CN104908310B - 双轴取向聚氯乙烯pvc‑o管的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双轴取向聚氯乙烯PVC‑O管的生产工艺，步骤如下：从挤出机模头挤出管坯，管坯进入真空喷淋冷却定型箱冷却定型，然后通过前置牵引机的牵引，将被冷却定型的管材送入水槽内，水槽内有圆轴，管材强行推入，管材径向被扩张，实现径向拉伸取向，管材同时被安置在水槽后面的另一台后置牵引机牵引，实现轴向拉伸取向；被双轴拉伸取向的管材继续被牵引机牵引，被切割机切割，完成管材的双轴取向成型；本发明的PVC‑O管具有以下优点：既增加了管材的轴向强度，同时也增加了管材的径向强度，降低壁厚节省原料，增加了通水能力，方便了搬运和铺设。
Description
技术领域
本发明涉及一种双轴取向聚氯乙烯PVC-O管的生产工艺。
背景技术
近年来，PVC管材面对诸多竞争对手，尤其是由于HDPE等树脂性能的明显改进，（从PE63到PE80和PE100）PE管材具有优异的韧性和抗水锤冲击能力。另外，各国环境保护组织对于氯元素的批评，使得PVC管道面临严峻形势，但是人们长期忽视的一点是，PVC管材相对于PE管材更能阻止一些有毒、有害物质的渗透。 在未来世界管材市场中占主导地位的还是PVC管材，其根本原因在于技术创新、技术进步。PVC树脂和PVC管道创新技术的应用，特别是PVC管道加工技术和工艺的创新，明显地改善了PVC管道的经济性，并开拓了新的应用领域。所以，必须在提高管材性能的同时节约材料，以提高PVC管材的竞争力。双轴取向聚氯乙烯PVC-O管一方面通过在轴向和径向拉伸取向获得的更高强度和更高韧性的管材，可以提高管材性能，另一方面可以减少材料的消耗，是顺应可持续发展大方向的前沿技术。
以往对PVC管材的改性，一般采取共混改性。这种方法可大大提高管材的抗冲击性能，但会使产品成本上升，还会降低管材的机械强度。近年来，国内外相继报道了用于给水的双轴取向PVC-O管材。这种管材在加工过程中通过特定的双轴取向工艺，大大增强了管材的机械强度和抗冲击强度，在承受相等液压的条件下，大大降低了管材的壁厚，减轻了管材的质量，达到了节约资源，降低产品成本等效果。
发明内容
本发明的目的，在于克服上述局限，从而提供一种既增加了管材的轴向强度，同时也增加了管材的径向强度，降低壁厚节省原料，增加了通水能力，方便了搬运和铺设的PVC-O管。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种双轴取向聚氯乙烯PVC-O管的生产工艺，步骤如下：
A、从挤出机模头挤出管坯，管坯进入真空喷淋冷却定型箱冷却定型，然后通过前置牵引机的牵引，将被冷却定型的管材送入水槽内，水槽分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区，Ⅰ区水的温度为60~70℃；Ⅱ区水的温度为95~98℃；Ⅲ区水的温度为15~20℃；每个区域之间由隔热板隔离；
B、水槽内有一个圆轴，圆轴的内部是空心的。圆轴分为前段平直部分、中段锥形部分的前段、中段锥形部分的后段、后段平直部分等四个部分，四个部分通过隔热板隔离，内部互不相通，在前段平直部分处于水槽Ⅰ、Ⅱ区交界处及中段锥形部分处于水槽Ⅱ、Ⅲ区交界处的外表面嵌有O型密封圈，中段锥形部分的外表面有纵向分布的沟槽，沟槽内开有贯通圆轴锥形部分内外壁的小孔，圆轴的前段平直部分、中段锥形部分与后段平直部分分别置于水槽三个不同温度的水中：前段平直部分置于水温为60~70℃区；中段锥形部分置于水温为95~98℃区；后段平直部分置于水温为15~20℃区；
C、圆轴通过每块隔离板上的圆孔进行固定；通过圆轴与隔离板之间的橡胶密封圈密封，使水槽三个区域不同温度的水互相隔离，圆轴通过空心连杆与挤出机模头连接，空心连杆内设有两根管材与圆轴锥形部分内部相通，一根管道的开口位于圆轴锥形部分的前段，用于输出95~98℃的热水；另一根管道的开口位于圆轴椎形部分的后段，用于回流95~98℃的热水，连杆穿过模头分流梭加以固定，并与外界95~98℃的热水源连通，热水可以通过连杆内的一根管道输送到圆轴锥形部分内，并通过位于圆轴锥形部分前段表面的孔流出；再通过圆轴锥形部分后段表面的孔流入，由位于圆轴椎形部分的后段内的管道回流，圆轴外表面的两个O型密封圈保证了热水只能在这两个O型密封圈之间的区域流出和回流，如此循环；
