1、硬質PVC管材配方與工藝設計原則塑料管材的性能及用途 管材是擠出成型法加工的主要產品之一。塑料管材的 突出優點：相對密度小，相當于金屬的 1/4-1/7 ；電絕緣性 能、化學穩定性優良；安裝、施工方便，維修容易；單位 能耗低廉。但與金屬相比，它的力學性能較低，使用溫度 范圍較窄，膨脹收縮變形較大。塑料管材的用途是輸送液體、固體、氣體，并可以作 為電線電纜護套和結構材料。 主要應用范圍是： 建筑給水管、 建筑排水管、埋地排水管、燃氣管、護套管、農業用管、工 業用管。住宅建設，環境保護與治理，農業節水灌溉，交通、 通訊、水利、能源等基礎建設工程使得塑料管材有著非常廣 闊的市場設計配方的原則設計配方

2、的原則是根據使用要求， 根據我國已經制定了 各類管材標準進行，管材配方中包含： PVC 樹脂，抗沖擊改 性劑，穩定劑，加工改性劑，填充劑、色料及外潤滑劑等成 分1、 PVC 樹脂 為了獲得迅速與均勻的塑化，應該采用懸浮法疏松型樹脂、 樹脂的型號多為SG 5（相當于舊型號 XS 4）用于雙壁波紋管的樹脂，特別應具有良好分子量分布 和雜質量，以減少管材中的 “魚眼 ”，避免管材波紋的塌陷和管 壁的破裂。用于給水管的樹脂，應屬 “衛生級 ”，樹脂中殘留氯乙烯 在 lmg kg 以內。 為了保證管材的質量，減少次品率，樹脂的來源要穩定。2、穩定劑 目前國內采用的主要熱穩定劑為：三堿式硫酸鉛與二堿 式鉛

3、鹽 ,金屬皂類并用、復合鉛鹽穩定劑、稀土復合穩定劑、有 機錫穩定劑含重金屬的穩定劑（如含 Pb, Ba, Cd）對人體健康有害， 這些穩定劑在給水管配方中的用量有限制.。單螺桿擠出流程，物料受熱歷史較雙螺桿擠出流程要長，穩定劑用量前者較后者 要增加 25以上。雙壁波紋管的機頭溫度較高，物料在機頭內 停留時間較長，配方中穩定劑的用量比普通管配方要多。3、填料填料的作用是可降低成本。 盡量采用超細活性的填料 ,（價格 較高 ）.管材用量比型材大 .填料用量過大會造成抗沖擊性降低和 管耐壓性下降，所以，在化工用管和給水管中，填料用量在 10 份以內。排水管，冷彎穿線套管中填料用量可多些，同時加大 C

4、PE 的用量來改變沖擊性能的下降。 對管材性能要求較低的管材，和落雨管，填料量可很大，但是 對雙螺桿擠出機磨損較嚴重。4、改性劑（ 1）、加工改性劑：普通管材可以少用或不用；波紋管和薄壁管 多用.（ 2） 、沖擊改性劑：比型材用量少 , 兩方面原因 :1.性能,耐低溫 , 拉伸強度 2.成本（ 3 ） 、其他助劑：顏色： 鈦白用量 ,型材作為耐老化劑來使用 , 必須用 .硬 PVC 管的配方中主要是色素，主要是鈦白粉或炭黑， 可依管材外觀要求選用。5、外潤滑劑與穩定劑的匹配設計。（1）、根據穩定劑選擇與之匹配的外潤滑劑a. 有機錫穩定劑。有機錫穩定劑與PVC樹脂有較好的相容性，有嚴重的粘附金屬

5、壁的傾向，與之匹配的最便宜的外潤滑劑是 以石蠟為主的石蠟-硬脂酸鈣體系。b. 鉛鹽穩定劑。鉛鹽穩定劑與PVC樹脂相容性差，僅附在 PVC粒子表面，阻礙了 PVC粒子間的融合，通常采用硬脂酸鉛 -硬脂 酸鈣外潤滑劑與之匹配。（2）、外潤滑劑的用量。如果調整外潤滑劑用量仍不能滿足物料 加工的要求，則可以考慮添加少量的內潤滑劑。當使用抗沖擊增韌改性劑時，由于熔體粘度大，粘附到金 屬表面的可能性就大，往往需要增加外潤滑劑的用量；用同一 種設備擠出的薄壁管比同一規格的厚壁管所需的外潤滑劑要 多。當加工溫度高時，熔體粘附金屬表面的傾向大，所加入的 外潤滑劑就多。工藝設定原則硬質PVC管材生產工藝流程見下圖

