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1、PVC管材配方设计与加工工艺管材配方设计与加工工艺 一、一、一、一、概述概述概述概述二、二、二、二、PVCPVC树脂的选择树脂的选择树脂的选择树脂的选择三、三、三、三、稳定剂系统的确定稳定剂系统的确定稳定剂系统的确定稳定剂系统的确定四、四、四、四、加工改性剂的选用加工改性剂的选用加工改性剂的选用加工改性剂的选用五、五、五、五、冲击改性剂的选用冲击改性剂的选用冲击改性剂的选用冲击改性剂的选用六、六、六、六、其他助剂的配方设计其他助剂的配方设计其他助剂的配方设计其他助剂的配方设计 1 1 1 1 润滑剂的配方设计润滑剂的配方设计润滑剂的配方设计润滑剂的配方设计 2 2 2 2 填充剂的选用填充剂的
2、选用填充剂的选用填充剂的选用 3 3 3 3 着色与其他着色与其他着色与其他着色与其他七、七、七、七、管材配方实例管材配方实例管材配方实例管材配方实例八、八、八、八、管材加工工艺管材加工工艺管材加工工艺管材加工工艺一、概述 硬质硬质PVCPVC管材的生产可采用两种工艺管材的生产可采用两种工艺.采用双螺杆挤出机采用双螺杆挤出机,将将PVCPVC粉料粉料(包括稳定剂、包括稳定剂、润滑剂、填充剂等润滑剂、填充剂等)经高速搅拌机混合后直接挤出经高速搅拌机混合后直接挤出管材管材.这种方法生产率高这种方法生产率高,管材质量好管材质量好,在我国和其在我国和其他一些国家生产硬质他一些国家生产硬质PVCPVC管
3、材均采用此法管材均采用此法.采用单螺杆挤出机生产时采用单螺杆挤出机生产时,由于其混合、塑化由于其混合、塑化性能较差性能较差,先将先将PVCPVC粉料制成粒料粉料制成粒料,然后挤出管材然后挤出管材,其生产工艺流程如下其生产工艺流程如下:挤出挤出PVCPVC管材的配方比较复杂管材的配方比较复杂,包含有包含有PVCPVC树脂、树脂、抗冲击改性剂、稳定剂、加工改性剂、填充剂、抗冲击改性剂、稳定剂、加工改性剂、填充剂、色料及润滑剂等多种成分色料及润滑剂等多种成分.稳定剂系统总是根据对稳定剂系统总是根据对制品性能的要求来选择制品性能的要求来选择,稳定剂的用量应保证加工稳定剂的用量应保证加工中热稳定性的要求
4、和制品使用环境的要求中热稳定性的要求和制品使用环境的要求.在稳定在稳定剂种类和用量确定之后剂种类和用量确定之后,根据加工设备的特点和制根据加工设备的特点和制品性能要求进行润滑剂配合的设计品性能要求进行润滑剂配合的设计.目前尚无简单目前尚无简单的公式和模板用于配方设计的公式和模板用于配方设计.只能利用已知的成功只能利用已知的成功配方或所谓基础配方配方或所谓基础配方,在制品生产中在制品生产中,根据实用情根据实用情况况,利用一些设计基本原则加以调整利用一些设计基本原则加以调整.二、PVC树脂的选择 我国工业化生产的我国工业化生产的PVCPVC树脂主要以悬浮法和乳液法两树脂主要以悬浮法和乳液法两种为主
5、种为主.原料直接关系到管材的质量原料直接关系到管材的质量,选择原料时要考虑其来选择原料时要考虑其来源和成本源和成本,管材的使用场合和环境条件管材的使用场合和环境条件.因为使用条件不同因为使用条件不同对管材有不同要求对管材有不同要求,所用成型设备和成型工艺也不尽相同所用成型设备和成型工艺也不尽相同.用于输送腐蚀性液体和气体的硬质用于输送腐蚀性液体和气体的硬质PVCPVC管材要求有一定强管材要求有一定强度度,能承受内外压力能承受内外压力,耐热耐腐蚀耐热耐腐蚀.型号不同型号不同,树脂的聚合度树脂的聚合度不同不同,聚合度越高聚合度越高,其物理机械性能其物理机械性能,耐热性能愈好耐热性能愈好,但树脂但树
6、脂流动性能愈差流动性能愈差,给加工带来一定困难给加工带来一定困难.采用疏松型树脂则可采用疏松型树脂则可增加增加PVCPVC在挤压过程中的摩擦热在挤压过程中的摩擦热,易使物料塑化均匀易使物料塑化均匀,制品制品质量有所提高质量有所提高.耐压过程则应选用平均聚合度为耐压过程则应选用平均聚合度为11601160的树的树脂脂(如如SG4SG4或或SG5SG5型型).).大口径管材其壁厚较大大口径管材其壁厚较大,为了保持良为了保持良好的性能又便于加工好的性能又便于加工,可选用高、低聚合度的树脂按一定可选用高、低聚合度的树脂按一定比例比例(前者的比例较大前者的比例较大)共混后进行挤出成型共混后进行挤出成型.
