚壁管所需的外潤滑劑要 多。當(dāng)加工溫度高時，熔體粘附金屬表面的傾向大，所加入的 外潤滑劑就多。工藝設(shè)定原則硬質(zhì) PVCPVC 管材生產(chǎn)工藝流程見下圖：成品切割 一牽引4冷卻定型擠出（1 1）混合工藝在高速混合時，助劑滲入 PVCPVC 樹脂的空隙，使助劑在樹 脂中均勻分散，考慮到溫度在 1001000C C 以上有利于物料中水蒸氣 蒸出，所以一般熱混機的溫度設(shè)在 1001001201200C C。為了讓助劑充 分地與 PVCPVC 微粒接觸，減少填充劑對助劑的吸附作用，應(yīng)該在 加入 PVCP

7、VC 樹脂后即啟動熱混機，PVCPVC 樹脂一速混合助劑低速混合再按如下順序投料：穩(wěn)定劑、 各種加工助劑、色料、填充劑。在實際生產(chǎn)中，大都是將原輔 料全都投入后再啟動熱混機。熱混機放出的混合料溫度很高，需立即進行冷卻，若散熱 不及時會引起物料分解和助劑揮發(fā)。冷混一般控制在料溫40400C C左右時出料。（2 2）擠出成型工藝擠出機螺桿分 3 3 個區(qū)段：加料段（送料段） 、熔化段（壓 縮段） 、計量段（均化段） ，這三段相應(yīng)的對物料組成了 3 3 個功 能區(qū)：固體輸送區(qū)、物料塑化區(qū)、熔體輸送區(qū)。固體輸送區(qū)的料筒溫度一般控制在1001401001400C C 。若加料溫度過低，使固體輸送區(qū)延長，

8、減少了塑化區(qū)和熔體輸送區(qū)的長 度，會引起塑化不良，影響產(chǎn)品質(zhì)量。物料塑化區(qū)的溫度控制在170170190190C C?？刂圃摱蔚恼婵斩仁且粋€重要的工藝指標(biāo)，若真空度較低，會影響排氣效果，導(dǎo)致 管材中存有氣泡，嚴(yán)重降低了管材的力學(xué)性能。為了使物料內(nèi) 部的氣體容易逸出，應(yīng)控制物料在該段塑化程度不能過高，同 時還要經(jīng)常清理排氣管路以免阻塞。料筒真空度一般為 0.080.080.09MPa0.09MPa。熔體輸送區(qū)的溫度應(yīng)略低一些，一般為160160180180C C。在該段提高螺桿轉(zhuǎn)速、減小機頭阻力及在塑化區(qū)提高壓力都有利于 輸送速率的提高，對于PVCPVC 這樣的熱敏塑料，不應(yīng)在此段停留時間過長，

9、螺桿轉(zhuǎn)速一般為 202030r/min30r/min 。機頭是擠出制品成型的重要部件，它的作用是產(chǎn)生較高的 熔體壓力并使熔體成型為所需的形狀。 各部分工藝參數(shù)分別為： 口模連接器溫度1651650C,C, 口模溫度 170170C C、170170C C、1651650C C、180180C C、1901900C C。（3 3） 定型工藝 從機頭口模擠出來的管狀物要經(jīng)過冷卻， 使它變硬而定 型。定型一般用定徑套進行外徑定型和內(nèi)徑定型兩種方式。其 中外徑定型結(jié)構(gòu)較為簡單，操作方便，我國普遍采用。外徑定 型的定徑外套長度一般取其內(nèi)徑的 3 3 倍，定徑套的內(nèi)徑應(yīng)略大 于（一般不超過 2mr2mr）

10、管材處徑的名義尺寸。 管材的冷卻方法有 水浸式冷卻和噴淋式冷卻，較常用的是噴淋式冷卻。真空冷卻 成型是借助于真空泵將真空槽抽成真空，使管坯外壁吸附在定 型套的內(nèi)壁上而達到冷卻定型。真空定型的工藝條件一般為： 真空度 20.053.3kPa20.053.3kPa ,水溫 15152525C,C,真空槽中的水成霧狀為最 佳。若真空度偏小，導(dǎo)致管外徑偏小，小于標(biāo)準(zhǔn)尺寸；反之， 若真空度偏大，管徑偏大，甚至出現(xiàn)抽脹現(xiàn)象。若水溫過低， 定型不完全，且會使管材脆性增大；若水溫過高，則會造成冷 卻不良，致使管材易發(fā)生變形。（ 4 4 ）牽引工藝 牽引裝置的作用是給機頭擠出的管材提供一定的牽引力 和牽引速度，

