氯化聚氯乙烯塑料管材的生产技术问题解答

氯化聚氯乙烯塑料管材的生产技术问题解答肖祥骅( 上海高聚物实用产品研究所，上海2 0 0 0 6 2 )摘要：氮化聚氯乙烯塑料( P V C - ( 、) 管材是当前发展比较迅速的一种新颖管材，其配方工艺、加工设备、模具等均与原P V C塑料管材有相同之处，也有许多不相一致的地方。

为使该管材健康发展，对读者提出的有关配方、工艺等方面的问题作了详细解答。

关键词：氯化聚氯乙烯乙塑料( P V C —C) 管枝术问题解答中图分类号：T Q 3 2 5．3 文献标识码：A文章编号：1 0 0 9 — 5 9 9 3 ( 2 0 0 3 ) 03 一0 l 9 一04自从《上海塑料》刊登了笔者关于氯化聚氯乙烯( P V C — C ) 管材生产技术方面的文章后，笔者收到函电、传真等1 4 3次之多。

经与《上海塑料》编辑部联系，觉得该管材是当前国内重点发展的产品，笔者认为有必要就读者提出的几个重要问题简要解答如下，供参考。

1 有关配方方面的问题与解答问题1：为什么制作氯化聚氯乙烯塑料( P V C — C ) 热水管和电力、电缆埋管所加入的氯化聚氯乙烯( C P V C ) 份数不同?解答：这是因为氯化聚氯乙烯( c P v c ) 的理化指标有一定的标准，其中对加工来讲，含氯量( 6 7 ．0 ±0 ．1 ) ％是至关重要的。

日本的C P V C 含水率( 即挥发物) ≤0 ．i ％我国只能把含水率定为≤0 ．2 ％，且只能维持三个月不变。

因此，用纯的C P V C 作样板，测试其维卡耐热指标时，日本产的C P V C 可以达到131℃，国内的仅能达到126℃。

在方中加入除增塑剂以外的添加剂及其它高聚物，均可使维卡温度下降。

再加上设备、模具、工艺条件等因素变化均会有所影响。

笔者2001 2～3月在日本钟渊化工株式会社研究所作现试验，产品抽样检测为维卡温度≤116℃，因而，对于国际和国内标准要求PVC—C热水管耐热指标≥110℃的指标，只是稍有余地一不小心就会达不到。

也就是说，用100份CPVC和各种添加剂来配合，在一定的工艺条件及设备、模具等条件支撑下，只有认真操作才能过关至于管件耐热温度≥1 0 3 ℃的要求，则可通过适当添10份PVC或增10 .2份的润滑剂和稳定剂来达到.对于电力电缆埋管，建议主要原料配比以5 5 份C P V C 对4 5 份P V C 为好。

笔者曾请化工部北京化工研究院中心试验室做了5 0 份C P V C 对5 0 份P V C的配方试验，结果性能不但没有提高，反而下降。

故向读者推荐的5 5 份C P V C 对4 5 份P V C 的配方完全可以比较可靠地达到维卡温度≥9 3 ℃的日本和国内行业标准要求，当然其它添加剂也要注意。

另外，对于壁厚3 m m的薄壁管其维卡温度应在( 9 0±4 ) ℃范围内。

问题2 ：为什么加入M B S 后还要加C P E?解答：加入M B S目的是提高配方系统的冲击强度。

但鉴于其双键过多，在紫外线照射下会产生双键断裂现象，强度反而下降，表现在管材到工地后如不及时埋设，5～7 d强度将下降一半，因此，配方中加入6 ～8 份M B S ( 它使维卡温度下降不多，这是M B S 的又一特点) 后，再加入3 份C P E ，可提高材料的耐寒和耐候性。

笔者曾先后设计出在西北寒冷季节和西南潮湿紫外线强烈照射地区使用的材料配方，满足了这些地区电力系统的高压和超高压电缆保护管材的使用要求。

问题3 ：为什么在~ I J C P E 时要加入液体石蜡( 白油) ?解答：在3 1 届世界塑料工程师年会上，美国方面报道了他们在在亚利桑那州和新泽西州的寒冷地带和沙漠高温中的试验结果，即在加 C P E时再加入白油，材料的耐冲击性能可以成几倍、十几倍和几十倍的提高。