7、用于给水管的树脂用于给水管的树脂,应属应属”卫生级卫生级”,树脂中残留氯乙树脂中残留氯乙烯在烯在1mg/kg1mg/kg以内以内.为了保证管材的质量为了保证管材的质量,减少次品率减少次品率,树树脂的来源要稳定脂的来源要稳定.三、稳定剂系统的确定 PVCPVC树脂在热、光、氧和重金属离子等作用下树脂在热、光、氧和重金属离子等作用下,常会变常会变色色,以致影响其力学性能以致影响其力学性能,这种变质过程常成为老化这种变质过程常成为老化.稳定稳定剂就是一类能抑制热、光、氧和重金属离子等因素对剂就是一类能抑制热、光、氧和重金属离子等因素对PVCPVC树脂产生老化树脂产生老化,增加其稳定性增加其稳定性,延
8、长其使用寿命的物质延长其使用寿命的物质.稳定剂常分为以下几种稳定剂常分为以下几种.铅盐类铅盐类 稳定作用较强稳定作用较强,价格低廉价格低廉,应用广泛应用广泛,但铅盐有毒但铅盐有毒,不能用于接触食品的制品不能用于接触食品的制品.常用的有三碱式硫酸铅和二碱常用的有三碱式硫酸铅和二碱式亚磷酸铅式亚磷酸铅.金属皂类金属皂类 是铅、钡、钙、铝、锂等金属与硬脂酸、月是铅、钡、钙、铝、锂等金属与硬脂酸、月桂酸、蓖麻油酸所生成的皂类桂酸、蓖麻油酸所生成的皂类.主要有硬脂酸盐、月桂酸、主要有硬脂酸盐、月桂酸、蓖麻油酸盐蓖麻油酸盐.有机锡类稳定剂有机锡类稳定剂 有良好的耐热性和透明性有良好的耐热性和透明性,可单独
9、使用可单独使用,也可与金属皂类稳定剂并用也可与金属皂类稳定剂并用.用量少用量少(一般一般0.250.750.250.75份份),),虽然价贵虽然价贵,但在聚氯乙烯稳定剂中占重要地位但在聚氯乙烯稳定剂中占重要地位.复合稳定剂包括复合稳定剂包括3 3种种:以金属皂类或盐类为基础的液体混合复合物以金属皂类或盐类为基础的液体混合复合物;上述基础的固体复合物上述基础的固体复合物;以有机锡稳定剂为基础的复合物以有机锡稳定剂为基础的复合物.其中以第一类最为常用其中以第一类最为常用.在选择稳定剂系统时在选择稳定剂系统时,应首先考虑制品性能和使用场应首先考虑制品性能和使用场合的特殊要求合的特殊要求.据此选择主稳
10、定剂据此选择主稳定剂.例如为了获得制品的透例如为了获得制品的透明性明性,要选用有机锡或液体要选用有机锡或液体Ca-ZnCa-Zn皂皂;为了满足食品卫生的为了满足食品卫生的要求要求,要选用适当的辛基锡而不能选择丁基锡要选用适当的辛基锡而不能选择丁基锡;为了防止硫为了防止硫污污,浅色或透明制品中不用含硫的有机锡浅色或透明制品中不用含硫的有机锡.为了满足卫生要为了满足卫生要求求,上水管中上水管中,可选用低溶解度和低迁移性的铅盐稳定剂可选用低溶解度和低迁移性的铅盐稳定剂,不能使用毒性大的含镉稳定剂不能使用毒性大的含镉稳定剂,但含铅稳定剂总用量不能但含铅稳定剂总用量不能超过超过3 3份份.室外用品要采用
11、耐紫外线老化的稳定剂配合室外用品要采用耐紫外线老化的稳定剂配合,如如亚磷酸酯、亚磷酸盐等亚磷酸酯、亚磷酸盐等.金属皂类稳定剂具有初期抑制着金属皂类稳定剂具有初期抑制着色作用与铅盐稳定剂有协同效果色作用与铅盐稳定剂有协同效果,兼有外润滑作用兼有外润滑作用,一般均一般均要配合使用要配合使用.主稳定剂选择之后主稳定剂选择之后,应根据稳定剂配合的原则应根据稳定剂配合的原则,选择辅选择辅助稳定剂助稳定剂,发挥协同效应发挥协同效应,以提高稳定效果以提高稳定效果,降低成本降低成本.在稳在稳定剂种类和配合比例选定以后定剂种类和配合比例选定以后,稳定剂的总量则要按加工稳定剂的总量则要按加工方式确定方式确定.双螺