D、管材被牵引机强行推至圆轴，使圆轴的前段平直部分先进入管材的内部，圆轴前段平直部分的外径小于管材的内径，使得圆轴的前段平直部分能顺利进入管径，同时进入圆轴的前段平直部分的管材被水槽内60~70℃的水加热，随后管材被继续推入圆轴的锥形部分管材的外部被水槽内95~98℃的水加热，内部被从锥形圆轴表面孔隙内流出的95~98℃的热水加热，随着管材继续强行推入，管材径向被扩张，实现径向拉伸取向，管材同时被安置在水槽后面的另一台后置牵引机牵引，实现轴向拉伸取向；
E、被双轴拉伸取向的管材继续被牵引机牵引，进入圆轴后段平直部分，被水槽内15~20℃的水冷却定型，随后冷却定型后的管材，被切割机切割，完成管材的双轴取向成型。
优选的是，Ⅰ区水的温度为60℃；Ⅱ区水的温度为95℃；Ⅲ区水的温度为15℃。
优选的是，Ⅰ区水的温度为70℃；Ⅱ区水的温度为98℃；Ⅲ区水的温度为20℃。
优选的是，Ⅰ区水的温度为65℃；Ⅱ区水的温度为96.5℃；Ⅲ区水的温度为17.5℃。
综上所述，本发明具有以下优点：1、通过双轴拉伸取向，既增加了管材的轴向强度，同时也增加了管材的径向强度。通过双轴拉伸取向，提高了管材的整体性能。在管材材料强度大大增加、管材原有液压爆破强度基础上，通过降低壁厚的方法节省原料。2、PVC-O与PVC-U壁厚比较，PVC-O给水管较PVC-U给水管可减少壁厚35%-40%，大大节约了材料，降低了成本。3、PVC-O给水管材通过双轴拉伸后，其冲击强度比普通PVC-U给水管提高了10倍多。PVC-O管的另一个优点是由于较高的设计应力，增加了通水能力，方便了搬运和铺设。
附图说明
图1为本发明的生产流程结构图；
图2为本发明的圆轴结构图；
图中标号：1-挤出机、2-模头、3-管坯、4-真空喷淋冷却定型箱、5-前置牵引机、6-水槽、7-圆轴、8-空心连杆。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1：一种双轴取向聚氯乙烯PVC-O管的生产工艺，步骤如下：从挤出机1模头2挤出管坯3，管坯3进入真空喷淋冷却定型箱4冷却定型，然后通过前置牵引机5的牵引，将被冷却定型的管材送入水槽6内，水槽6分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区，Ⅰ区水的温度为60~70℃；Ⅱ区水的温度为95~98℃；Ⅲ区水的温度为15~20℃；每个区域之间由隔热板隔离；水槽6内有一个圆轴7，圆轴7的内部是空心的。圆轴7分为前段平直部分、中段锥形部分的前段、中段锥形部分的后段、后段平直部分等四个部分，四个部分通过隔热板隔离，内部互不相通，在前段平直部分处于水槽Ⅰ、Ⅱ区交界处及中段锥形部分处于水槽Ⅱ、Ⅲ区交界处的外表面嵌有O型密封圈，中段锥形部分的外表面有纵向分布的沟槽，沟槽内开有贯通圆轴锥形部分内外壁的小孔，圆轴7的前段平直部分、中段锥形部分与后段平直部分分别置于水槽6三个不同温度的水中：前段平直部分置于水温为60~70℃区；中段锥形部分置于水温为95~98℃区；后段平直部分置于水温为15~20℃区；圆轴7通过每块隔离板上的圆孔进行固定；通过圆轴7与隔离板之间的橡胶密封圈密封，使水槽6三个区域不同温度的水互相隔离，圆轴7通过空心连杆8与挤出机模头2连接，空心连杆8内设有两根管材与圆轴7锥形部分内部相通，一根管道的开口位于圆轴7锥形部分的前段，用于输出95~98℃的热水；另一根管道的开口位于圆轴椎形部分的后段，用于回流95~98℃的热水，连杆穿过模头分流梭加以固定，并与外界95~98℃的热水源连通，热水可以通过连杆内的一根管道输送到圆轴7锥形部分内，并通过位于圆轴7锥形部分前段表面的孔流出；再通过圆轴7锥形部分后段表面的孔流入，由位于圆轴7椎形部分的后段内的管道回流，圆轴7外表面的两个O型密封圈保证了热水只能在这两个O型密封圈之间的区域流出和回流，如此循环；管材被牵引机强行推至圆轴7，使圆轴7的前段平直部分先进入管材的内部，圆轴7前段平直部分的外径小于管材的内径，使得圆轴7的前段平直部分能顺利进入管径，同时进入圆轴7的前段平直部分的管材被水槽内60~70℃的水加热，随后管材被继续推入圆轴7的锥形部分管材的外部被水槽内95~98℃的水加热，内部被从锥形圆轴7表面孔隙内流出的95~98℃的热水加热，随着管材继续强行推入，管材径向被扩张，实现径向拉伸取向，管材同时被安置在水槽后面的另一台后置牵引机牵引，实现轴向拉伸取向；被双轴拉伸取向的管材继续被牵引机牵引，进入圆轴7后段平直部分，被水槽内15~20℃的水冷却定型，随后冷却定型后的管材，被切割机切割，完成管材的双轴取向成型。
