CN1176170A - 单机单模挤出硬质聚氯乙烯芯层发泡管材的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及已有普通PVC－U实壁管生产设备及工艺,属于一种以现有技术为基础的单机单模挤出硬质聚氯乙烯芯层发泡管材的制作方法。该方法包括计量配方、高速热混合、低速冷拌和、单机挤出、入模(机头)成型、真空定型、牵引、切割、卸料等,其要点是对其一次性原辅料配方、成型模具及其工艺环境等进行改进和调整。该方法简单易行、它以极少的投入,即可发掘现有普通PVC－U实壁管生产设备之潜能,具有较好的社会与经济效益。

Description

单机单模挤出硬质聚氯乙烯芯层 发泡管材的制作方法

本发明属于一种硬质聚氯乙烯(PVC-U)芯层发泡管的制作方法，它主要适用于现有普通PVC-U实壁管作业机组(单螺杆或双螺杆挤出机)，使之满足PVC-U芯层发泡管制作所需。

硬质聚氯乙稀(PVC-U)芯层发泡管是80年代发展起来的新一代塑料管材，因其功能特殊、适用范围较广，近年来它已呈取代普通PVC-U实壁管之趋势。

在现有技术中，PVC-U芯层发泡管材的制作方法公开报导，例如，《建筑塑料》1997年第3期(P104-105)所述的“芯层发泡管材配方设计和生产工艺”，采用方法制作PVC-U芯层发泡管，不仅需购置由两台锥形双螺杆挤出机(A机、B机)、三层共挤机头等组成的发泡管机组，且A、B两台挤出机需同时将两种不同配方的PVC-U成型树脂通过三层共挤头均匀地挤出三层管坯，在特定的工艺环境下适时发泡，即产品是利用双机共挤工艺制成的。公知的制作方法对发泡管加工机组要求甚严且费用昂贵，同时还要确定二种配方、工艺复杂。

鉴于国内外PVC-U管材市场需求及我国PVC-U实壁管生线其数量之多，分布之广，而PVC-U双机共挤芯层发泡管生产线却较少的实际情况，如何充分利用现有设备生产更多性能优良的芯层发泡管材，不仅具有明显的社会效益，而且还具有显著的经济效益。

本发明的目的就是针对上述问题与不足：力求以极少的投入，一改现有技术对产品制作的束缚，从而充分发掘现有普通PVC-U实壁管生产线之潜能，即提出一种简单易行的单机单模挤出硬质聚氯乙烯芯层发泡管材的制作方法。

本发明具体内容详细描述如下：该方法以已有普通PVC-U实壁管加工机组及其工艺方法为基础，它包括计量配方、高速热混合、低速冷拌和、单螺杆或双螺杆挤出机挤出、入模(机头)成型、真空定型、牵引、切割、卸料等工艺过程。其要点是对其一次性原辅料配方、成型模具(机头)、及其工艺环境等做了一些必要的改进和调整。

计量配方(重量％)

PVC K65-68        70-80     丙烯酸系树脂 1.6-4.9

偶氮二甲酰胺      0.3-0.5   氯化聚乙烯   4.1-6.2

三盐基性硫酸铅    2-2.7     硬脂酸       0.6-0.7

二盐基性亚磷酸铅  0.4-0.8   石  腊       0.4-0.5

硬脂酸铅          0.4-0.7   聚乙烯腊     0.4-0.5

轻质碳酸钙        8.2-13.7  着色料剂     适量

在上述一次性芯层发泡管材原辅料配方中，PVC采用K值为65-68的聚氯乙烯树脂作为基本材料。丙烯酸系树脂(ACR)、氯化聚乙烯(CPE)作改性剂。三盐基性硫酸铅(3Pbo)、二盐基性亚磷酸铅(2Pbo)、及硬脂酸铅(Pbst)作稳定剂。硬脂酸(St)、石腊(po)和聚乙烯腊(PE)作内、外润滑剂。轻质碳酸钙(CaCo3)作填料。偶氮二甲酰胺为AC发泡剂。着色剂一般可选用二氧化钛等。

机头(模具)

单机挤出机头(1)以现有的单螺杆或双螺杆挤出机所配机头为基础，仅需更换模套(2)、模芯(3)即可。其关键措施是：入模成型所用机头(1)其模套(2)平直段区(H)之内壁面、模芯(3)头部圆表面均与机头(1)中心线(L)保持同心且相互平行；模套(2)平直段(H)其长度与模套(2)内壁至模芯(3)头部圆表面之间的间距(T)之长度比例为H/T介于8-20/1。采用此种结构的模具(机头)不同于按压缩比而设计的单机挤出机头模具，它也是确保三层管坯完成其发泡成型的重要措施之一。

