交联聚乙烯PEX管高速生产工艺的研究.doc

交联聚乙烯PEX管高速生产工艺的研究(潍坊中云机器有限公司 于克涛)一、交联聚乙烯管材及应用简介交联聚乙烯管以高密度聚乙烯作为主要原料，通过高能射线或化学引发剂的作用，将线型大分子 结构变为空间网状结构。生产出的交联聚乙烯管材可在一75一+95C(短期110)和o62MPa 压力下长期使用寿命高达50年之久。在国内淘汰镀锌钢管用于建筑物内冷热给水系统的新型替代 管材中，由于PEX管具有：1)适用温度范围宽；2)无毒卫生，不霉变、不滋生细菌；3)耐化学药品腐蚀性好、耐环境应力开裂性优良；4)保温性好；5)管材内壁光滑，流体流动阻力小等诸多优点，成为综台性能最好的管材之一。 交联聚乙烯管材由于诸多优点被广泛的应用于：1)建筑用冷热水供应系统2)建筑用空调玲热水系统3)民用住宅集中供暖系统4)地面采暖系统5)食品工业中流体的输送管线6)化工、石油工业流体输送管线等其它工业用管系统中 二、交联聚乙烯管材高速挤出工艺及设备 对于交联聚乙烯管材的重要技术指标是三要求：温度、压力、寿命所限定下的性能的优劣。生产交联聚乙烯管材影响成本的重要经济指标均取决于管材合理的生产工艺和精良的生产设备，而潍坊 中云机器有限公司生产的一步法化学交联聚乙烯管材挤出设备及先进的一步法交联工艺生产的管材 性能优良而生产管材成本较低。(一)工艺路线特征 硅烷交联现有两种生产工艺，即二步法和一步法 二步法工艺流程： HDPE引发剂硅烷一混合挤出造料一接枝母科 HDPE抗氧荆催化剂一混合挤出造料一催化母料J 混合挤出成型一热水交联处理一成品一步法工艺流程： 硅烷(吉引发剂、1 催化剂)抗氧荆、I一混合挤出成型一热水交联处理一成品HDPE其它助剂J一步法工艺与二步法工艺相比具有如下特点：1)生产流程短，原料经一次热加工，NN性能影Nd,。682)工艺过程易于控制，产品质量稳定。3)生产效率高，消耗低。4)废料少，螺杆清洗容易，可节约原料30。5)生产稳定，分子接枝分布均匀。6)原料易贮存，不需采取特殊包装措施，贮存期长。 (二)交联聚乙烯PEx管材挤出设备1设备的基本要求及组成PEX管材生产线采用连续挤出成型，生产出性能优良的PEX管材，不但合理的选择原料，科学的 配方设计，管材的加工设备的选用也至关重要，因为聚合物管材的加工对设备最基本也是最重要的要 求是将管材原料加工成管材并使之保持管材所具有的性能。PEX管材生产线一般由以下部分组成：1)原料干燥装置；2)物料与助剂均混装置；3)单螺杆挤出机；4)VEX管材专用模具；5)定径、冷却系统；6)牵引机；7)打印机；8)切割机；9)堆料机；lo)交联罐；11)控制系统；12)产品检验及试验室测试设备。 原料进入挤出机必须与助剂充分混合，使料粒表层均匀粘满硅烷且不结晶，在PEX管材加工过程中，随着物料塑化，助剂的推进中，易出现凝胶粘在螺杆或机头模具中，影响管材质量，接枝后的聚 乙烯熔融料粘度太，定型困难。所以，对加工PEX管材时助荆与原料的均匀混合、物料均化成管坯及 冷却定径是控制管材质量的关键，对设备而言，应满足以下几点：a能使物料与助剂均匀混合且使硅烷均匀粘满料粒表层 b使物料匀化挤出。不出现凝胶现象 e确保良好的管材定径因此，物料混合及硅烷注入系统、挤出系统、管材摸具、冷却定径是整条生产线设计的关键。 (三)潍坊中云机器有限公司一步法化学交联聚乙烯管材高速生产线简介： 潍坊中云机器有限公司积多年挤出设备的经验，借鉴德国先进技术结合国内行情开发研制的PEX高速挤出生产设备具有以下特点：1)物料自重输入系统，按原科与助剂的混合配方，以重量法自动称量系统，使物料充分混合，硅烷 为液态物质通过高压计量泵注入挤出机进料口上方，经减压呈雾状态与配混料混合，使原料表层均匀 牯满硅烷。有利于塑化均匀，交联均匀。2)挤出机挤出机螺杆采用BM型螺杆，喂抖段带有强制拎却系统且在内壁开纵向沟槽，增加物辩与机筒的 磨擦力，加强了物料的输送作用有救地防止硅烷加过程中物料与料筒打滑，从而引起模头压力变 化导致生产不稳定现象出现，此点也是该挤出机产量高的原因之一。挤出机螺轩直径为中65UD为30：1螺杆内部采用导热油控制，常温130C，防止设备在长时间 高速运转下导致物料内部温度过高而引起凝艘阻塞螺杆现象。693)模具挤出模出为支架式流线型，无死角，因此挤出管坯稳定。4)冷却定径系统接枝后的聚乙烯熔融料粘度大，定型为水环式真空定径，高速生产采用水环式高速定径套授溶式 冷却，可满足高速挤出情况下冷却和定型的需要。5)控制系统特点该生产线采用舆地利贝加莱专为塑料挤出生产线设计的PCc电脑控制系统，实现闭环控制。1A配科系统自动控制当挤出生产线速度变化，配科系统自动改变加料速度。B管材壁厚与挤出线速度、牵引速度、加科速度形成闭环控翩系统，且按存储工艺参数调整至稳定工艺状态。以上控制系统除能保证管材壁厚尺寸公差，外径尺寸公差外，还可保证管材单米重量的稳定性， 提高管材质量。6)产品检验及试验室测试设备一测试交联设备：脂肪抽取器、分析天平、热老化试验箱性能试验设备：恒温水