硬质PVC管材配方与工艺设计原则

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要紧产品之一。

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、化学稳固性优良；安装、施工方便，修理容易；单位能耗低廉。

但与金属相比，它的力学性能较低，使用温度范畴较窄，膨胀收缩变形较大。

塑料管材的用途是输送液体、固体、气体，并能够作为电线电缆护套和结构材料。

要紧应用范畴是：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，环境爱护与治理，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专门宽敞的市场
设计配方的原则
设计配方的原则是依照使用要求，依照我国差不多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，稳固剂，加工改性剂，填充剂、色料及外润滑剂等成分
1、PVC树脂
为了获得迅速与平均的塑化，应该采纳悬浮法疏松型树脂、树脂的型号多为
SG—5（相当于旧型号XS—4）
——用于双壁波浪管的树脂，专门应具有良好分子量分布和杂质量，以减少管材中的“鱼眼”，幸免管材波浪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，树脂的来源要稳固。

2、稳固剂
目前国内采纳的要紧热稳固剂为：三碱式硫酸铅与二碱式铅盐,金属皂类并用、复合铅盐稳固剂、稀土复合稳固剂、有机锡稳固剂
含重金属的稳固剂（如含Pb，Ba，Cd）对人体健康有害，这些稳固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，稳固剂用量前者较后者要增加25％以上。

双壁波浪管的机头温度较高，物料在机头内停留时刻较长，配方中稳固剂的用量比一般管配方要多。

3、填料
填料的作用是可降低成本。

尽量采纳超细活性的填料,(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，因此，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，填料量可专门大，然而对双螺杆挤出机磨损较严峻。

4、改性剂
（1）、加工改性剂：一般管材能够少用或不用；波浪管和薄壁管多用.
（2）、冲击改性剂：比型材用量少, 两方面缘故: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管的配方中要紧是色素，要紧是钛白粉或炭黑，可依管材外观要求选用。

5、外润滑剂与稳固剂的匹配设计。

（1）、依照稳固剂选择与之匹配的外润滑剂
a.有机锡稳固剂。

有机锡稳固剂与PVC 树脂有较好的相容性，有严峻的粘附金属壁的倾向，与之匹配的最廉价的外润滑剂是以石蜡为主的石蜡-硬脂酸钙体系。

b.铅盐稳固剂。

铅盐稳固剂与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，通常采纳硬脂酸铅-硬脂酸钙外润滑剂与之匹配。

（2）、外润滑剂的用量。

假如调整外润滑剂用量仍不能满足物料加工的要求，则能够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：
PVC 树脂
助剂
（1）混合工艺
在高速混合时，助剂渗入PVC 树脂的间隙，使助剂在树脂中平均分散，考虑到温度在1000C 以上有利于物料中水蒸气蒸出，因此一样热混机的温度设在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：稳固剂、各种加工助剂、色料、填充剂。

在实际生产中，大差不多上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专门高，需赶忙进行冷却，若散热不及时会引起物料分解和助剂挥发。

冷混一样操纵在料温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样操纵在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，阻碍产品质量。

物料塑化区的温度操纵在170~1900C。

操纵该段的真空度是一个重要的工艺指标，若真空度较低，会阻碍排气成效，导致管材中存有气泡，严峻降低了管材的力学性能。

为了使物料内部的气体容易逸出，应操纵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堵塞。

料筒真空度一样为0.08~0.09MPa。

熔体输送区的温度应略低一些，一样为160~1800C。

在该段提高螺杆转速、减小机头阻力及在塑化区提高压力都有利于输送速率的提高，关于PVC如此的热敏塑料，不应在此段停留时刻过长，螺杆转速一样为20~30r/min。

机头是挤出制品成型的重要部件，它的作用是产生较高的熔体压力并使熔体成型为所需的形状。

各部分工艺参数分别为：口模连接器温度1650C，口模温度1700C、1700C、1650C、1800C、1900C。

（3）定型工艺
从机头口模挤出来的管状物要通过冷却，使它变硬而定型。

定型一样用定径套进行外径定型和内径定型两种方式。

其中外径定型结构较为简单，操作方便，我国普遍采纳。

外径定型的定径外套长度一样取其内径的3倍，定径套的内径应略大于（一样不超过2mm）管材处径的名义尺寸。

管材的冷却方法有水浸式冷却和喷淋式冷却，较常用的是喷淋式冷却。

真空冷却成型是借助于真空泵将真空槽抽成真空，使管坯外壁吸附在定型套的内壁上而达到冷却定型。

真空定型的工艺条件一样为：真空度20.0~53.3kPa，水温15~250C，真空槽中的水成雾状为最佳。

若真空度偏小，导致管外径偏小，小于标准尺寸；反之，若真空度偏大，管径偏大，甚至显现抽胀现象。

若水温过低，定型不完全，且会使管材脆性增大；若水温过高，则会造成冷却不良，致使管材易发生变形。

（4）牵引工艺
牵引装置的作用是给机头挤出的管材提供一定的牵引力和牵引速度，平均地引出管材，并通过调剂牵引速度调剂管子的壁厚。

牵引速度取决于挤出速度，一样牵引速度比挤出速度快1%~3%。

硬质PVC管材技术与工艺（仅供参考）2007-10-17 12:36:56 阅读656 评论0 字号：大中小
硬质PVC管材技术与工艺
1、选材与配方设计原则
硬质PVC管材的配方设计要紧有3个方面的工作：确定稳固剂系统、润滑剂配合设计和加工改性剂的选用。