12、杆挤出过程双螺杆挤出过程,树脂受热过程较短树脂受热过程较短,稳定剂用稳定剂用量可比造粒后单螺杆挤出的少些量可比造粒后单螺杆挤出的少些.透明和浅色制品加工用透明和浅色制品加工用的稳定剂要比深色制品多些的稳定剂要比深色制品多些.稳定剂的用量除满足制品正常生产的要求稳定剂的用量除满足制品正常生产的要求,还要考虑还要考虑到加工温度选择不当或温度失控到加工温度选择不当或温度失控,意外停车等情况意外停车等情况.总之稳总之稳定剂的用量不仅可保证正常生产的需要定剂的用量不仅可保证正常生产的需要,还要留有充分余还要留有充分余地以免意外情况时物料严重分解地以免意外情况时物料严重分解.比起润滑剂配合的设计比起润滑剂
13、配合的设计,稳定剂系统的确简单些稳定剂系统的确简单些,有许多现成配方可借鉴有许多现成配方可借鉴.根据现有根据现有配方或比现有配方适当增加用量往往是可行的配方或比现有配方适当增加用量往往是可行的.四、加工改性剂的选用 增加外润滑剂用量增加外润滑剂用量,虽可减少熔体和口模的附着力、虽可减少熔体和口模的附着力、降低剪切速率降低剪切速率,减小挤出涨大和改善制品外观减小挤出涨大和改善制品外观,却往往造成却往往造成塑化不良塑化不良,影响制品的力学性能影响制品的力学性能.若想既不降低若想既不降低PVCPVC的塑化程度的塑化程度,又要保持制品的良好外又要保持制品的良好外观就要使用加工改性剂观就要使用加工改性剂
14、.目前已有数种加工改性剂问世目前已有数种加工改性剂问世,公公认最好的还是聚丙烯酸酯类加工改性剂认最好的还是聚丙烯酸酯类加工改性剂ACR(ACR(亦称加工助剂亦称加工助剂).).1 1、加工改性剂主要品种、加工改性剂主要品种 K-120K-120是甲基丙烯酸甲酯是甲基丙烯酸甲酯(MMA)(MMA)与少量丙烯酸乙酯与少量丙烯酸乙酯(EA)(EA)或丙烯酸丁酯或丙烯酸丁酯(BA)(BA)经乳液或悬浮聚合得到的相对分子经乳液或悬浮聚合得到的相对分子质量很高质量很高(1(1百万至百万至5 5百万百万)的无规共聚物的无规共聚物.后来又发展了多后来又发展了多种产品如种产品如K-120N,K-120ND,K-
15、175,K-125,KM-334K-120N,K-120ND,K-175,K-125,KM-334等等.2 2、加工改性剂的功能、加工改性剂的功能 加工改性剂促进加工改性剂促进PVCPVC初级粒子塑化成为区域粒子初级粒子塑化成为区域粒子,提高熔提高熔体结构的均匀性体结构的均匀性,降低塑化温度降低塑化温度.削弱外润滑剂对塑化情况的影响削弱外润滑剂对塑化情况的影响.增加熔体弹性增加熔体弹性,缩短取向后松弛的时间缩短取向后松弛的时间,提高熔体缺陷产提高熔体缺陷产生的临界剪切速率生的临界剪切速率,获得高速生产制品时的良好外观和获得高速生产制品时的良好外观和光泽度光泽度.增加熔体强度增加熔体强度.3 3
16、、加工改性剂的选用、加工改性剂的选用:见下表见下表1.1.4 4、加工改性剂用量的确定、加工改性剂用量的确定 实际生产配方加工改性剂的用量范围实际生产配方加工改性剂的用量范围,常要调整常要调整.比如单螺杆挤出机中比如单螺杆挤出机中,螺槽与螺棱处剪切速率相差很大螺槽与螺棱处剪切速率相差很大,塑化后熔体结构的均匀性较差塑化后熔体结构的均匀性较差.为了提高熔体结构均匀为了提高熔体结构均匀性性,往往要使用较双螺杆挤出配方更多的加工改性剂往往要使用较双螺杆挤出配方更多的加工改性剂.表表表表1 1 1 1 加工改性剂的选用加工改性剂的选用加工改性剂的选用加工改性剂的选用加工方式加工方式制品种类制品种类建议
17、使用型号建议使用型号挤出挤出,双螺杆双螺杆型材型材K-120N,K-125K-120N,K-125发泡型材、片材发泡型材、片材K-125K-125普通管普通管K-175K-175耐压管耐压管K-120NK-120N挤出挤出,单螺杆单螺杆普通管普通管K-175K-175发泡型材发泡型材K-125K-125透明片透明片,膜膜K-120NDK-120ND不透明片不透明片K-120,K-125K-120,K-125注塑注塑管件及其他管件及其他K-120N,K-125K-120N,K-125五、冲击改性剂选用 按我国技术标准按我国技术标准,除化工用管外除化工用管外,直径直径200mm200mm以下其他以
