硬质PVC管材成型.DOCVIP

硬质 PVC 管材成型塑料管材是塑料制品中的大宗产品，而硬质聚氯乙烯管材的产量占整个塑料管材的 55以上。硬质 PVC管材与金属管材、水泥管材等传统管材相比，具有密度小、易着色、不需涂装、耐腐蚀、热导率低、绝缘性能好、能耗低、流动阻力小、内壁不结垢、施工安装和维修方便等优点。由于硬质 PVC 管材在国内市场潜力很大，因而生产也急剧扩张，为此，笔者总结了多年从事塑料管材制造的经验，就硬质 PVC 管材配方、工艺的设计进行论述。1、配方设计 硬质 PVC 管材的配方设计主要有 3 个方面的工作：确定稳定剂系统、润滑剂配合设计和加工改性剂的选用。此外，PVC 树脂、填充剂、紫外线吸收剂、着色剂等原料的选用也直接影响产品的性能。1、1 稳定剂系统的确定及用量 在硬质 PVC 管材生产中通常使用铅盐稳定剂、有机锡稳定剂、金属皂类稳定剂、烯土复合稳定剂等。铅盐稳定剂是这几种稳定剂中最经济的稳定剂体系，成型加工也最容易，它的热稳定性和润滑性都比有机锡和金属皂类稳定剂好，但有毒性。选择何种稳定剂体系的依据是生产成本、PVC 管材性能和是否有法律法规限制，特别是环境保护和安全卫生方面的要求。如硬质 PVC 管材作上水管用，则不能使用有毒的铅盐或镉盐系列稳定剂；若硬质 PVC 管材作电工套管用，则可选用最经济的铅盐稳定剂。 稳定剂的用量主要根据加工方式确定。如用双螺杆挤出时，PVC 树脂受热过程较短，稳定剂用量比单螺杆挤出机挤出时要少。考虑稳定剂用量时还要留有充分余地，否则当加工温度选择不当、温度失控或意外停车时，会因稳定剂不足发生 PVC 分解。稳定剂用量通常在 0.5-1 份。1、2 外润滑剂与稳定剂的匹配设计 外润滑剂的匹配设计主要是确定与不同稳定剂匹配的外润滑剂的种类、用量和配合比例。 （1）根据稳定剂选择与之匹配的外润滑剂 有机锡稳定剂 有机锡稳定剂与 PVC 树脂有较好的相容性，但有严重的的粘附金属壁的倾向，与之匹配的最便宜的外润滑剂是以石蜡为主的石蜡—硬脂酸钙体系。 铅盐稳定剂 铅盐稳定剂与 PVC 树脂相容性差，仅附在 PVC 粒子表面，阻碍了 PVC 粒子间的融合，物料塑化后其熔体也不均匀，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 在一个体系种加入润滑剂的量，应该使物料在正常操作条件下能获得均匀塑化，并具有足够的流动性。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。 影响外润滑剂的因素很多，当使用高表面活性填充剂时，如超细碳酸钙和活性钙，由于其对润滑剂的吸收和吸附作用，需要增加外润滑剂的用量。当使用抗冲击增韧改性设备时，由于熔体黏度大，粘附到金属表面的可能性大，往往需要增加外润滑剂的用量。当使用机械设备时，设备与物料接触表面积愈大需要加入的外润滑剂就愈多，所以用同一种设备积出挤的薄壁比同一规格的厚壁管所需的外润滑剂要多。当加工温度高时，熔体粘附金属表面的倾向大，所加入的外润滑剂就多。1、3 加工改性剂的选用 目前用与硬质 PVC 管材的较好的加工改性剂是聚丙烯酸类（简称 ACR）。ACR 作为加工改性剂主要功能是促进树脂熔融、改善熔体流变形能。1、4 PVC 树脂 PVC 树脂的粘数、挥发性、分子结构、粒度大小和形状、稳定性及导电性能等对硬质 PVC 管材的质量有重要影响。为获得综合性质优良 PVC 管材，应选择适当分子量的树脂和合适的加工条件，使制品塑化度为60-65。1、5 填充剂 选择适当的填充剂和填充量能使硬脂 PVC 管材获得较高的冲击强度和断裂强度，并能降低成本。目前，国内硬脂 PVC 管材用的填充剂主要是碳酸钙、陶土等。1、6 紫外线吸收剂 PVC 受到紫外线照射时，会发生老化。在 PVC 种加入紫外线吸收剂可以吸收高能量的紫外线，并把此能量转化为无害的长波辐射出来，由此保护 PVC 不被破坏。1、7 着色剂 着色剂不久可以美化塑料管材的外观，而且兼有抗氧、耐热、耐光和稳定剂作用。硬质 PVC 管材常用的着色剂是颜料。主要品种有： 钛白粉 ?寻追奂炊趸眩谘艄庀路浅Ｎ榷ǎ蝗苡谙×蛩幔腿刃院茫着色掩盖力强，是白色颜料中最优良的品种。 碳黑 通常用的是槽法碳黑，它价廉、着色牢、掩盖力强、热稳定性好、耐光性好、无牵移性。碳黑可单独作为着色剂，也可配合其他着色剂调制成灰色或咖啡色。 酞箐蓝 酞箐蓝是一种有机颜料，为带有微红色的蓝色着色剂，其色泽鲜艳，耐热 5 级，耐光 7-8 级，无迁移性，遮盖力强。2 生产工艺2、1 生产工艺流程 硬质 PVC 管材生产流程可分为 3 个过程：成型料准备过程，包括配比（原料、辅料的前处理、计量、输送）或造粒；挤出成型过程；定性包装过程。2、2 生产工艺条件 （1）混合工艺 目前绝大部分企业都采用高速混合机（热混机）将原料进行