PVC管材生產(chǎn)工藝及設備
PVC塑料是一種多組分塑料，根據(jù)不同的用途可加入不同添加劑，因組分不同，PVC制品呈現(xiàn)不同的物理力學性能，針對不同場合應用。而PVC塑料管在塑料管中所占的比例較大。
PVC管材分硬軟兩種，RPVC管是將PVC樹脂與穩(wěn)定劑、潤滑劑等助劑混合，經(jīng)造粒后擠出機成型制得，也可采用粉料一次擠出成型。RPVC管耐化學腐蝕性與絕緣性好，主要輸送各種流體，以及用作電線套管等。RPVC管易切割、焊接、粘接、加熱可彎曲，因此安裝使用非常方便。SPVC管是由PVC樹脂加入較大量增塑劑和一定量穩(wěn)定劑，以及其他助劑，經(jīng)造粒后擠出成型制造。SPVC管材具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性，卓越的電絕緣性和良好的柔軟性和著色性，此種管常用來代替橡膠管，用以輸送液體及腐蝕性介質(zhì)，也用作電纜套管及電線絕緣管等。
一、PVC硬管
1、 原料選擇及配方
硬管生產(chǎn)中樹脂應選用聚合度較低的SG-5型樹脂，聚合度愈高，其物理力學性能及耐熱性愈好，但樹脂流動性差，給加工帶來一定困難，所以一般選用黏度為（1.7~1.8）×10-3Pa•s的SG-5型樹脂為宜。硬管一般采用鉛系穩(wěn)定劑，其熱穩(wěn)定性好，常用三鹽基性鉛，但它本身潤滑性較差，通常和潤滑性好的鉛、鋇皂類并用。加工硬管，潤滑劑的選擇和使用很重要，既要考慮內(nèi)潤滑降低分子間作用力，使熔體黏度下降有利成型，又要考慮外潤滑，防止熔體與熾熱的金屬粘連，使制品表面光亮。內(nèi)潤滑一般用金屬皂類，外潤滑用低熔點蠟。填充劑主要用碳酸鈣和鋇（重晶石粉），碳酸鈣使管材表面性能好，鋇可改善成型性，使管材易定型，兩者可降低成本，但用量過多會影響管材性能，壓力管和耐腐蝕管最好不加或少加填充劑。
2.工藝流程
RPVC管的成型使用SG-5型PVC樹脂，并加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、填充劑、顏料等，這些原料經(jīng)適當?shù)奶幚砗蟀磁浞竭M行捏合，若擠管采用單螺桿擠出機，還應將捏合后的粉料造成粒，再擠出成型：若采用雙螺桿擠出機，可直接用粉料成型，RPVC管材工藝流程如圖3-1所示。
另外，在生產(chǎn)中可與上述所示流程不同，即采取粉料直接擠出管材而不進行造粒，但應注意兩點：其一，粉料直接擠出成型最好采用雙螺桿擠出機，因粉料與粒料相比，少了一次混合剪切塑化工序，故采用雙螺桿擠出機可加強剪切塑化，達到預期效果；其二，因粒料比粉料密實，受熱及熱的傳導不良，故粉料的加工溫度可比相應粒料的加工溫度低10℃左右為宜。
3、工藝條件及控制
在生產(chǎn)過程中，由于PVC是熱敏性材料，即使加入熱穩(wěn)定劑也只能是提高分解溫度，延長穩(wěn)定時間而不可能不出現(xiàn)分解，這就要求PVC的成型加工溫度應嚴格控制。特別是RPVC，因其加工溫度與分解溫度很接近，往往因為溫度控制不當造成分解現(xiàn)象。因此，擠出溫度應根據(jù)配方、擠出機特性、機頭結(jié)構(gòu)、螺桿轉(zhuǎn)速、測溫點位置、測溫儀器的誤差及測溫點深度等因素確定。
（1）溫度控制 溫度是影響塑化質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。溫度過低，塑化不良，管材外觀和力學性能較差，經(jīng)分流器支架后，熔接痕明顯或熔接處強度低。由于PVC熱穩(wěn)定性較差，溫度過高會發(fā)生分解，產(chǎn)生變色、焦燒，使操作無法進行。
（2）螺桿冷卻 由于RPVC熔體黏度大，流動性差，為防止螺桿因摩擦熱過大而升溫，引起螺桿黏料分解或使管材內(nèi)壁毛糙，必須降低螺桿溫度，這樣可使物料塑化好，管內(nèi)表面光亮，提高管材內(nèi)外質(zhì)量。螺桿溫度一般控制在80~100℃之間，若溫度過低反壓力增加，產(chǎn)量下降，甚至會發(fā)生物料擠不出來而損壞螺桿軸承的事故。因此，螺桿冷卻應控制出水溫度不低于70~80℃。冷卻方法是在螺桿內(nèi)部用通銅管的方法進行水冷卻。
（3）螺桿轉(zhuǎn)速 螺桿轉(zhuǎn)速的快慢關(guān)系到管材的質(zhì)量和產(chǎn)量。螺桿轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)根據(jù)擠出機規(guī)格和管材規(guī)格決定。原則上，大機器擠小管，轉(zhuǎn)速較低：小機器擠大管，轉(zhuǎn)速較高。一般ф45單螺桿擠出機，螺桿轉(zhuǎn)速為20~40r/min，ф90單螺桿擠出機，螺桿轉(zhuǎn)速為10~20r/min；雙螺桿擠出機15~30r/min。提高螺桿轉(zhuǎn)速雖可一定期程序上提高產(chǎn)量，若過高地追求產(chǎn)量，不改變物料和螺桿結(jié)構(gòu)的情況下，會引起物料塑化不良，管壁粗糙，管材強度下降。
（4）定徑的壓力和真空度 管坯被擠出口模時，溫度還很高。為了使管材獲得較低的粗糙度、正確的尺寸和幾何形狀，所以，管坯離開口模時必須立即定徑和冷卻。RPVC管材一般均采用內(nèi)壓外定徑的方法，管內(nèi)通壓縮空氣使管材外表面緊貼定徑套內(nèi)壁定型并保持一定圓度，一般壓縮空氣壓力范圍在0.02~0.05Mpa，壓力要求穩(wěn)定，可設置一貯氣缸使壓縮空氣壓力穩(wěn)定。壓力過小，管材不圓，壓力過大，一是氣塞易損壞造成漏氣，二是易冷卻芯模，影響管材質(zhì)量，壓力忽大忽小，管材形成竹節(jié)狀。若采用真空法定徑，其真空度約為0.035~0.070Mpa。
（5）牽引速率 牽引速率直接影響管材生產(chǎn)的產(chǎn)量，同時影響管材壁厚，牽引速率不穩(wěn)定會使管徑出現(xiàn)忽大忽小的現(xiàn)象。牽引速度應與管材的擠出速率密切配合。正常生產(chǎn)時，牽引速率應比擠出線速度稍快1%~10%。牽引速率愈慢，管壁愈厚，牽引速率愈快，管壁愈薄，還會使管材縱向收縮率增加，內(nèi)應力增大，從而影響管材尺寸、合格率及使用效果。生產(chǎn)中調(diào)節(jié)牽引速率可用以下簡單方法，將擠出的管材放于牽引履帶內(nèi)，但履帶不夾緊管材，觀察履帶與管材線速率差，若牽引速率比擠出速率慢，應調(diào)節(jié)加快到壁厚符合要求為止。
