PVC管材挤出生产工艺与操作介绍
PVC塑料管包括软管和硬管,在塑料管中所占的比例较大。 PVC塑料在生产中根据不同的用途加入不同添加剂,添加组分不同,管材制品呈现不同的物理力学性能,针对不同场合应用。
RPVC管耐化学腐蚀性与绝缘性好,主要优点是易切割、焊接、粘接、加热可弯曲,安装使用非常方便,主要输送各种流体,以及用作电线套管等。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。
SPVC管材具有优良的化学稳定性,卓越的电绝缘性和良好的柔软性和着色性,是由PVC树脂加入较大量增塑剂和一定量稳定剂,以及其他助剂,经造粒后挤出成型制造。Spvc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。
1、 正确选择原料及配方
硬管生产一般选用黏度为(1.7~1.8)×10-3Pa•s的SG-5型树脂为宜。通常采用三盐基性铅做为稳定剂,其热稳定性好,且和润滑性好的铅、钡皂类并用来增加润滑性。加工硬管,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,但切记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。
2、工艺流程注意要点
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,华希塑机PVC小管挤出机采用双螺杆挤出机,可直接用粉料成型。
另外,采取粉料直接挤出管材而不进行造粒,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。
3、 工艺条件及控制注意事项
在生产过程中,由于PVC是热敏性材料,其成型加工温度应严格控制。特别是RPVC,因其加工温度与分解温度很接近,往往因为温度控制不当造成分解现象。挤出温度应根据配方、挤出机特性、机头结构、螺杆转速、测温点位置、测温仪器的误差及测温点深度等因素确定。
(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。温度过高PVC会发生分解,产生变色、焦烧,使操作无法进行。
(2) 螺杆冷却 RPVC熔体黏度大,流动性差,螺杆因摩擦热过大而升温,会导致螺杆黏料分解或使管材内壁毛糙,因此必须降低螺杆温度,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80~100℃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70~80℃。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ф45单螺杆挤出机,螺杆转速为20~40r/min,ф90单螺杆挤出机,螺杆转速为10~20r/min;双螺杆挤出机15~30r/min。提高螺杆转速虽可一定期程序上提高产量,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,通常压缩空气压力稳定在0.02~0.05Mpa范围,可设置一贮气缸使压缩空气压力保持稳定。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0.035~0.070Mpa。
(5) 牵引速率 牵引速率直接影响到产量,和管壁厚度。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,因此牵引速率不稳定会造成管径忽大忽小,影响到管材尺寸、合格率及使用效果。正常生产时,牵引速度应与管材的挤出速率密切配合,牵引速率应比挤出线速度稍快1%~10%。
正常生产中,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,这可以做为调节速率一个比较适用的方法。