成型加工工艺

按配方将原辅料(偶氮二甲酰胺除外)投入高速热混合机中进行混合，当物料达到105-110℃时停止捏和；将原辅料中的偶氮二甲酰胺(发泡剂)与从高速热混合机中排放下来的混合料放置低速冷却拌和机中进行冷却拌和；当物料进入单螺杆或双螺杆挤出机内后，在进料段其温度为160-165℃，经压塑至均化段时温度为180-185℃；模具温度需调控，即180℃→170℃→165℃；挤出后的芯层发泡管经真空定型、牵引、切割、卸料即可成品。

本发明与现有双机共挤生产PVC-U芯层发泡管技术相比：它不仅可充分利用已有普通PVC-U实壁管生产设备，使之一机多能、即投资少见效快、而且简单易行，便于推广实施。(采用该方法制作的PVC-U芯层发泡管性能参见表1)。

                                表1性能指标

规  格	维卡软化点    C	纵    向回缩率％	环刚度M/m	抗冲击(TIR)％	扁平试验
						Φ110Φ160	7879	34.2	1112	≤10≤10	不破裂不破裂

附图1，发泡管机组组成及工艺流程。图中单螺杆挤出机、双螺杆挤出机二机仅可择一，生产厂家使用该方法时，需根据设备类型酌情而定。

附图2，机头(模具)结构示意图，如图2所示：(1)机头、(2)模套、(3)模芯、(4)弧形流道、(5)分料器、(6)单螺杆或双螺杆挤出机。

实施例：(PVC-U芯层发泡管材制作、其规格：Φ110mm、壁厚为2.5mm、管长4M、白色管材、原辅料100kg)

按照配方将原辅料：齐鲁700#树脂77.7Kg、三盐基性硫酸铅2.4kg，二盐基性亚磷酸铅0.9kg、硬脂酸铅0.6kg、ACR 4kg、CPE 5kg、硬脂酸0.6kg、石腊0.4kg、碳酸钙7kg、钛白粉1kg，混合在GRH-300高速热混合机中进行，热混终点温度105℃；将AC发泡剂偶氮二甲酰胺0.4kg加入LH350低速冷却拌和机中与热混料一起进行冷却拌和、冷混终点温度为40℃(热、冷混合时间共计10分钟)；将混合料输入造粒机、再投入KC/RP-90单螺杆挤出机，物料在进料段其温度为162℃，当物料经压塑段至均化段时，温度为185℃；当含有发泡气体且已塑化的熔体流经成型模具(机头)时，模具温度需调控，即180℃→170℃→165℃，其中模套(2)平直段(H)长度为35mm，模套(2)内壁至模芯(3)头部圆表面之间的间距(T)长度为2.5mm，H/T比值为14/1。当入模(机头)成型的PVC-U芯层发泡管经过定型真空度为100～119Pa的冷却定型槽、牵引、切割后制取21根Φ110×2.5，长为4M的成品管。

Claims (4)

1、一种包括计量配方、高速热混合、低速冷拌和、单机挤出、入模(机头)成型、真空定型、牵引、切割、卸料等工艺流程的单机单模挤出硬质聚氯乙烯(PVC-U)芯层发泡管材的制作方法，其特征在于：

a)、原辅料的计量配方(重量％)一次性配比PVC K65～68      70-80    烯酸系树脂(ACR)  1.6-4.9偶氮二甲酰胺      0.3-0.5  氯化聚乙烯(CPE)  4.1-6.2三盐基性硫酸铅    2-2.7    硬脂酸           0.6-0.7二盐基性亚磷酸铅  0.4-0.8  石  腊           0.4-0.5硬脂酸铅          0.4-0.7  聚乙烯腊         0.4-0.5轻质碳酸钙        8.2-13.7 着色料           适量；

b、入模成型所用机头(1)其模套(2)平直段(H)区之内壁面、模芯(3)头部圆表面均与机头(1)中心线(L)保持同心且相互平行，模套(2)平直段(H)其长度与模套(2)内壁至模芯(3)头部圆表面之间的间距(T)之长度比例为H/T介于8～20/1；

2、按照权利要求1所述的芯层发泡管材的制作方法，其特征在于原辅料中的偶氮二甲酰胺(AC发泡剂)需在进行低速冷拌和工艺时加入；

3、按照权利要求1所述的芯层发泡管材的制作方法，其特征在于物料进入单螺杆或双螺杆挤出机内后，在进料段其温度为160～165℃，经压塑至均化段时温度为180～185℃；

4、按照权利要求1所述的芯层发泡管材的制作方法，其特征在于模具温度需调控，即180℃→170℃→165℃。