浅谈PVC管材的生产工艺与设备操作

浅谈PVC管材的生产工艺与设备操作摘要：PVC塑料是一种多组分塑料，根据不同的用途可加入不同添加剂，因组分不同，PVC制品呈现不同的物理力学性能，针对不同场合应用，而PVC塑料管在塑料管中所占的比例较大。文章对PVC管材的生产工艺与设备操作进行了分析探讨。关键词：PVC管材；生产工艺；设备操作；RPVC管；CPVC管中图分类号：TU532文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）33-0065-02PVC管材分硬软两种，RPVC管是将PVC树脂与稳定剂、润滑剂等助剂混合，经造粒后挤出机成型制得，也可采用粉料一次挤出成型。RPVC管耐化学腐蚀性与绝缘性好，主要输送各种流体以及用作电线套管等。SPVC管材具有优良的化学稳定性、卓越的电绝缘性、良好的柔软性和着色性，此种管常用来代替橡胶管，用以输送液体及腐蚀性介质，也用作电缆套管及电线绝缘管等。1PVC管材的原料选择及配方分析PVC管材的配方根据管材的不同用途而变得不同，其配方之中的各种原辅料之间的配比也是不同的。总的来说，PVC管材的配方就是以PVC粉末（主要是PVCSG-5）为主，再加上热稳定剂、润滑剂、加工改性剂、填料等等通过一定的配比配合而成。根据管材的使用环境和所需要的各种不同的性能，再加入各种不同的助剂，但是大致的助剂就是这些。表1以CPVC高压埋地管为例，进行PVC管材的配方的分析：硬管生产中树脂应选用聚合度较低的SG-5型树脂，聚合度愈高，其物理力学性能及耐热性愈好，但树脂流动性差，给加工带来一定困难，所以一般选用黏度为（1.71.8）10-3Pas的SG-5型树脂为宜。硬管一般采用铅系稳定剂，其热稳定性好，常用三盐基性铅，但它本身润滑性较差，通常和润滑性好的铅、钡皂类并用。加工硬管，润滑剂的选择和使用很重要，既要考虑内润滑降低分子间作用力，使熔体黏度下降有利成型，又要考虑外润滑，防止熔体与炽热的金属粘连，使制品表面光亮。内润滑一般用金属皂类，外润滑用低熔点蜡。填充剂主要用碳酸钙和钡（重晶石粉），碳酸钙使管材表面性能好，钡可改善成型性，使管材易定型，两者可降低成本，但用量过多会影响管材性能，压力管和耐腐蚀管最好不加或少加填充剂。2PVC管材生产工艺流程一般来说，PVC管材的生产流程为：原料+助剂配制混合输送上料强制喂料锥型双螺杆挤出机挤出模具定径套喷淋真空定型箱浸泡冷却水箱油墨印字机履带牵引机抬刀切割机管材堆放架成品检测包装。RPVC管的成型使用SG-5型PVC树脂，并加入稳定剂、润滑剂、填充剂、颜料等，这些原料经适当的处理后按配方进行捏合，若挤管采用单螺杆挤出机，还应将捏合后的粉料造成粒，再挤出成型；若采用双螺杆挤出机，可直接用粉料成型。另外，在生产中可与上述所示流程不同，即采取粉料直接挤出管材而不进行造粒，但应注意两点：其一，粉料直接挤出成型最好采用双螺杆挤出机，因粉料与粒料相比，少了一次混合剪切塑化工序，故采用双螺杆挤出机可加强剪切塑化，达到预期效果；其二，因粒料比粉料密实，受热及热的传导不良，故粉料的加工温度可比相应粒料的加工温度低10左右为宜。3PVC管材的成型工艺参数管材的加工工艺参数，还要跟管材的直径以及壁厚的不同而导致它的生产工艺参数的不同。在实际的PVC管材制品的生产中，是没有特定的一成不变的工艺参数，因为影响实际生产的因素有很多，因此，能生产出合格的PVC管材的工艺生产参数就是好的工艺参数。4PVC管材工艺条件及控制（1）温度控制。温度是影响塑化质量和产品质量的重要因素。温度过低，塑化不良，管材外观和力学性能较差，经分流器支架后，熔接痕明显或熔接处强度低。由于PVC热稳定性较差，温度过高会发生分解，产生变色、焦烧，使操作无法进行。具体温度应根据原料配方、挤出机及机头结构、螺杆转速的操作等综合条件加以确定。（2）螺杆冷却。由于RPVC熔体黏度大，流动性差，为防止螺杆因摩擦热过大而升温，引起螺杆黏料分解或使管材内壁毛糙，必须降低螺杆温度，这样可使物料塑化好，管内表面光亮，提高管材内外质量。螺杆温度一般控制在80100之间，若温度过低反压力增加，产量下降，甚至会发生物料挤不出来而损坏螺杆轴承的事故。因此，螺杆冷却应控制出水温度不低于7080。冷却方法是在螺杆内部用通铜管的方法进行水冷却。（3）螺杆转速。螺杆转速的快慢关系到管材的质量和产量。螺杆转速的调节根据挤出机规格和管材规格决定。原则上，大机器挤小管，转速较低：小机器挤大管，转速较高。一般45单螺杆挤出机，螺杆转速为2040r/min，90单螺杆挤出机，螺杆转速为1020r/min；双螺杆挤出机1530r/min。提高螺杆转速虽可一定程序上提高产量，若过高地追求产量，不改变物料和螺杆结构的情况下，会引起物料塑化不良，管壁粗糙，管材强度下降。（4）定径的压力和真空度管坯被挤出口模时，温度还很高。为了使管材获得较低的粗糙度、正确的尺寸和几何形状，所以，管坯离开口模时必须立即定径和冷却。RPVC管材一般均采用内压外定径的方法，管内通压缩空气使管材外表面紧贴定径套内壁定型并保持一定圆度，一般压缩空气压力范围在0.020.05MPa，压力要求稳定，可设置一贮气缸使压缩空气压力稳定。压力过小，管材不圆，压力过大，一是气塞易损坏造成漏气，二是易冷却芯模，影响管材质量，压力忽大忽小，管材形成竹节状。若采用真空法定径，其真空度约为0.0350.070MPa。（5）牵引速率。牵引速率直接影响管材生产的产量，同时影响管材壁厚，牵引速率不稳定会使管径出现忽大忽小的现象。牵引速度应与管材的挤出速率密切配合。正常生产时，牵引速率应比挤出线速度稍快1%10%。牵引速率愈慢，管壁愈厚，牵引速率愈快，管壁愈薄，还会使管材纵向收缩率增加，内应力增大，从而影响管材尺寸、合格率及使用效果。生产中调节牵引速率可用以下简单方法，将挤出的管材放于牵引履带内，但履带不夹紧管材，观察履带与管材线速率差，若牵引速率比挤出速率慢，应调节加快到壁厚符合要求为止。参考文献1贾明印，薛平，朱复华，梁斌.共挤出技术在聚合物成型加工中的应用及其设备的最新进展J.工程塑料应用，2006，