CN101670664A - 一种在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺 - Google Patents

一种在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺：(1)取聚氯乙烯树脂，稳定剂，加工助剂，润滑剂，抗冲改性剂，复合填料和锐钛型钛白粉进行备料；(2)将备料放入高速捏合机中，高速捏合放料；(3)将备料放入低速冷混机中搅拌，冷却备用；(4)将备料加入超锥双螺杆挤出机，熔融料至坯管成型模；(5)将坯管成型模中的管坯料，扩胀拉伸后送入定径套，冷却成聚氯乙烯承压管材；(6)将成型后的管材定长切割；(7)进行管材扩口；(8)检验。本发明有益的效果是：本发明首创了在线双轴取向BO－PVC承压管材的技术制造工艺，选用的物料和成型的管材对环境均无污染；确保了成型加工连续、稳定进行。

Description

一种在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺，是属于聚合物成型加工领域。
背景技术
众所周知，传统的PVC-U管道系统有突出的优点也有明显的缺点。其主要优点是高模量高强度和较低的价格，使其在近70年来发展成为全世界应用量最大的塑料管道系统；其主要缺点是韧度低，即脆性大抗开裂冲击性能差。附加各国环保组织对氯元素的批评，导致聚氯乙烯管道系统在一些国家和应用领域的增长率减慢了。在我国也不例外，因为技术进步慢在一些领域内也出现落后甚至衰退的趋势。
由于PVC合成树脂的技术进步及其环保型稳定剂品种增多和质量提升，加工成为环保型聚氯乙烯管道已有保障；而在提高其韧度方面国外如英国、美国、日本、澳大利亚等国及我国台湾地区，在聚氯乙烯管道开发方面取得了重大的进步。开发的PVC-M管材(改性聚氯乙烯管材)BO-PVC管材(取向聚氯乙烯管材)兼有非凡的强度和韧度，和传统的硬聚氯乙烯管材相比可以采用较高的设计应力，即可以显著地节约材料。开发的管材有国际标准和先进的地区标准，并在多个领域如：给水用管道市场、矿山用管道、非开挖铺设和修复用管道市场、燃气管网等方面得到应用。
BO-PVC的卓越在于结合了高强度和高韧性，因此一方面可以采用高的设计应力明显地节约材料(比PVC-U和PVC-M管节约材料约50％和30％)，另一方面可以应用在特殊高要求的、环境特别恶劣的领域，如承受高压力等级、承受高冲击负载高疲劳负载等。近年国内已经有一些科研院所和大企业集团在相继探索开发。如北京化工大学和四川大学相继发表了PVC-O研究报告和‘宝硕管材’开展了试验研究，但目前还没有能够进入商品化生产。国外对在线双轴取向的BO-PVC管材的生产工艺和模具及设备技术资料保密甚严。
发明内容
本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种可连续生产，生产效率高，产品质量可靠的在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺：
(1)取聚氯乙烯树脂100重量份，稳定剂2～6重量份，加工助剂0.8～1.2重量份，润滑剂0.4～0.8重量份，抗冲改性剂0～4重量份，复合填料5～10重量份和锐钛型钛白粉1.5～2.5重量份进行备料；
(2)将上述备料放入高速捏合机中，高速捏合至料温达到115～120℃时放料；
(3)将混合后的备料放入低速冷混机中搅拌，并在料温冷却达45～55℃时将备料放入贮料桶中备用；
(4)将贮料桶中的备料加入超锥双螺杆挤出机，在温度为165～190℃，螺杆转速为5～30r/min下挤出熔融料至胚管成型模；
(5)在牵引带的速度为0.2～1.0m/min的牵引力作用下，将胚管成型模中的管胚料，按管材纵向拉伸大于环向拉伸的10～15％的拉伸比例扩胀拉伸后送入定径套，采用负压与正压共同作用定型管材，在真空定型冷却成聚氯乙烯承压管材；
(6)将成型后的管材按照要求定长切割；
(7)进行管材扩口；
(8)按出厂检验要求进行检验，DN为20～630mm、PN为0.8～2.5MPa，管材合格入库。
本发明有益的效果是：本发明首创了在线双轴取向BO-PVC承压管材的技术制造工艺，填补了目前的空白；选用的物料和成型的管材对环境均无污染；由于配方优良、模具精特、工艺合理，确保了成型加工连续、稳定进行；BO-PVC是高强度的节材、节能型管材，本发明是顺应可持续发展大方向的前沿技术，造福于社会。