18、下其他类管材均有落锤冲击性能要求类管材均有落锤冲击性能要求.为满足低温冲击要求为满足低温冲击要求,配方配方中可使用中可使用4848份冲击改性剂份冲击改性剂,一般用一般用CPECPE即可即可.为了使制品获为了使制品获得更低温下的抗冲击性得更低温下的抗冲击性,可选用可选用MBSMBS、ABSABS或或ACRACR改性剂改性剂.CPE CPE 氯含量为氯含量为25%40%,25%40%,用用CPECPE改性的改性的PVCPVC制品制品,除具有较除具有较好的耐冲击性外好的耐冲击性外,还具有较好的耐候性还具有较好的耐候性,耐寒性、阻燃性和耐寒性、阻燃性和耐化学药品性耐化学药品性.下表下表2 2为为CPE
19、CPE含量对制品的改性效果含量对制品的改性效果.含量在含量在10151015份时增幅最大份时增幅最大,大于大于2020份增幅又趋平缓份增幅又趋平缓.ABS ABS 丙烯腈丙烯腈-丁二烯丁二烯-苯乙烯三元共聚物苯乙烯三元共聚物,主要用于挤出主要用于挤出和压延片材和压延片材,供热成型制品使用供热成型制品使用.MBS MBS 甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯-丁二烯丁二烯-苯乙烯三元共聚物苯乙烯三元共聚物,主要主要用在透明膜用在透明膜,片的挤出以及中空吹塑过程片的挤出以及中空吹塑过程.表表2 2 国产国产CPECPE含量对制品的改性效果含量对制品的改性效果性能性能CPECPE含量含量/份份0 05 51
20、01015152020缺口冲击强度缺口冲击强度/(J/cm)/(J/cm)无缺口冲击强度无缺口冲击强度/(J/cm)/(J/cm)拉伸强度拉伸强度/MPaMPa弯曲强度弯曲强度/MPaMPa0.630.631.31.354.054.088.088.00.910.911.21.250.550.583.583.51.91.95.25.251.951.982.382.33.03.07.57.545.245.277.677.64.04.09.59.545.945.969.969.9六、其他助剂的配方设计 1 1、润滑剂的配方设计、润滑剂的配方设计 按润滑剂的功能进行分类按润滑剂的功能进行分类,有内润滑
21、剂、外润滑剂有内润滑剂、外润滑剂,以以及兼具内外润滑功能的内外润滑剂及兼具内外润滑功能的内外润滑剂.内润滑剂是指熔化后能够渗入内润滑剂是指熔化后能够渗入PVCPVC微粒内分子链之间微粒内分子链之间,减小减小PVCPVC分子间作用力分子间作用力,促进各层次微粒熔化、树脂塑化促进各层次微粒熔化、树脂塑化,降低熔体粘度的助剂降低熔体粘度的助剂.外润滑剂是指助剂熔化后不能进入外润滑剂是指助剂熔化后不能进入PVCPVC分子之间分子之间,只能分布于只能分布于PVCPVC微粒之间和微粒之间和PVCPVC熔体与加工设熔体与加工设备金属壁之间备金属壁之间,推迟塑化推迟塑化,降低粘附金属倾向降低粘附金属倾向,并不
22、能降低并不能降低熔体粘度的助剂熔体粘度的助剂.内外润滑剂是指助剂的分子有部分可进内外润滑剂是指助剂的分子有部分可进入入PVCPVC分子链之间分子链之间(或温度较高时可进入或温度较高时可进入PVCPVC分子之间分子之间),),其其余部分不能进入余部分不能进入PVCPVC分子之间分子之间,因而兼有两种功能的助剂因而兼有两种功能的助剂.按润滑剂的相容性来说按润滑剂的相容性来说,内润滑剂与内润滑剂与PVCPVC有较好的相容性有较好的相容性,外润滑剂与外润滑剂与PVCPVC相容性较差相容性较差.在内润滑剂与外润滑剂之间并在内润滑剂与外润滑剂之间并无截然可分的界限无截然可分的界限.常用的润滑剂有以下常用的