6、：PVC樹脂一 速混合助劑低速混合成品切割 一牽引4冷卻定型擠出（1）混合工藝在高速混合時，助劑滲入 PVC樹脂的空隙，使助劑在樹 脂中均勻分散，考慮到溫度在 1000C以上有利于物料中水蒸氣 蒸出，所以一般熱混機的溫度設在 1001200C。為了讓助劑充 分地與PVC微粒接觸，減少填充劑對助劑的吸附作用，應該在 加入 PVC 樹脂后即啟動熱混機，再按如下順序投料：穩定劑、 各種加工助劑、色料、填充劑。在實際生產中，大都是將原輔 料全都投入后再啟動熱混機。熱混機放出的混合料溫度很高，需立即進行冷卻，若散熱 不及時會引起物料分解和助劑揮發。冷混一般控制在料溫400C左右時出料。（2）擠出成型工藝

7、擠出機螺桿分 3 個區段：加料段（送料段） 、熔化段（壓 縮段）、計量段（均化段） ，這三段相應的對物料組成了 3 個功 能區：固體輸送區、物料塑化區、熔體輸送區。固體輸送區的料筒溫度一般控制在1001400C 。若加料溫度過低，使固體輸送區延長，減少了塑化區和熔體輸送區的長 度，會引起塑化不良，影響產品質量。物料塑化區的溫度控制在170190°C。控制該段的真空度是一個重要的工藝指標，若真空度較低，會影響排氣效果，導致 管材中存有氣泡，嚴重降低了管材的力學性能。為了使物料內 部的氣體容易逸出，應控制物料在該段塑化程度不能過高，同 時還要經常清理排氣管路以免阻塞。料筒真空度一般為 0

8、.080.09MPa。熔體輸送區的溫度應略低一些，一般為160180°C。在該段提高螺桿轉速、減小機頭阻力及在塑化區提高壓力都有利于 輸送速率的提高，對于PVC這樣的熱敏塑料，不應在此段停留時間過長，螺桿轉速一般為 2030r/min 。機頭是擠出制品成型的重要部件，它的作用是產生較高的 熔體壓力并使熔體成型為所需的形狀。 各部分工藝參數分別為： 口模連接器溫度 1650C, 口模溫度 170°C、170°C、1650C、180°C、 1900C。（3）定型工藝 從機頭口模擠出來的管狀物要經過冷卻，使它變硬而定 型。定型一般用定徑套進行外徑定型和內徑定型

9、兩種方式。其 中外徑定型結構較為簡單，操作方便，我國普遍采用。外徑定 型的定徑外套長度一般取其內徑的 3 倍，定徑套的內徑應略大 于（一般不超過2mr）管材處徑的名義尺寸。 管材的冷卻方法有 水浸式冷卻和噴淋式冷卻，較常用的是噴淋式冷卻。真空冷卻 成型是借助于真空泵將真空槽抽成真空，使管坯外壁吸附在定 型套的內壁上而達到冷卻定型。真空定型的工藝條件一般為： 真空度20.053.3kPa ,水溫1525°C,真空槽中的水成霧狀為最 佳。若真空度偏小，導致管外徑偏小，小于標準尺寸；反之， 若真空度偏大，管徑偏大，甚至出現抽脹現象。若水溫過低， 定型不完全，且會使管材脆性增大；若水溫過高，

10、則會造成冷 卻不良，致使管材易發生變形。（ 4 ）牽引工藝 牽引裝置的作用是給機頭擠出的管材提供一定的牽引力 和牽引速度，均勻地引出管材，并通過調節牽引速度調節管子 的壁厚。牽引速度取決于擠出速度，一般牽引速度比擠出速度 快 1%3%。硬質 PVC 管材技術與工藝（僅供參考）2007-10-17 12:36:56 閱讀 656 評論 0 字號：大中小硬質 PVC 管材技術與工藝1 、選材與配方設計原則硬質 PVC 管材的配方設計主要有 3 個方面的工作：確定穩定劑系統、潤滑劑配合設計和加工改性劑的選用。1）穩定劑系統的確定及用量。鉛鹽穩定劑是這幾種穩定劑中最經濟的穩定劑體系，成型加工也最容易，

11、它的熱穩定性和潤滑性都比有機錫和金屬皂類穩定劑好，但有毒性。選擇何種穩定劑體系的依據是生產成本和是否有法律法規限制和安全衛生方面的要求。穩定劑的用量主要是根據加工方式確定。如用雙螺桿擠出機擠出時， PVC 樹脂受熱過程較短，穩定劑用量比單螺桿擠出機擠出時要少。考慮穩定劑用量時還要留有充分余地，否則當加工溫度選擇不當、溫度失控會因穩定劑量不足而發生 PVC分解。2）外潤滑劑與穩定劑的匹配設計。 根據穩定劑選擇與之匹配的外潤滑劑a. 有機錫穩定劑。有機錫穩定劑與 PVC 樹脂有較好的相容性，有嚴重的粘附金屬壁的傾向，與之匹配的最便宜的外潤滑劑是以石蠟為主的石蠟 -硬脂酸鈣體系。b. 鉛鹽穩定劑。鉛