笔者在无锡作了同样的验，并请上海胜德塑料厂制成样条交给化工部广州老化研究所做大气暴晒老化试验，其结果为：2 年的线条比较平直，并与美国工程师所做的结果一致要说明的是，这里所谓的几倍、十几倍、几十倍的提高，是指在配方不变的情况下，由于加工设备、模具、工艺条件不同的影响所产生的差异。

生产中的具体操作可为：在一个塑料桶内加入3 份C P E 及0 ． 3 份白油，搅拌。

最好使白油完全被吸收，没有吸收完的白油可留作下一锅配方使用。

白油是否被完全吸收也是检验C P E 这种热塑性弹性体性能优劣的方法，即能将白油完全吸收的C P E 是性能较好的。

问题4：为什么在生产氯化聚氯乙烯和聚氯乙烯制品时不提倡使用硬脂酸钙?解答：因为硬脂酸钙在温度高于1 6 0℃及长时间加热时，易使白色聚氯乙烯塑料转变为微红色，并与分解出的H Cl 起反应，形成很脆的氯化钙，对制品的应用性能极为不利。

当前在聚卤代烯烃塑料制品加工中，一般已不加硬脂酸钙，仅在注射成型时，才加入极少一点。

当然，在存在二氧化钛( 钛白粉) 的情况下，宜加入0 ．0 6 ～0 ． 1 2 份的碳酸钠或0 ．0 9 ～0 ． 1 9 份的碳酸氢钠，可避免上面提到的生成脆性氯化钙的缺点。

2 加工工艺2 ．1 捏和要点 2 ． 1 ． 1 加料顺序 C P V C或C P V C 与P V C混和物首先加入捏和锅，紧跟着加入稳定剂，然后加入其它各种添加剂，最后加入可使系统冲击强度提高的M B S 和c P E( 加白油)。

聚卤代烯烃／~ n A．后紧跟着加入稳定剂，是为了防止聚卤代烯烃受热释放出氯化氢( H c1 ) 后加速分解。

各种添加剂的随后加入，是为了增加稳定剂和聚卤代烯烃的接触，至于最后加入M B S 和C P E( 加白油) ，那是为了使整个配料系统能达到用户所要求的材料重要特性。

2 ．1 ．2 捏和温度捏和温度宜≤l 0 5℃。

目前某些生产单位的捏和浓度达到1 l 0 ~ C甚至大于 1 l O ℃，这是不好的。

捏和只起到拌和的作用，没有关于塑化的要求。

过高的捏和温度和过长的捏和时间会导致材料的热应力，对管材的性能、安装、施工、使用带来问题。

2 ．1 ．3 双螺杆挤出机生产时的扭矩鉴于含有C PVC原料的材料加工流动性较差，因此，笔者除在配方中加以改进外，还把生产时的双螺杆扭矩规定在3 5 , ~ ．- 6 0 ，一般4 0 ～ 5 5 较好。

这就需要调节温度、压力，甚至最后再回过来改变配方，使之适宜于生产，直至成品性能达到预先要求的标准，才算最后成功。

2 ． 1 ． 4 扩口要求P V C —C热水管是用管件连接的，不需要扩口，而电力电缆保护套管则需要扩口，这就在管壁扩口形状、扩口增厚等方面对设备提出了要求。

重点在调整管材的受热时间、温度，达到使管材扩口区不变形的目的。

一般扩口温度比挤出温度要高得多，挤出温度要求不超过1 9 5 ℃为宜，而扩口温度则需在<2 5 0 ℃左右，有些国产的仪表甚至反映} } 1 扩口温度≥3 0 0 ℃，这是需要注意的。

3电力电缆保护套管中环片热缩力标准指标的修改电力电缆保护套管的环片热压缩力指标，是指5 0 m m 宽的管材，在8 0 ℃环境中放置一定时间后，以一定速度的压力降达到一定形变时的力。