23、润滑剂有以下5 5类类.聚乙烯蜡聚乙烯蜡 外润滑作用很强外润滑作用很强,通常加通常加0.20.60.20.6份份.石蜡石蜡(典型的外润滑剂典型的外润滑剂)由于石蜡熔点低由于石蜡熔点低,粘度小粘度小,易蒸发易蒸发,只能较窄温度范围内起润滑作用只能较窄温度范围内起润滑作用.脂肪酸皂脂肪酸皂 普遍认为是外润滑剂普遍认为是外润滑剂,有硬脂酸铅、钙、钡等有硬脂酸铅、钙、钡等.脂肪酸脂肪酸 国内主要用硬脂酸国内主要用硬脂酸,外润滑为主外润滑为主,可归入外润滑剂可归入外润滑剂或内外润滑剂或内外润滑剂,国外用褐煤酸国外用褐煤酸,外润滑作用很强外润滑作用很强.酯类与醇类润滑剂酯类与醇类润滑剂 高级脂肪酸与高级脂
24、肪酸的酯常归入高级脂肪酸与高级脂肪酸的酯常归入内润滑剂或内外润滑剂内润滑剂或内外润滑剂.一般高级脂肪酸系列的内润滑剂一般高级脂肪酸系列的内润滑剂价格较高价格较高,在硬制品中在硬制品中,用量常在用量常在0.20.50.20.5份份,使用内润滑剂使用内润滑剂可收到以下效果可收到以下效果:与蜡类并用与蜡类并用,可改善可改善PVCPVC的热稳定性的热稳定性;使用酯类润滑剂使用酯类润滑剂,可增加填充剂的用量可增加填充剂的用量;酯类润滑剂可促进塑化酯类润滑剂可促进塑化,往往可不必使用加工改性剂往往可不必使用加工改性剂;适当增加酯类润滑剂适当增加酯类润滑剂,减少蜡类用量减少蜡类用量,可提高制品的抗冲可提高制
25、品的抗冲击能力击能力.对管材一般不用酯类内润滑剂对管材一般不用酯类内润滑剂.采用硬脂酸铅采用硬脂酸铅-钙配合钙配合,或硬脂酸铅或硬脂酸铅-钡配合钡配合,既可控制既可控制PVCPVC树脂的塑化速度树脂的塑化速度,又可防又可防止物料粘附金属止物料粘附金属,还可起到助稳定作用还可起到助稳定作用.在单螺杆挤出管材在单螺杆挤出管材配方中配方中,两类脂肪酸皂的配比可取两类脂肪酸皂的配比可取1:11:1或钙皂或钙皂(钡皂钡皂)用量略用量略高于铅皂高于铅皂,总量一般在总量一般在1.51.5份以内份以内.在双螺杆挤出普通管材在双螺杆挤出普通管材配方中配方中,铅皂往往超过钙皂铅皂往往超过钙皂,总量一般在总量一般在
26、1 1份之内份之内.皂类润滑皂类润滑剂较贵剂较贵,要尽可能减少用量要尽可能减少用量,避免管材表面见到铅皂析出避免管材表面见到铅皂析出.使用蜡类与硬脂酸配合使用蜡类与硬脂酸配合,也有良好的外润滑作用也有良好的外润滑作用.一般两者一般两者总用量在总用量在1 1份左右份左右,按等量并用原则配合按等量并用原则配合.为了改善制品外为了改善制品外观降低口模阻力可选用聚乙烯蜡观降低口模阻力可选用聚乙烯蜡.总之润滑剂的用量要尽可能减少总之润滑剂的用量要尽可能减少,避免因润滑过度造避免因润滑过度造成塑化不良、塑化温度过高等成塑化不良、塑化温度过高等.润滑剂配比与用量的关系润滑剂配比与用量的关系:润滑剂的配比和用
27、量均影润滑剂的配比和用量均影响物料的塑化速度响物料的塑化速度,两者之间有协同效应两者之间有协同效应.以石蜡以石蜡-硬脂酸硬脂酸钙为例钙为例,研究结果见表研究结果见表3.3.表表3 3 石蜡石蜡-硬脂酸钙配合对塑化时间的影响硬脂酸钙配合对塑化时间的影响 结果表明结果表明:以极性润滑剂为主的润滑剂配合以极性润滑剂为主的润滑剂配合,配合比例配合比例常是决定塑化速度的首要因素常是决定塑化速度的首要因素,如石蜡如石蜡/硬脂酸钙为硬脂酸钙为1/11/1、1/21/2、1/3;1/3;配比一定时配比一定时(如如1/1),1/1),润滑剂总量对塑化速度的润滑剂总量对塑化速度的影响多数情况并不明显影响多数情况并
28、不明显.以非极性润滑剂为主的配方以非极性润滑剂为主的配方,如石如石蜡蜡/硬脂酸钙为硬脂酸钙为2/1,2/1,润滑剂总量对塑化速度的影响很明显润滑剂总量对塑化速度的影响很明显.润滑剂比例很大润滑剂比例很大,一种组分是另一组分重量的一种组分是另一组分重量的3 3倍以上倍以上,如如4/14/1或或1/4,1/4,配合比例增加对塑化速度的影响已不明显配合比例增加对塑化速度的影响已不明显,比例比例悬殊的配合没有实际意义悬殊的配合没有实际意义.石蜡石蜡/份份硬脂酸钙硬脂酸钙/份份0 00.50.51 12 23 30 00.50.51 12 23 30.250.250.750.751.251.251.51
