硬质PVC管材配方与工艺设计原则.doc

硬质PVC管材配方与工艺设计原则塑料管材的性能及用途管材是挤出成型法加工的主要产品之一。塑料管材的突出优点：相对密度小相当于金属的1/4-1/7；电绝缘性能、化学稳定性优良；安装、施工方便维修容易；单位能耗低廉。但与金属相比它的力学性能较低使用温度范围较窄膨胀收缩变形较大。塑料管材的用途是输送液体、固体、气体并可以作为电线电缆护套和结构材料。主要应用范围是：建筑给水管、建筑排水管、埋地排水管、燃气管、护套管、农业用管、工业用管。住宅建设环境保护与治理农业节水灌溉交通、通讯、水利、能源等基础建设工程使得塑料管材有着非常广阔的市场设计配方的原则设计配方的原则是根据使用要求根据我国已经制定了各类管材标准进行管材配方中包含：PVC树脂抗冲击改性剂稳定剂加工改性剂填充剂、色料及外润滑剂等成分1、PVC树脂为了获得迅速与均匀的塑化应该采用悬浮法疏松型树脂、树脂的型号多为SG—5（相当于旧型号XS—4）——用于双壁波纹管的树脂特别应具有良好分子量分布和杂质量以减少管材中的“鱼眼”避免管材波纹的塌陷和管壁的破裂。——用于给水管的树脂应属“卫生级”树脂中残留氯乙烯在lmg／kg以内。为了保证管材的质量减少次品率树脂的来源要稳定。2、稳定剂目前国内采用的主要热稳定剂为：三碱式硫酸铅与二碱式铅盐金属皂类并用、复合铅盐稳定剂、稀土复合稳定剂、有机锡稳定剂含重金属的稳定剂（如含PbBaCd）对人体健康有害这些稳定剂在给水管配方中的用量有限制.。单螺杆挤出流程物料受热历史较双螺杆挤出流程要长稳定剂用量前者较后者要增加25％以上。双壁波纹管的机头温度较高物料在机头内停留时间较长配方中稳定剂的用量比普通管配方要多。3、填料填料的作用是可降低成本。尽量采用超细活性的填料(价格较高).管材用量比型材大.填料用量过大会造成抗冲击性降低和管耐压性下降所以在化工用管和给水管中填料用量在10份以内。排水管冷弯穿线套管中填料用量可多些同时加大CPE的用量来改变冲击性能的下降。对管材性能要求较低的管材和落雨管填料量可很大但是对双螺杆挤出机磨损较严重。改性剂（1）、加工改性剂：普通管材可以少用或不用；波纹管和薄壁管多用.（2）、冲击改性剂：比型材用量少两方面原因:1.性能耐低温拉伸强度2.成本（3）、其他助剂：颜色：钛白用量型材作为耐老化剂来使用必须用.硬PVC管的配方中主要是色素主要是钛白粉或炭黑可依管材外观要求选用。5、外润滑剂与稳定剂的匹配设计。（1）、根据稳定剂选择与之匹配的外润滑剂a.有机锡稳定剂。有机锡稳定剂与PVC树脂有较好的相容性有严重的粘附金属壁的倾向与之匹配的最便宜的外润滑剂是以石蜡为主的石蜡-硬脂酸钙体系。b.铅盐稳定剂。铅盐稳定剂与PVC树脂相容性差仅附在PVC粒子表面阻碍了PVC粒子间的融合通常采用硬脂酸铅-硬脂酸钙外润滑剂与之匹配。（2）、外润滑剂的用量。如果调整外润滑剂用量仍不能满足物料加工的要求则可以考虑添加少量的内润滑剂。当使用抗冲击增韧改性剂时由于熔体粘度大粘附到金属表面的可能性就大往往需要增加外润滑剂的用量；用同一种设备挤出的薄壁管比同一规格的厚壁管所需的外润滑剂要多。当加工温度高时熔体粘附金属表面的倾向大所加入的外润滑剂就多。工艺设定原则硬质PVC管材生产工艺流程见下图：高速混合低速混合PVC树脂助剂成品切割牵引冷却定型挤出（1）混合工艺在高速混合时助剂渗入PVC树脂的空隙使助剂在树脂中均匀分散考虑到温度在1000C以上有利于物料中水蒸气蒸出所以一般热混机的温度设在100~1200C。为了让助剂充分地与PVC微粒接触减少填充剂对助剂的吸附作用应该在加入PVC树脂后即启动热混机再按如下顺序投料：稳定剂、各种加工助剂、色料、填充剂。在实际生产中大都是将原辅料全都投入后再启动热混机。热混机放出的混合料温度很高需立即进行冷却若散热不及时会引起物料分解和助剂挥发。冷混一般控制在料温400C左右时出料。（2）挤出成型工艺挤出机螺杆分3个区段：加料段（送料段）、熔化段（压缩段）、计量段（均化段）这三段相应的对物料组成了3个功能区：固体输送区、物料塑化区、熔体输送区。固体输送区的料筒温度一般控制在100~1400C。若加料温度过低使固体输送区延长减少了塑化区和熔体输送区的长度会引起塑化不良影响产品质量。物料塑化区的温度控制在170~1900C。控制该段的真空度是一个重要的工艺指标若真空度较低会影响排气效果导致管材中存有气泡严重降低了管材的力学性能。为了使物料内部的气体容易逸出应控制物料在该段塑化程度不能过高同时还要经常清理排气管路以免阻塞。料筒真空度一般为0.08~0.09MPa。熔体输送区的温度应略低一些一般为160~1800C。在该段提高螺杆