附图说明
图1是本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图所示，这种在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺，
(1)取聚氯乙烯树脂100重量份，稳定剂2～6重量份，加工助剂0.8～1.2重量份，润滑剂0.4～0.8重量份，抗冲改性剂0～4重量份，复合填料5～10重量份和锐钛型钛白粉1.5～2.5重量份进行备料；
(2)将上述备料放入高速捏合机中，高速捏合至料温达到115～120℃时放料；
(3)将混合后的备料放入低速冷混机中搅拌，并在料温冷却达45～55℃时将备料放入贮料桶中备用；
(4)将贮料桶中的备料加入超锥双螺杆挤出机，在温度为165～190℃，螺杆转速为5～30r/min下挤出熔融料至胚管成型模；
(5)在牵引带的速度为0.2～1.0m/min的牵引力作用下，将胚管成型模中的管胚料，按管材纵向拉伸大于环向拉伸的10～15％的拉伸比例扩胀拉伸后送入定径套，采用负压与正压共同作用定型管材，在真空定型冷却成聚氯乙烯承压管材；
(6)将成型后的管材按照要求定长切割；
(7)进行管材扩口；
(8)按出厂检验要求进行检验，DN为20～630mm、PN为0.8～2.5MPa，管材合格入库。
加工生产出的管材DN为(20～630)mm、PN为(0.8～2.5)MPa。
在备料中，聚氯乙烯树脂的K值为69～72，聚氯乙烯在备料中的含量不小于83％；稳定剂为钙锌复合稳定剂或钙锌复合稳定剂和有机锡热稳定剂以1∶(0.15～0.3)混合的稳定剂；加工助剂为全丙烯酸酸酯类PVC超高分子量加工助剂和氟树脂以1∶(0.02～0.04)复合的加工助剂；抗冲改性剂为PVC制品用丙烯酸酯类耐候抗冲改性剂和氯化聚氯乙烯以1∶1复合而成；填料为纳米碳酸钙和碱式硫酸镁晶须以1∶(0.2～0.4)复合而成；润滑剂为塑料包膜光亮润滑剂。管胚进入定径套时的温度为140～170℃，负压与正压共同作用时正压为0.02～0.08MPa，真空定型时的真空度为0.02～0.06MPa，冷却方式为喷淋和浸渍两种方式相结合，冷却水的温度为20～60℃；
实施例1，DN25PN 2.0 BO-PVC承压管材生产步骤
1)以质量份为单位进行备料：
物料名称                配比(份)
PVC树脂(K值69-72)       100
钙锌复合稳定剂          3～4
HB-600E                 0.4～0.6
复合加工助剂            0.8～1.2
复合抗冲改性剂          3～4
复合填料                5
锐钛型钛白粉            2.5
2)混料：将上述的备料放入高速(1200r/min)捏合机中，高速捏合至料温达120℃时放料；
3)搅拌冷却：将上述的混合料放入低速(500r/min)冷混机中搅拌，并在料温达50℃时放料至贮料桶中备用；
4)挤出：将贮料桶中的料加入高效双螺杆挤出机(SJSZ-60)中，在温度为(165～190)℃、螺杆杆转速为(5～7)r/min下挤出熔融料至模具；
5)成型：在牵引(牵引速度为0.7m/min～0.8m/min)下，胚管经扩胀模完成双轴取向后进入定径套，在正压为(0.02～0.04)MPa、真空度为(0.05～0.06)MPa下双轴取向的管材迅速定型冷却成BO-PVC承压管材；
6)定长切割：4m或6m长，不得有负偏差；
7)检验：按出厂检验要求进行，管材合格方可入库。
实施例2，DN200PN1.6 BO-PVC承压管材生产步骤
1)以质量份为单位进行备料：
物料名称                配比(份)
PVC树脂(K值66-70)       100
钙锌复合、有机锡稳定剂  3～4
HB-600E                 0.6～08
复合加工助剂            0.8～1.0
复合抗冲改性剂          0～2
复合填料                8～10
锐钛型钛白粉               1.5