29、.52.252.250.50.51.01.03.53.5202020200.750.751 13 3121220200.50.50.750.751.251.252.752.753.753.750.250.250.50.50.750.751.51.52.752.752 2、填充剂的选用、填充剂的选用 主要种类有碳酸钙、陶土、白炭黑、石棉等主要种类有碳酸钙、陶土、白炭黑、石棉等.碳酸钙碳酸钙(重质重质)密度密度3.05.0,(3.05.0,(轻质轻质)2.52.6,()2.52.6,(沉淀沉淀)2.6;)2.6;白炭黑白炭黑(SiO2)(SiO2)粒径粒径210m210m只能作增量剂只能作增量剂,
30、0.1um,0.1um有有增强效果增强效果.生产合乎国家标准的给、排水管生产合乎国家标准的给、排水管,化工用管和双壁波化工用管和双壁波纹管等管时纹管等管时,填充剂的作用主要是提高管材的刚性填充剂的作用主要是提高管材的刚性,减少收减少收缩率缩率,以及着色以及着色,次要作用是可降低成本次要作用是可降低成本.由于由于,目前国内超目前国内超细填料细填料(1um)(1um)还很贵还很贵,普通轻钙用量过大会造成抗冲击性普通轻钙用量过大会造成抗冲击性降低和管耐用性下降降低和管耐用性下降,所以所以,在化工用管和给水管中在化工用管和给水管中,填料填料用量在用量在2 2份以内份以内.排水管排水管,冷弯穿线套管中填
31、料用量可多些冷弯穿线套管中填料用量可多些,一般也不超一般也不超过过1515份份.对管材性能要求较低的管材对管材性能要求较低的管材,如落雨管如落雨管,填料量可大到填料量可大到20302030份份,但是不宜用双螺杆挤出机生产但是不宜用双螺杆挤出机生产,因为填料对设备因为填料对设备的磨损较严重的磨损较严重.3 3、着色与其他、着色与其他 硬硬PVCPVC管的配方中还有色素管的配方中还有色素,主要是钛白粉或炭黑主要是钛白粉或炭黑,可可依管材外观要求选用依管材外观要求选用.冷管穿电线套管配方中冷管穿电线套管配方中,考虑管材冷弯性需加入考虑管材冷弯性需加入CPECPE改改性剂性剂,为降低成本又使用了增塑剂
32、为降低成本又使用了增塑剂.增塑剂的使用降低了耐增塑剂的使用降低了耐燃性燃性,需使用氯化石蜡需使用氯化石蜡(含含Cl:70%)Cl:70%)配合配合Sb2O3Sb2O3提高耐燃性提高耐燃性.七、管材配方实例表表4 4 无毒无毒PVCPVC管材配方管材配方(双螺杆双螺杆)材料材料配合用量配合用量/份份材料材料配合用量配合用量/份份PVC(K-68)PVC(K-68)CaCO3CaCO3CaStCaSt1001004 40.510.51WaXWaXTiO2TiO2T-175T-17511.511.51 10.40.60.40.6表表5 5 建筑给水用管配方建筑给水用管配方(单螺杆单螺杆)材料材料配合
33、用量配合用量/份份材料材料配合用量配合用量/份份PVCPVC树脂树脂铅盐及金属皂类铅盐及金属皂类钙钙-锌复合稳定剂锌复合稳定剂环氧酯环氧酯加工改性剂及润滑剂加工改性剂及润滑剂1001001.82.51.82.51.52.51.52.50.81.20.81.21.52.01.52.0滑剂滑剂抗冲击改性剂抗冲击改性剂填料填料色素色素68682 2适量适量表表6 6 建筑排水用管配方建筑排水用管配方(单螺杆单螺杆)材料材料配合用量配合用量/份份材料材料配合用量配合用量/份份PVCPVC铅盐稳定剂铅盐稳定剂金属皂类稳定剂金属皂类稳定剂润滑剂润滑剂10010044.544.51.21.41.21.40.
