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(xué)性能，針對(duì)不同場(chǎng)合應(yīng)用，而PVC塑料管在塑料管中所占的比例較大。文章對(duì)PVC管材的生產(chǎn)工藝與設(shè)備操作進(jìn)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(lèi)號(hào)：TU532文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2012）33-0065-02PVC管材分硬軟兩種，RPVC管是將PVC樹(shù)脂與穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑等助劑混合，經(jīng)造粒后擠出機(jī)成型制得，也可采用粉料一次擠出成型。RPVC管耐化學(xué)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(xué)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(lái)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。總的來(lái)說(shuō)，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(rùn)滑劑、加工改性劑、填料等等通過(guò)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(jìn)行PVC管材的配方的分析：硬管生產(chǎn)中樹(shù)脂應(yīng)選用聚合度較低的SG-5型樹(shù)脂，聚合度愈高，其物理力學(xué)性能及耐熱性愈好，但樹(shù)脂流動(dòng)性差，給加工帶來(lái)一定困難，所以一般選用黏度為（1.71.8）10-3Pas的SG-5型樹(shù)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(rùn)滑性較差，通常和潤(rùn)滑性好的鉛、鋇皂類(lèi)并用。加工硬管，潤(rùn)滑劑的選擇和使用很重要，既要考慮內(nèi)潤(rùn)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(rùn)滑，防止熔體與熾熱的金屬粘連，使制品表面光亮。內(nèi)潤(rùn)滑一般用金屬皂類(lèi)，外潤(rùn)滑用低熔點(diǎn)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(guò)多會(huì)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(lái)說(shuō)，PVC管材的生產(chǎn)流程為：原料+助劑配制混合輸送上料強(qiáng)制喂料錐型雙螺桿擠出機(jī)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(jī)履帶牽引機(jī)抬刀切割機(jī)管材堆放架成品檢測(cè)包裝。RPVC管的成型使用SG-5型PVC樹(shù)脂，并加入穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、填充劑、顏料等，這些原料經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幚砗蟀磁浞竭M(jìn)行捏合，若擠管采用單螺桿擠出機(jī)，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(jī)，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(jìn)行造粒，但應(yīng)注意兩點(diǎn)：其一，粉料直接擠出成型最好采用雙螺桿擠出機(jī)，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(jī)可加強(qiáng)剪切塑化，達(dá)到預(yù)期效果；其二，因粒料比粉料密實(shí)，受熱及熱的傳導(dǎo)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(dǎo)致它的生產(chǎn)工藝參數(shù)的不同。在實(shí)際的PVC管材制品的生產(chǎn)中，是沒(méi)有特定的一成不變的工藝參數(shù)，因?yàn)橛绊憣?shí)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(guò)低，塑化不良，管材外觀和力學(xué)性能較差，經(jīng)分流器支架后，熔接痕明顯或熔接處強(qiáng)度低。由于PVC熱穩(wěn)定性較差，溫度過(guò)高會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)生變色、焦燒，使操作無(wú)法進(jìn)行。具體溫度應(yīng)根據(jù)原料配方、擠出機(jī)及機(jī)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(dòng)性差，為防止螺桿因摩擦熱過(guò)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(guò)低反壓力增加，產(chǎn)量下降，甚至?xí)l(fā)生物料擠不出來(lái)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(jìn)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(jī)規(guī)格和管材規(guī)格決定。原則上，大機(jī)器擠小管，轉(zhuǎn)速較低：小機(jī)器擠大管，轉(zhuǎn)速較高。一般45單螺桿擠出機(jī)，螺桿轉(zhuǎn)速為2040r/min，90單螺桿擠出機(jī)，螺桿轉(zhuǎn)速為1020r/min；雙螺桿擠出機(jī)1530r/min。提高螺桿轉(zhuǎn)速雖可一定程序上提高產(chǎn)量，若過(guò)高地追求產(chǎn)量，不改變物料和螺桿結(jié)構(gòu)的情況下，會(huì)引起物料塑化不良，管壁粗糙，管材強(qiáng)度下降。（4）定徑的壓力和真空度管坯被擠出口模時(shí)，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(kāi)口模時(shí)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(guò)小，管材不圓，壓力過(guò)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(shí)影響管材壁厚，牽引速率不穩(wěn)定會(huì)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(shí)，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(huì)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(jiǎn)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(xiàn)1賈明印，薛平，朱復(fù)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(jìn)展J.工程塑料應(yīng)用，2006，