PVC给水管增韧增强工艺技术

PVC给水管增韧增强工艺技术

   一、概述    

       PVC 树脂的材料特性使得其制品存在强度低韧性差的问题,因此,生产企业不得不加入各种加工助剂以及抗冲剂 等辅助材料改善制品性能。市面上销售的各类加工助剂和抗冲剂的确可以有效改善 PVC 产品性能,但是,在实际生产 过程中,要同时兼顾产品强度和韧性比较困难,产品抗冲性能提高的同时,伴随着产品强度降低,因此,如何在保持 产品韧性的同时强度不变或者能有所提高是生产企业面临的并急需解决的问题。

        对于 PVC 给水管来说,兼顾韧性和强度尤为迫切和必要,特别是建筑埋墙小口径给水管对刚性的要求苛刻但韧性 也要足够高。很多企业在生产实践中虽然可以解决这个问题,但代价是产品生产成本的极大提高,对于竞争日益激烈 的今天,牺牲成本无异于缘木求鱼,得不偿失。

        本课题工艺技术研究目的就在于寻找一种适宜的方法,在保证企业成本不提高的前提下,兼顾产品强度和韧性, 甚至在保证产品韧性的同时产品强度还能够得以提高。


二、原料与实验

        本研究基于企业实际生产应用,其成果有极大的参考价值。考虑到影响产品强度与韧性的关键因素,本课题重点研究 PVC 生产中的加工助剂以及抗冲剂对产品性能的影响。

2.1 主要原材料与设备

2.1.1 主要原材料

表一:主要原材料

PVC树脂SG5国产轻质碳酸钙国产
钙锌稳定剂国产CPE135A国产
润滑剂国产费托蜡金红石型钛白粉国产
ACR国产

2.1.2设备

SJSZ-65 锥形双螺杆挤出机:国产

50kN~100kN(5 吨~10 吨)电子万能试验机:国产 

落锤冲击试验机:国产

2.2 配方设计

配方设计按照 GBT 10002.1-2006  给水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材标准对 PVC-U 给水管物理力学性能要求进行设计。

表三:配方设计表

PVC 给水管增强增韧配方设计

组分

原配方

试用配方

PVC 树脂

100

100

钙锌稳定剂 TG-200

3

3

轻质碳酸钙

20

20

金红石钛白粉

1

1

硬脂酸 1801

0.4

0.3

费托蜡

0.5

0.4

CPE

3

2

TG-401

0.7

0

TG-101

0

0.5


2.3 PVC-U 管材生产与工艺技术

2.3.1 生产工艺

本次试生产产品规格为Ф20 PVC 给水管,按照表三配方设计分别配制原配方混和料和试用配方混和料。混和料配 制时,当高速混料机混和料温度达到 120℃卸料备用。将混和料加入 SJSZ-65 锥形双螺杆挤出机中,经料斗进入挤出 机螺筒加热塑化、模塑成型、定径、冷却、牵引、切割、自动捆扎包装、最后入库。分别取原配方和试用配方各 4 米 制作检测用试样。

2.3.2 工艺参数

本次试生产原配方与试用配方生产工艺参数依据生产实际情况设定,见表四。

原配方

主机螺筒温

185

182

179.0

171.0

188.0

模头温

180

180

205.0

203.0

左口模

206

右口

205

主机转

R/min

1600

牵引速度(左) 

R/min

 

74-75

下料转

R/min

680

牵引速度(右) 

R/min

 

73-74

主机电

A

37

主机扭

68%

试用配方

主机螺筒

180

178

172.0

165.0

185.0

模头

180

180

202.0

200.0

左口

203

右口

202

主机转速

R/min

1600

牵引速度(左)

R/min

76-78

下料转速

R/min

700

牵引速度(右)

R/min

74-76

主机电流

A

36

主机扭矩

66%


2.4 检测数据

取 2.3.1 生产的样品分别按检测项目要求制作试样。检测结果见表五。


试用配方检测结果

序号

检测项目

技术要求

检测结果

单位

原配方

试用配方

1

拉伸屈服强度

冲裁样≥38

39.9

41.8

Mpa

2

断裂伸长率

冲裁样≥80

152

156

%

 

3

落锤冲击

20/20 无破

(0℃,dn25,1.6kg,2000mm)

20/20 无破

20/20 无破

 

/

4

20℃,1 小时静液压试验

△=32.4MPa,ρ=2.76MPa

T=20℃,t=1h

1h 无破裂,无渗漏

1h 无破裂,无渗漏

 

/