12、鹽穩定劑與 PVC 樹脂相容性差，僅附在 PVC 粒子表面，阻礙了 PVC 粒子間的融合，通常采用硬脂酸鉛-硬脂酸鈣外潤滑劑與之匹配。 外潤滑劑的用量。如果調整外潤滑劑用量仍不能滿足物料加工的要求，則可以考慮添加少量的內潤滑劑。當使用抗沖擊增韌改性劑時，由于熔體粘度大，粘附到金屬表面的可能性就大，往往需要增加外潤滑劑的用量；用同一種設備擠出的薄壁管比同一規格的厚壁管所需的外潤滑劑要多。當加工溫度高時，熔體粘附金屬表面的傾向大，所加入的外潤滑劑就多。3）加工改性劑的選用。目前用于硬質 PVC 管材的較好 的加工改性劑是聚丙烯酸酯類 （簡稱ACR ）。ACR作為加工改 性劑主要功能是促進樹脂熔融、

13、改善熔體流變性能。4）填充劑。選擇適當的填充劑和填充量，能使硬質PVC 管村獲得較高的沖擊強度和撕裂強度，并能降低成本。5 ）著色劑。 硬質 PVC 管材常用的著色劑是顏料， 主要品種有： 鈦白粉。鈦白粉即二氧化鈦，在陽光下非常穩定，不 溶于稀硫酸，耐熱性好，著色遮蓋力強，是白色顏料中最優良的品種。 炭黑。炭黑可單獨作為著色劑，也可配合其他著色劑調制成灰色或咖啡色。 酞箐藍。酞箐藍是一種有機顏料，無遷移性，遮蓋力強。2、工藝設定原則硬質 PVC 管材生產工藝流程見下圖：PVC 樹脂助劑1 ）混合工藝在高速混合時，助劑滲入 PVC 樹脂的空隙，使助劑 在樹脂中均勻分散， 考慮到溫度在 1000C

14、 以上有利于物料中水 蒸氣蒸出，所以一般熱混機的溫度設在 1001200C 。為了讓助 劑充分地與 PVC 微粒接觸， 減少填充劑對助劑的吸附作用， 應 該在加入 PVC 樹脂后即啟動熱混機， 再按如下順序投料： 穩定 劑、各種加工助劑、色料、填充劑。在實際生產中，大都是將 原輔料全都投入后再啟動熱混機。熱混機放出的混合料溫度很高，需立即進行冷卻，若散熱不及時會引起物料分解和助劑揮發。 冷混一般控制在料溫 400C 左右時出料。（2）擠出成型工藝擠出機螺桿分 3 個區段：加料段（送料段） 、熔化段（壓 縮段）、計量段（均化段），這三段相應的對物料組成了 3 個 功能區：固體輸送區、物料塑化區、

15、熔體輸送區。固體輸送區的料筒溫度一般控制在 1001400C 。若加 料溫度過低，使固體輸送區延長，減少了塑化區和熔體輸送區 的長度，會引起塑化不良，影響產品質量。物料塑化區的溫度控制在 1701900C 。控制該段的真空 度是一個重要的工藝指標，若真空度較低，會影響排氣效果， 導致管材中存有氣泡，嚴重降低了管材的力學性能。為了使物 料內部的氣體容易逸出， 應控制物料在該段塑化程度不能過高， 同時還要經常清理排氣管路以免阻塞。料筒真空度一般為 0.08 0.09MPa 。熔體輸送區的溫度應略低一些， 一般為 1601800C 。在 該段提高螺桿轉速、減小機頭阻力及在塑化區提高壓力都有利 于輸送

16、速率的提高， 對于 PVC 這樣的熱敏塑料， 不應在此段停 留時間過長，螺桿轉速一般為 2030r/min 。機頭是擠出制品成型的重要部件， 它的作用是產生較高的熔體壓力并使熔體成型為所需的形狀。各部分工藝參數分別為：口模連接器溫度 1650C ，口模溫度 1700C 、 1700C 、 1650C 、1800C 、 1900C 。（3）定型工藝從機頭口模擠出來的管狀物要經過冷卻，使它變硬而定 型。定型一般用定徑套進行外徑定型和內徑定型兩種方式。其 中外徑定型結構較為簡單，操作方便，我國普遍采用。外徑定 型的定徑外套長度一般取其內徑的 3 倍，定徑套的內徑應略大 于（一般不超過 2mm ）管材處徑的名義尺寸。管材的冷卻方法 有水浸式冷卻和噴淋式冷卻，較常用的是噴淋式冷卻。真空冷 卻成型是借助于真空泵將真空槽抽成真空，使管坯外壁吸附在 定型套的內