2)混料：将上述的备料放入高速(1200r/min)捏合机中，高速捏合至料温达115℃时放料；
3)搅拌冷却：将上述的混合料放入低速(500r/min)冷混机中搅拌，并在料温达50℃时放料至贮料桶中备用；
4)挤出：将贮料桶中的料加入高效双螺杆挤出机(SJSZ-80)中，在温度为(165～190)℃、螺杆杆转速为(22～28)r/min下挤出熔融料至模具；
5)成型：在牵引(牵引速度为0.3m/min～0.4m/min)下，胚管经扩胀模完成双轴取向后进入定径套，在正压为(0.04～0.06)MPa、真空度为(0.03～0.04)MPa下，双轴取向的管材迅速定型冷却成BO-PVC承压管材；
6)定长切割：4m或6m长，不得有负偏差；
7)管材扩口；
8)检验：按出厂检验要求进行，管材合格方可入库。
除上述实施例外，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1、一种在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺，其特征在于：
(1)取聚氯乙烯树脂100重量份，稳定剂2～6重量份，加工助剂0.8～1.2重量份，润滑剂0.4～0.8重量份，抗冲改性剂0～4重量份，复合填料5～10重量份和锐钛型钛白粉1.5～2.5重量份进行备料；
(2)将上述备料放入高速捏合机中，高速捏合至料温达到115～120℃时放料；
(3)将混合后的备料放入低速冷混机中搅拌，并在料温冷却达45～55℃时将备料放入贮料桶中备用；
(4)将贮料桶中的备料加入超锥双螺杆挤出机，在温度为165～190℃，螺杆转速为5～30r/min下挤出熔融料至胚管成型模；
(5)在牵引带的速度为0.2～1.0m/min的牵引力作用下，将胚管成型模中的管胚料，按管材纵向拉伸大于环向拉伸的10～15％的拉伸比例扩胀拉伸后送入定径套，采用负压与正压共同作用定型管材，在真空定型冷却成聚氯乙烯承压管材；
(6)将成型后的管材按照要求定长切割；
(7)进行管材扩口；
(8)按出厂检验要求进行检验，DN为20～630mm、PN为0.8～2.5MPa，管材合格入库。
2、根据权利要求1所述的在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺，其特征是：所述聚氯乙烯树脂的K值为69～72，聚氯乙烯在备料中的含量不小于83％。
3、根据权利要求1所述的在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺，其特征是：所述稳定剂为钙锌复合稳定剂或钙锌复合稳定剂和有机锡热稳定剂以1∶0.15～0.3混合的稳定剂。
4、根据权利要求1所述的在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺，其特征是：所述加工助剂为全丙烯酸酸酯类PVC超高分子量加工助剂和氟树脂以1∶0.02～0.04复合的加工助剂。
5、根据权利要求1所述的在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺，其特征是：所述抗冲改性剂为PVC制品用丙烯酸酯类耐候抗冲改性剂和氯化聚氯乙烯以1∶1复合而成。
6、根据权利要求1所述的在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺，其特征是：所述填料为纳米碳酸钙和碱式硫酸镁晶须以1∶0.2～0.4复合而成。
7、根据权利要求1所述的在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺，其特征是：所述润滑剂为塑料包膜光亮润滑剂。
8、根据权利要求1所述的在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺，其特征是：所述管胚进入定径套时的温度为140～170℃，负压与正压共同作用时正压为0.02～0.08MPa，真空定型时的真空度为0.02～0.06MPa。
9、根据权利要求1所述的在线双轴取向聚氯乙烯承压管材的生产工艺，其特征是：所述冷却方式为喷淋和浸渍两种方式相结合，冷却水的温度为20～60℃。
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