11、均勻地引出管材，并通過調(diào)節(jié)牽引速度調(diào)節(jié)管子 的壁厚。牽引速度取決于擠出速度，一般牽引速度比擠出速度 快1%3%1%3%。硬質(zhì) PVCPVC 管材技術(shù)與工藝（僅供參考）2007-10-172007-10-17 12:36:5612:36:56 閱讀 656656 評論 0 0 字號：大中小硬質(zhì) PVCPVC 管材技術(shù)與工藝1 1 、選材與配方設(shè)計原則硬質(zhì) PVCPVC 管材的配方設(shè)計主要有 3 3 個方面的工作：確定穩(wěn)定劑系統(tǒng)、潤滑劑配合設(shè)計和加工改性劑的選用。1 1）穩(wěn)定劑系統(tǒng)的確定及用量。鉛鹽穩(wěn)定劑是這幾種穩(wěn)定劑中最經(jīng)濟的穩(wěn)定劑體系，成型加工也最容易，它的熱穩(wěn)定性和潤滑性都比有機錫和金屬皂類

12、穩(wěn)定劑好，但有毒性。選擇何種穩(wěn)定劑體系的依據(jù)是生產(chǎn)成本和是否有法律法規(guī)限制和安全衛(wèi)生方面的要求。穩(wěn)定劑的用量主要是根據(jù)加工方式確定。如用雙螺桿擠出機擠出時， PVCPVC 樹脂受熱過程較短，穩(wěn)定劑用量比單螺桿擠出機擠出時要少?？紤]穩(wěn)定劑用量時還要留有充分余地，否則當(dāng)加工溫度選擇不當(dāng)、溫度失控會因穩(wěn)定劑量不足而發(fā)生 PVCPVC分解。2 2）外潤滑劑與穩(wěn)定劑的匹配設(shè)計。1根據(jù)穩(wěn)定劑選擇與之匹配的外潤滑劑a.a. 有機錫穩(wěn)定劑。有機錫穩(wěn)定劑與 PVCPVC 樹脂有較好的相容性，有嚴(yán)重的粘附金屬壁的傾向，與之匹配的最便宜的外潤滑劑是以石蠟為主的石蠟 - -硬脂酸鈣體系。b.b. 鉛鹽穩(wěn)定劑。鉛鹽穩(wěn)定

13、劑與 PVCPVC 樹脂相容性差，僅附在 PVCPVC 粒子表面，阻礙了 PVCPVC 粒子間的融合，通常采用硬脂酸鉛- -硬脂酸鈣外潤滑劑與之匹配。2外潤滑劑的用量。如果調(diào)整外潤滑劑用量仍不能滿足物料加工的要求，則可以考慮添加少量的內(nèi)潤滑劑。當(dāng)使用抗沖擊增韌改性劑時，由于熔體粘度大，粘附到金屬表面的可能性就大，往往需要增加外潤滑劑的用量；用同一種設(shè)備擠出的薄壁管比同一規(guī)格的厚壁管所需的外潤滑劑要多。當(dāng)加工溫度高時，熔體粘附金屬表面的傾向大，所加入的外潤滑劑就多。3 3）加工改性劑的選用。目前用于硬質(zhì) PVCPVC 管材的較好 的加工改性劑是聚丙烯酸酯類 （簡稱 ACRACR ）。ACRACR