实施例2：Ⅰ区水的温度为60℃；Ⅱ区水的温度为95℃；Ⅲ区水的温度为15℃。
表1：实施例2中PVC-O与PVC-U给水管的抗冲击强度比较（0℃）：
实施例3：Ⅰ区水的温度为70℃；Ⅱ区水的温度为98℃；Ⅲ区水的温度为20℃。
表2：实施例3中PVC-O与PVC-U给水管的抗冲击强度比较（0℃）：
实施例4：Ⅰ区水的温度为65℃；Ⅱ区水的温度为96.5℃；Ⅲ区水的温度为17.5℃。
表3：实施例4中PVC-O与PVC-U给水管的抗冲击强度比较（0℃）：
从表1~3中可以看出，PVC-U给水管材通过双轴拉伸为PVC-O给水管材后，其抗冲击强度提高了10多倍，PVC-O管材可以大大节约原材料，降低成本，提高产品性能，具有明显的经济效益和社会效益。
Claims (1)
1.一种双轴取向聚氯乙烯PVC-O管的生产工艺，其特征在于，步骤如下：
A、从挤出机（1）模头（2）挤出管坯（3），管坯（3）进入真空喷淋冷却定型箱（4）冷却定型，然后通过前置牵引机（5）的牵引，将被冷却定型的管材送入水槽（6）内，水槽（6）分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区，Ⅰ区水的温度为60~70℃；Ⅱ区水的温度为95~98℃；Ⅲ区水的温度为15~20℃；每个区域之间由隔热板隔离；
B、水槽（6）内有一个圆轴（7），圆轴（7）的内部是空心的，圆轴（7）分为前段平直部分、中段锥形部分的前段、中段锥形部分的后段、后段平直部分等四个部分，四个部分通过隔热板隔离，内部互不相通，在前段平直部分处于水槽Ⅰ、Ⅱ区交界处及中段锥形部分处于水槽Ⅱ、Ⅲ区交界处的外表面嵌有O型密封圈，中段锥形部分的外表面有纵向分布的沟槽，沟槽内开有贯通圆轴锥形部分内外壁的小孔，圆轴（7）的前段平直部分、中段锥形部分与后段平直部分分别置于水槽（6）三个不同温度的水中：前段平直部分置于水温为60~70℃区；中段锥形部分置于水温为95~98℃区；后段平直部分置于水温为15~20℃区；
C、圆轴（7）通过每块隔离板上的圆孔进行固定；通过圆轴（7）与隔离板之间的橡胶密封圈密封，使水槽（6）三个区域不同温度的水互相隔离，圆轴（7）通过空心连杆（8）与挤出机模头（2）连接，空心连杆（8）内设有两根管材与圆轴（7）锥形部分内部相通，一根管道的开口位于圆轴（7）锥形部分的前段，用于输出95~98℃的热水；另一根管道的开口位于圆轴椎形部分的后段，用于回流95~98℃的热水，连杆穿过模头分流梭加以固定，并与外界95~98℃的热水源连通，热水可以通过连杆内的一根管道输送到圆轴（7）锥形部分内，并通过位于圆轴（7）锥形部分前段表面的孔流出；再通过圆轴（7）锥形部分后段表面的孔流入，由位于圆轴（7）椎形部分的后段内的管道回流，圆轴（7）外表面的两个O型密封圈保证了热水只能在这两个O型密封圈之间的区域流出和回流，如此循环；
D、管材被牵引机强行推至圆轴（7），使圆轴（7）的前段平直部分先进入管材的内部，圆轴（7）前段平直部分的外径小于管材的内径，使得圆轴（7）的前段平直部分能顺利进入管径，同时进入圆轴（7）的前段平直部分的管材被水槽内60~70℃的水加热，随后管材被继续推入圆轴（7）的锥形部分管材的外部被水槽内95~98℃的水加热，内部被从锥形圆轴（7）表面孔隙内流出的95~98℃的热水加热，随着管材继续强行推入，管材径向被扩张，实现径向拉伸取向，管材同时被安置在水槽后面的另一台后置牵引机牵引，实现轴向拉伸取向；
E、被双轴拉伸取向的管材继续被牵引机牵引，进入圆轴（7）后段平直部分，被水槽内15~20℃的水冷却定型，随后冷却定型后的管材，被切割机切割，完成管材的双轴取向成型；
所述Ⅰ区水的温度为60℃，Ⅱ区水的温度为95℃，Ⅲ区水的温度为15℃；
或所述Ⅰ区水的温度为70℃，Ⅱ区水的温度为98℃，Ⅲ区水的温度为20℃；
或所述Ⅰ区水的温度为65℃，Ⅱ区水的温度为96.5℃，Ⅲ区水的温度为17.5℃。
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