PVC管材生产线生产工艺详解.doc

PVC管材生产线生产工艺PVC学名聚氯乙烯，英文全称：Polyvinylchloride.它是一种通用型合成树脂，具有无规构型结构的聚合物。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，从而具有不同的应用。常见的PVC制品是PVC管，在塑料管材种占据较大的比率。 PVC管材可以分为PVC软管和PVC硬管(通常被成为UPVC,或RPVC）两种。PVC软管是由 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，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，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。PVC硬管（UPVC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。UPVC 管易切割、焊接、粘接、加热可弯曲，因此安装 使用非常方便。 下面我们对两种PVC管材对应的PVC管材生产线生产工艺进行详细说明：一、 PVC硬管生产工艺1、 原料选择及配方 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。 2.工艺流程 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。 3、工艺条件及控制在生产过程中，由于 PVC 是热敏性材料，即使加入热稳定剂也只能是提高分解温度，延 长稳定时间而不可能不出现分解，这就要求 PVC 的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。因此，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。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。挤出机及机头温度举例 如表 3-5 所示。 表 3-5PRVC 管加工温度范围 单位： 主机类型 加料口 机身 机头 单螺杆挤出机 水冷却 后部 中部 前部 分流器支架处 口模 140160 160170 170180 170180 180190 双螺杆挤出机 水冷却 1 2 3 4 5 6 7 8 口模 130 160 150 155 170 170 180 185 180 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。二、PVC软管生产工艺(1)在挤出条件相同的情况下，机头温度较低时，挤出管的内径变大， 壁厚变薄；当挤出温度较高时，其内径变小，壁厚变厚。 改变机头温度的高低，可以得到不同的管状尺寸。这是由挤出物料 的熔点高低以及流动性能的好坏所决定的，其中物料的流动性能与温 度有着密切的关系，随着温度的升髙物料表观黏度降低，流动性能好； 当机头温度降低时，物料表观黏度较髙，流动性能较差，强迫挤出使 得机头压力加大，离模的管胚由于应力的解除而产 生弹性回复，其 膨胀程度也与之前所受压力成正比，同时物料较差的流动性使物料挤 出较少，导致内径变大，壁厚变薄。随着温度的逐渐升高，挤出物料 在机头内流动性能得以改善，机头压力随之减小，离模管坯也因应力 弹性回复量相应减少，挤出内径减小；另一方面，物料挤出量随流动 性能的改善而增加，使管壁增厚。 (2)不同的螺杆转速和牵引速度，对相同温度下的挤出管的管径和壁 厚尺寸影响很大。随着挤出速度的增大，管内径变大，管壁变薄，机 头温度越低，这种变化越明显。这是因为随着挤出速度的提高，虽然 物料的黏度随剪切应力（剪切强度）的增加而降低，但由于PVC熔 体加工压力较高，伴随着挤出压力的增加，其黏度也有所提高，这时 物料的流动性能在很大程度上取决于外界加热温度的大小。挤出速度 提高后机头内压力增大，离模管坯