14、 作為加工改 性劑主要功能是促進樹脂熔融、改善熔體流變性能。4 4）填充劑。選擇適當(dāng)?shù)奶畛鋭┖吞畛淞?，能使硬質(zhì)PVPVC C 管村獲得較高的沖擊強度和撕裂強度，并能降低成本。5 5 ）著色劑。 硬質(zhì) PVCPVC 管材常用的著色劑是顏料， 主要品種有：1鈦白粉。鈦白粉即二氧化鈦，在陽光下非常穩(wěn)定，不 溶于稀硫酸，耐熱性好，著色遮蓋力強，是白色顏料中最優(yōu)良的品種。2炭黑。炭黑可單獨作為著色劑，也可配合其他著色劑調(diào)制成灰色或咖啡色。3酞箐藍。酞箐藍是一種有機顏料，無遷移性，遮蓋力強。2 2、工藝設(shè)定原則硬質(zhì) PVCPVC 管材生產(chǎn)工藝流程見下圖：PVCPVC 樹脂助劑1 1 ）混合工藝在高速混合時

15、，助劑滲入 PVCPVC 樹脂的空隙，使助劑 在樹脂中均勻分散， 考慮到溫度在 1000C1000C 以上有利于物料中水 蒸氣蒸出，所以一般熱混機的溫度設(shè)在 1001200C1001200C 。為了讓助 劑充分地與 PVCPVC 微粒接觸， 減少填充劑對助劑的吸附作用， 應(yīng) 該在加入 PVCPVC 樹脂后即啟動熱混機， 再按如下順序投料： 穩(wěn)定 劑、各種加工助劑、色料、填充劑。在實際生產(chǎn)中，大都是將 原輔料全都投入后再啟動熱混機。熱混機放出的混合料溫度很高，需立即進行冷卻，若散熱不及時會引起物料分解和助劑揮發(fā)。 冷混一般控制在料溫 4 400C00C 左右時出料。（2 2）擠出成型工藝擠出機螺

16、桿分 3 3 個區(qū)段：加料段（送料段）、熔化段（壓 縮段） 、計量段（均化段），這三段相應(yīng)的對物料組成了 3 3 個 功能區(qū)：固體輸送區(qū)、物料塑化區(qū)、熔體輸送區(qū)。固體輸送區(qū)的料筒溫度一般控制在 1001400C1001400C 。若加 料溫度過低，使固體輸送區(qū)延長，減少了塑化區(qū)和熔體輸送區(qū) 的長度，會引起塑化不良，影響產(chǎn)品質(zhì)量。物料塑化區(qū)的溫度控制在 1701900C1701900C ?？刂圃摱蔚恼婵?度是一個重要的工藝指標(biāo)，若真空度較低，會影響排氣效果， 導(dǎo)致管材中存有氣泡， 嚴(yán)重降低了管材的力學(xué)性能。 為了使物 料內(nèi)部的氣體容易逸出，應(yīng)控制物料在該段塑化程度不能過高， 同時還要經(jīng)常清理排氣

17、管路以免阻塞。料筒真空度一般為 0.080.08 0.09MPa0.09MPa 。熔體輸送區(qū)的溫度應(yīng)略低一些， 一般為 1601800C1601800C 。在 該段提高螺桿轉(zhuǎn)速、減小機頭阻力及在塑化區(qū)提高壓力都有利 于輸送速率的提高， 對于 PVCPVC 這樣的熱敏塑料， 不應(yīng)在此段停 留時間過長，螺桿轉(zhuǎn)速一般為 2030r/min2030r/min 。機頭是擠出制品成型的重要部件， 它的作用是產(chǎn)生較高的熔體壓力并使熔體成型為所需的形狀。各部分工藝參數(shù)分別為：口模連接器溫度 1650C1650C ，口模溫度 1700C1700C 、 1700C1700C 、 1650C1650C 、1800C1800C 、 1900C1900C 。（3 3）定型工藝從機頭口模擠出來的管狀物要經(jīng)過冷卻，使它變硬而定 型。定型一般用定徑套進行外徑定型和內(nèi)徑定型兩種方式。其 中外徑定型結(jié)構(gòu)較為簡單，操作方便，我國普遍采用。外徑定 型的定徑外套長度一般取其內(nèi)徑的 3 3 倍，定徑套的內(nèi)徑應(yīng)略大 于（一般不超過 2mm2mm ）管材處徑的名義尺寸。管材的冷卻方法 有水浸式冷卻和噴淋式冷卻，較常用的是噴淋式冷卻。真空冷 卻成型是借助于真空泵將真空槽抽成真空，使管坯外壁吸附在 定型