1）稳固剂系统的确定及用量。

铅盐稳固剂是这几种稳固剂中最经济的稳固剂体系，成型加工也最容易，它的热稳固性和润滑性都比有机锡和金属皂类稳固剂好，但有毒性。

选择何种稳固剂体系的依据是生产成本和是否有法律法规限制和安全
卫生方面的要求。

稳固剂的用量要紧是依照加工方式确定。

如用双螺杆挤出机挤出时，PVC树脂受热过程较短，稳固剂用量比单螺杆挤出机挤出时要少。

考虑稳固剂用量时还要留有充分余地，否则当加工温度选择不当、温度失控会因稳固剂量不足而发生PVC
分解。

2）外润滑剂与稳固剂的匹配设计。

①依照稳固剂选择与之匹配的外润滑剂
a.有机锡稳固剂。

有机锡稳固剂与PVC树脂有较好的相容性，有严峻的粘附金属壁的倾向，与之匹配的最廉价的外润滑剂是以石蜡为主的石蜡-硬脂酸钙体系。

b.铅盐稳固剂。

铅盐稳固剂与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，通常采纳硬脂酸铅-硬脂酸钙外润滑剂与之匹配。

②外润滑剂的用量。

假如调整外润滑剂用量仍不能满足
物料加工的要求，则能够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。

3）加工改性剂的选用。

目前用于硬质PVC管材的较好的加工改性剂是聚丙烯酸酯类（简称ACR）。

ACR作为加工改性剂要紧功能是促进树脂熔融、改善熔体流变性能。

4）填充剂。

选择适当的填充剂和填充量，能使硬质PV C管村获得较高的冲击强度和撕裂强度，并能降低成本。

5）着色剂。

硬质PVC管材常用的着色剂是颜料，要紧品
种有：
①钛白粉。

钛白粉即二氧化钛，在阳光下专门稳固，不溶于稀硫酸，耐热性好，着色遮盖力强，是白色颜料中最优良
的品种。

②炭黑。

炭黑可单独作为着色剂，也可配合其他着色剂
调制成灰色或咖啡色。

③酞箐蓝。

酞箐蓝是一种有机颜料，无迁移性，遮盖力
强。

2、工艺设定原则
硬质PVC管材生产工艺流程见下图：
PVC 树脂
助剂
（1）混合工艺
在高速混合时，助剂渗入PVC树脂的间隙，使助剂在树脂中平均分散，考虑到温度在1000C以上有利于物料中水蒸气蒸出，因此一样热混机的温度设在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：稳固剂、各种加工助剂、色料、填充剂。

在实际生产中，大差不多上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专门高，需赶忙进行冷却，若散热不及时会引起物料分解和助剂挥发。

冷混一样操纵在料
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样操纵在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，阻碍产品质量。

物料塑化区的温度操纵在170~1900C。

操纵该段的真空度是一个重要的工艺指标，若真空度较低，会阻碍排气成效，导致管材中存有气泡，严峻降低了管材的力学性能。

为了使物料内部的气体容易逸出，应操纵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堵塞。

料筒真空度一样为0.08
~0.09MPa。

熔体输送区的温度应略低一些，一样为160~1800C。

在该段提高螺杆转速、减小机头阻力及在塑化区提高压力都有利于输送速率的提高，关于PVC如此的热敏塑料，不应在此段停留时刻过长，螺杆转速一样为20~30r/min。

机头是挤出制品成型的重要部件，它的作用是产生较高的熔体压力并使熔体成型为所需的形状。

各部分工艺参数分别为：口模连接器温度1650C，口模温度1700C、1700C、1650C、
1800C、1900C。

（3）定型工艺
从机头口模挤出来的管状物要通过冷却，使它变硬而定型。

定型一样用定径套进行外径定型和内径定型两种方式。

其中外径定型结构较为简单，操作方便，我国普遍采纳。

外径定型的定径外套长度一样取其内径的3倍，定径套的内径应略大于（一样不超过2mm）管材处径的名义尺寸。

管材的冷却方法有水浸式冷却和喷淋式冷却，较常用的是喷淋式冷却。

真空冷却成型是借助于真空泵将真空槽抽成真空，使管坯外壁吸附在定型套的内壁上而达到冷却定型。

真空定型的工艺条件一样为：真空度20.0~53.3kPa，水温15~250C，真空槽中的水成雾状为最佳。

若真空度偏小，导致管外径偏小，小于标准尺寸；反之，若真空度偏大，管径偏大，甚至显现抽胀现象。

若水温过低，定型不完全，且会使管材脆性增大；若水温过高，则会造成冷却不良，致使管材易发生变形。

（4）牵引工艺
牵引装置的作用是给机头挤出的管材提供一定的牵引力和牵引速度，平均地引出管材，并通过调剂牵引速度调剂管子的壁厚。

牵引速度取决于挤出速度，一样牵引速度比挤出速度
快1%~3%。