34、81.20.81.2抗冲击改性剂抗冲击改性剂填料填料色素色素48486868适量适量表表7 7 冷弯穿线套管配方冷弯穿线套管配方(单螺杆单螺杆)材料材料配合用量配合用量/份份材料材料配合用量配合用量/份份PVCPVC铅盐稳定剂铅盐稳定剂金属皂类稳定剂金属皂类稳定剂CPECPE10010044.544.51.21.41.21.44.554.55增塑剂增塑剂润滑剂润滑剂填料填料色素色素464611.211.210151015适量适量表表8 8 化工用硬化工用硬PVCPVC管管(双螺杆双螺杆)材料材料配合用量配合用量/份份材料材料配合用量配合用量/份份PVC三碱式硫酸铅二碱式硫酸铅PbStCaSt1
35、001.20.50.30.4HSt石蜡轻钙钛白粉炭黑0.40.310.650.0125表表9 9 大口径管材配方大口径管材配方(双螺杆双螺杆)材料材料配合用量配合用量/份份材料材料配合用量配合用量/份份PVC三碱式硫酸铅二碱式硫酸铅PbStCaSt100310.50.2HSt石蜡填料炭黑0.40.4100.009表表11 11 双螺杆挤出机开、停车配方双螺杆挤出机开、停车配方材料材料配合用量配合用量/份份材料材料配合用量配合用量/份份PVC铅盐稳定剂HSt1007100.31.0石蜡填料0.21.01030表表10 10 双壁波纹管配方双壁波纹管配方(双螺杆双螺杆)材料材料配合用量配合用量/份
36、份材料材料配合用量配合用量/份份PVCCPE三碱式硫酸铅PbStCaSt100340.41.2HSt聚乙烯蜡ACR加工改性剂填料色素0.50.41.64适量 软管配方软管配方:对对PVCPVC软管不仅要求柔软软管不仅要求柔软,还要求有一定的还要求有一定的耐腐蚀性和物理力学强度以满足特定的液体、气体输送要耐腐蚀性和物理力学强度以满足特定的液体、气体输送要求求.生产软管时常选用生产软管时常选用XJ-3XJ-3型树脂型树脂,增塑剂总用量一般增塑剂总用量一般5050份份以下以下.增塑剂和稳定剂根据使用要求和生产成本进行选择增塑剂和稳定剂根据使用要求和生产成本进行选择,几种软几种软PVCPVC管配方见表
37、管配方见表12.12.表表12 12 几种几种PVCPVC软管配方软管配方制品种类原材料制品种类原材料耐耐热热管管耐耐油油管管无毒透无毒透明管明管制品种类原材制品种类原材料料耐耐热热管管耐耐油油管管无毒透无毒透明管明管PVCPVCDOPDOPDBPDBP环氧大豆油环氧大豆油Ca/ZnCa/Zn液体复合稳定剂液体复合稳定剂TCPTCP1001005050101010010024242222100100507050703 300.300.31.42.01.42.0PbStPbStBaStBaStHStHSt硫醇二辛酯锡硫醇二辛酯锡石蜡石蜡2 21 10.50.51 10.50.50.50.50.3
38、0.60.30.6八、管材加工工艺 1 1、挤出温度、挤出温度 硬聚氯乙烯的加工温度与分解温度颇为硬聚氯乙烯的加工温度与分解温度颇为接近接近,因此应严格控制各点的料温因此应严格控制各点的料温,同时注意测温仪表的误同时注意测温仪表的误差及测温点的位置差及测温点的位置.具体各点的温度则根据挤出成型机的具体各点的温度则根据挤出成型机的特性、螺杆、转速、机头结构及物料配方等具体情况而定特性、螺杆、转速、机头结构及物料配方等具体情况而定,不能强求一致不能强求一致.挤出中挤出中,塑料从加料段至机头各点温度逐塑料从加料段至机头各点温度逐步升高步升高,最高温度应控制在最高温度应控制在180190.180190
39、.2 2、螺杆转速、螺杆转速 挤出机螺杆转速取决于挤出机螺杆的大挤出机螺杆转速取决于挤出机螺杆的大小小,又取决于产品的规格又取决于产品的规格,还与物料的塑化加工性有关还与物料的塑化加工性有关.必必须根据产品的外观、物理力学性能、生产效率以及经济因须根据产品的外观、物理力学性能、生产效率以及经济因素综合考虑素综合考虑,适当提高螺杆转速可以缩短物料在挤出机中适当提高螺杆转速可以缩短物料在挤出机中停留时间停留时间,增加剪切摩擦热增加剪切摩擦热,使挤出产量和塑化质量均处于使挤出产量和塑化质量均处于较高水平较高水平.螺杆转速太高螺杆转速太高,会使管内壁毛糙会使管内壁毛糙.单螺杆挤出机单螺杆挤出机一般控制