行业标准中的8 ．5 m m ~ H 9 ．5 m m 的壁厚管材是达到标准的，管径和厚较小的管材，其环片热压缩力并非随函数下降。

因此，行业标准中用插入法，采用壁厚小于8 ．5 m m 的管材，其环片热压缩力应改为≥0 ．3 K N为好，有这一点已通知电力管检测部门，在今后修改行业标准时应加以考虑。

另外，材料密度是电力电缆保护套管的重要指标之一，但是很多生产厂却不重视，这些厂家应当改进，使电力输送安全运行。

否则，“入网证”的发出会出现严重问题，最后还可能追究刑事责任。

4埋地使用电力电缆保护套管的注意问题和热水管的卫生问题要根据使用场合的不同对埋地电力电缆保护套管的壁厚进行选择。

有关这一点，曾作过汽2 0 、悬臂梁承压等比较试验。

生产企业的产品规格可为其产品的应用提供多方面的选择，如是用作过路承载，还是在机非离带、人行绿化带使用。

埋管深度、地下有水无水、冻土层的避让等问题都需要考虑。

华东电力设计研究院曾为上海有关生产企业制定了设计施工规范，根据该规范就可自由选择使用。

热水管中的水是不能被饮用的，国外旅店的冷热水均分开为2条管线，热水管龙头上贴有T a p w a t e r i S n o t d r i n k a b l e 的说明( 水管内热水不可饮用)。

但是，国内这方面的要求如过份严格，则只有采用上海环亚化工材料有限公司经营的熊牌钙锌稳定剂来改进配方，才有可能符合卫生标准的要求，至于有机锡则根本不能用在P V C 上水管中。

2 0 0 1 年9 月1 日起，卫生部有关方面的新标准已开始执行。

5 设备和模具的推荐对P V C — C 管材加工来说，由于材料流动性小、腐蚀性大、压力大，在螺杆和螺筒中摩擦发热也比较严重因此，对规格大的管材可以用平双，小规格管材则可以选择锥双，并且在螺杆、螺筒壁和模具表面上的镀铬要均匀，镀层厚度要比一般的大0 ．5 ～1 丝。

无锡市桥联轻化机械有限公司已有专门生产P V C - C 管材的设备，常州常通塑管有限公司已开发了P V C —C 挤出、扩口和注射件等模具，经几年实践使用，安全可靠。

若采用上述设备和模具，建议配方中不宜加入大于8份的碳酸钙。

否则，不仅会使双螺杆磨损断裂，还会使管材质量降低。

管材的成本以吨位计算好象低了，但一般财务成本是以管材长度计价的，其卖价不会因加入较多的填充料而增加，这是需要引起注意的。

6 “入网证”的申请及使用由国家电力公司电力管道检验测试中心具体负责的“入网证”发放申请，并送上海塑料研究所化工质检塑料分站检查等一系列工作，从2 0 0 2 年年中开始培训，t l J 2 0 0 3 年4 月，已有近 3 0家企业提出申请。

笔者曾陪同考核、抽样，使好多单位通过了检查，因而受到大多数单位的邀请和欢迎!但是，后来该工作由检验中心自行负责，只要申请、接待、付昂贵的费用，基本上都能取得“入网证”，这给电力运行的质量带来了隐患，不知是否已改进，好事一定要办好。

对于P V C - C 热水管的检验标准，笔者认为完全没有必要经几千小时的冷热水考核，过高的卫生要求也无必要，因为它绝不作为饮用水，是属“非饮用范畴的。

7 材料的推荐对于上述的C P V C 原料，国外的可以用日本钟渊的产品，国内的建议用旭业化工和山东潍坊亚东的产品。

C P E 一般可采用国产山东潍坊旭业、亚东和江苏东台天腾化工的产品。

上述2 种产品是P V C — C 管材十分重要的主辅材料，国内生产厂家奇多，价格越来越低。

但到目前为止，尚不宜作为重点推荐的配套用材料，请读者注意。