硬质PVC管材配方与工艺设计原则

【来稿摘登】

硬质P V C管材配方与工艺设计原则

罗　海

(新疆屯河节水科技有限公司,新疆昌吉831100)

1　设计配方的原则

设计配方的原则是根据制品具体的使用要求,按照我国已经制定的各类管材标准进行,管材配方中包含:PV C树脂、冲击改性剂、稳定剂、加工改性剂、填充剂、色料及外润滑剂等。

1.1　P V C树脂

为了获得迅速与均匀的塑化,应该采用悬浮法PV C树脂,一般为SG5型。若用于生产双壁波纹管,则要求具有良好的分子质量分布和较少的杂质,以减少管材中的“鱼眼”,避免管材波纹的塌陷和管壁的破裂;若用于生产给水管,则PV C树脂应属“卫生级”,残留氯乙烯含量小于1mg/kg。为了保证管材的质量,减少次品率,PVC树脂的来源要稳定。

1.2　稳定剂

目前,国内主要采用的热稳定剂为:三碱式硫酸铅与二碱式铅盐、并用金属皂类、复合铅盐稳定剂、稀土复合稳定剂、有机锡稳定剂等。含重金属的稳定剂(如含Pb、Ba、Cd 等)对人体健康有害,这些稳定剂在给水管配方中的用量有限制。采用单螺杆挤出机时,物料受热时间比采用双螺杆挤出机要长,稳定剂用量要增加25%以上。双壁波纹管的机头温度较高,物料在机头内停留时间较长,配方中稳定剂的用量比普通管材配方要多。

1.3　填　料

填料的作用是降低成本。管材配方中填料用量比型材大,应尽量采用超细活性填料(价格较高),但用量过大仍会造成抗冲击性和耐压性下降,所以,在化工用管和给水管中,填料用量小于10份为宜。排水管、冷弯穿线套管中填料用量可多些,同时增加CPE的用量来改善冲击性能。

对管材性能要求较低的管材和落雨管,填料用量可大些,但是对双螺杆挤出机磨损较严重。

1.4　改性剂

加工改性剂:普通管材可以少用或不用;波纹管和薄壁管的用量应大一些。

冲击改性剂:为了提高硬质PV C管材的耐低温性能及拉伸强度,并综合考虑成本因素,冲击改性剂的用量较少(相对于PVC型材而言)。

钛白粉:在PV C型材配方中,钛白粉作为耐老化剂来使用,因而必须添加;而在硬质PV C管材的配方中,钛白粉主要是作为色素来使用,可依管材外观要求选用。

1.5　外润滑剂与稳定剂

()根据稳定剂来选择与之匹配的外润滑剂。①有机锡稳定剂与V树脂有较好的相容性,但有严重的黏附金属壁的倾向,与之匹配的较便宜的外润滑剂是以石蜡为主的石蜡-硬脂酸钙体系。②铅盐稳定剂与PV C树脂相容性较差,仅附着在PV C粒子表面,阻碍了PV C粒子间的融合,通常采用硬脂酸铅-硬脂酸钙外润滑剂与之匹配。

(2)外润滑剂的用量。如果调整外润滑剂用量仍不能满足物料加工的要求,则可以考虑添加少量的内润滑剂。当使用冲击改性剂时,由于熔体黏度大,黏附到金属表面的可能性增大,往往需要增加外润滑剂的用量。薄壁管材比同一规格的厚壁管材所需的外润滑剂要多。当加工温度较高时,熔体黏附金属表面的倾向较大,所加入的外润滑剂就应适当增加。2　工艺设定原则

硬质PV C管材生产工艺流程见图1

。

图1　硬质P V C管材生产工艺流程

2.1　混合工艺

在高速混合时,助剂渗入PVC树脂的孔隙,使助剂在树脂中均匀分散,考虑到温度在100℃以上有利于物料中水蒸气蒸出,所以一般热混机的温度设在100～120℃。为了让助剂充分地与PV C微粒接触,减少填料对助剂的吸附作用,应该在加入PV C树脂后立即启动热混机,再按如下顺序投料:稳定剂、各种加工助剂、色料、填料。但在实际生产中,很多厂家大都是将原辅料全都投入后再启动热混机,这对生产是不利的。热混机放出的混合料温度很高,需立即进行冷却,若散热不及时会引起物料分解和助剂挥发。冷混时一般控制在料温在40℃左右时出料。

2.2　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3段对应着物料的3个功能区:固体输送区、塑化区、熔体输送区。

固体输送区的料筒温度一般控制在100～140℃。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,会造成塑化不良,影响产品质量。

塑化区的温度控制在170～190℃。控制该段的真空度是一个重要的工艺指标,若真空度较低,会影响排气效果,导致管材中存在气泡,严重降低了管材的力学性能。为了使物料内部的气体容易逸出,应控制物料在该段的塑化程度不能过高,同时还要经常清理排气管路,以免阻塞。料筒真空度一般为～M。

熔体输送区的温度应略低,一般为6～℃。在该

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第36卷　第7期2008年7月

聚氯乙烯

Pol yvinyl Chlori de

Vol.36,No.7

　J ul.,2008

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P C 0.080.09Pa

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