40、在一般控制在2035r/min,2035r/min,双螺杆挤出机的螺杆转速为双螺杆挤出机的螺杆转速为2030r/min.2030r/min.3 3、机头压力、机头压力 机头压力的大小会影响制品的质量、出机头压力的大小会影响制品的质量、出料的稳定及产量等料的稳定及产量等.影响机头压力的因素较多影响机头压力的因素较多,例如机头压例如机头压力正比于熔体粘度力正比于熔体粘度,口模平直部分和螺杆计量段的长度、口模平直部分和螺杆计量段的长度、机头压缩比及挤出量等机头压缩比及挤出量等;而反比于模口间隙、螺槽深度、而反比于模口间隙、螺槽深度、螺纹升角正切值等螺纹升角正切值等.故必须综合考虑故必须综合考虑,合理
41、选择合理选择.就开车时就开车时挤出过程的压力变化来看挤出过程的压力变化来看,以熔体进入口模时的压力最高以熔体进入口模时的压力最高.螺杆头部和多孔板之间压力如果过高则会损坏多孔板或机螺杆头部和多孔板之间压力如果过高则会损坏多孔板或机筒连接的螺栓筒连接的螺栓,因此在操作过程中应加以防止因此在操作过程中应加以防止.一般硬聚氯一般硬聚氯乙烯的机头压力在乙烯的机头压力在17.040.0MPa.17.040.0MPa.4 4、熔料在口模内的剪切速率、熔料在口模内的剪切速率 熔料在口模内的剪切速熔料在口模内的剪切速率应控制在率应控制在100s-1100s-1以下以下,超过极限值时就会导致熔体破裂超过极限值时
42、就会导致熔体破裂,以致管材表面粗糙以致管材表面粗糙.在口模平直部分的剪切速率正比于挤在口模平直部分的剪切速率正比于挤出量出量,反比于口模间隙的三次方反比于口模间隙的三次方.5 5、螺杆冷却、螺杆冷却 由于硬质聚氯乙烯的熔体粘度高由于硬质聚氯乙烯的熔体粘度高,有摩有摩擦产生的热量较大擦产生的热量较大,易引起螺杆粘料分解或管材内部粗糙易引起螺杆粘料分解或管材内部粗糙,故采用螺杆通水冷却故采用螺杆通水冷却,以减少聚氯乙烯熔体与螺杆表面的以减少聚氯乙烯熔体与螺杆表面的摩擦热摩擦热,从而使管材内部光滑从而使管材内部光滑.螺杆通水冷却后螺杆通水冷却后,会减少挤会减少挤出量和影响塑化出量和影响塑化,不利于制
43、品质量不利于制品质量,甚至料流堵塞甚至料流堵塞.因此必因此必须严格控制冷却水温度须严格控制冷却水温度,一般出水温度应在一般出水温度应在7070左右左右.6 6、机身真空、机身真空 双螺杆挤出机排气段的真空度应在双螺杆挤出机排气段的真空度应在-0.080.09MPa,0.080.09MPa,真空度较低会影响排气效果真空度较低会影响排气效果,导致管材中有气泡导致管材中有气泡,会严重降低机械性能会严重降低机械性能.要注意避免排气管的阻塞要注意避免排气管的阻塞.为了有好的排为了有好的排气效果气效果,物料在排气段不应塑化过度以免物料内部的气体不易逸物料在排气段不应塑化过度以免物料内部的气体不易逸出出,使
44、用第一压缩段前开沟槽的螺杆有利于气体逸出使用第一压缩段前开沟槽的螺杆有利于气体逸出.7 7、牵引速度、牵引速度 正常生产时正常生产时,牵引速度应比挤出速度快牵引速度应比挤出速度快1%3%,1%3%,牵引速度越慢牵引速度越慢,管壁越厚管壁越厚,牵引速度越快牵引速度越快,管壁越薄管壁越薄,但会使管材但会使管材纵向回缩率增加纵向回缩率增加,影响管材尺寸合格率影响管材尺寸合格率,同时会降低耐压强度同时会降低耐压强度.8 8、挤出软管和生产硬质聚氯乙烯管材基本相同、挤出软管和生产硬质聚氯乙烯管材基本相同.因物料中含因物料中含有大量的增塑剂有大量的增塑剂,流动性好流动性好,成型容易成型容易,不需要冷却定径和切割装不需要冷却定径和切割装置置.其加工温度比硬管低其加工温度比硬管低,见表见表1313所示所示,螺杆一般不进行冷却螺杆一般不进行冷却,螺螺杆转速比硬管高杆转速比硬管高.表表13 PVC13 PVC软管加工温度软管加工温度/原料原料机身机身机头机头后部后部中部中部前部前部分流器支架分流器支架口模口模粉料粉料粒料粒料80100801001001201001208012080120120140120140140150140150140150140150140160140160140160140160140160140160160180160180THE END