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PVC制品技术资料大整合（精华）

2016-08-03 19:42:02 来源：舟山盈科塑料机械有限公司

一、PVC管材原料的选择和生产配方的比较
产PVC管材的原料主要是悬浮法聚合的聚氯乙烯树脂。
根据国家标准GB／T5761-93《悬浮法通用型聚氯乙烯树脂检验标准》规定，悬浮法PVC分为PVC-SGl到PVC-SG8八种树脂，其中数字越小，聚合度越大，分子量也越大，强度越高，但熔融流动越困难，加工也越困难。

我国悬浮法聚氯乙烯树脂的型号及相关参数

型号	聚合温度/℃	粘数/（ml/g）	K值	聚合度	参考用途
SG-1	48.2	154～144	77～75	1800～1650	高级电绝缘材料
SG-2	50.5	143～136	74～73	1650～1500	电绝缘材料，一般软制品
SG-3	53.0	135～127	72～71	1500～1350	电绝缘材料，农膜，塑料鞋
SG-4	56.5	126～119	70～69	1250～1150	薄膜，人造革，高强度硬管
SG-5	58.0	118～107	68～66	1100～1000	透明制品，硬管，型材
SG-6	61.8	106～96	64～63	950～850	唱片，透明片，硬板，焊条
SG-7	65.5	95～87	62～60	850～750	吹塑瓶，透明片，管件
SG-8	68.5	86～73	59～55	750～650	过氯乙烯树脂

具体选择时，做软制品时，一般使用PVC-SGl、PVC-SG2、PVC-SG3型，需要加人大量增塑剂。例如聚氯乙烯膜使用SG-2树脂，加入50～80份的增塑剂。而加工硬制品时，一般不加或很少量加入增塑剂，所以用PVC-SG4、VC-SG5、PVC-SG6、PVC-SG7、PVC-SG8型。如PVC硬管使用SG5树脂，硬质透明片使用SG6树脂、硬质发泡型材及管件使用SG7、SG8树脂。
生产PVC管材所用的树脂必须符合挤出加工的要求，本设计中选用SG5型号的PVC树脂可行。这种树脂一般要求K值为68左右，挥发物≤0.4%，同时对树脂的白度及杂质含量如黄、黑点及鱼眼等也有一定的要求。PVC树脂的堆密度对挤出工艺有一定的影响，生产时应视具体情况对工艺作相对的调整。

PVC-U管材生产配方
有机锡体系PVC-U管材配方

组分	配方1	配方2	组分	配方1	配方2
PVC S-65	100	100	钛白粉	1.5	1.0
有机锡稳定剂	0.2～0.4	0.2～0.4	石蜡		1.2
硬脂酸钙	0.5～0.8	0.8	ACR(加工改良剂)		0.4～0.8
聚乙烯蜡	0.3～0.6		ACR(抗冲击改性剂)		1.5～2.0
微晶蜡	0.6～1.0		C	0.005
碳酸钙	10～12	10～30

铅盐体系PVC-U管材配方

组分	配方1	配方2	配方3	配方4	配方5
PVC	SG5 100	K=62-65 100	SG5 100	SG5 100	K=66 100
3PbO.PbSO₄	5.0	1.0	5.5	4	1.8～2.5
硬脂酸铅	0.5	0.8	0.7	0.5
硬脂酸钙	0.5	0.4	1	0.8
硬脂酸钡	2		1	1.2
碳酸钙		5.0		10	5.0
硫酸钡	10		10
TiO2		1.0-1.5			1.0～1.2
石蜡			1	0.8
聚乙烯蜡		0.2
氧化聚乙烯蜡		0.15
硬脂酸		0.6
炭黑		0.05			0.05
颜料	适量		适量	适量

经过比较，在本设计中采用如下配方

本设计配方

PVC树脂	100	硬脂酸钡	1.2
CPE树脂	4	石蜡	0.4
3PbO.PbSO₄	4	PE蜡	0.2
硬脂酸铅	2	轻质碳酸钙	40

二、PVC管材的生产工艺与分析

PVC塑料是一种多组分塑料，根据不同的用途可加入不同添加剂，因组分不同，PVC制品呈现不同的物理力学性能，针对不同场合应用。而PVC塑料管在塑料管中所占的比例较大。
PVC管材分硬软两种
RPVC管是将PVC树脂与稳定剂、润滑剂等助剂混合，经造粒后挤出机成型制得，也可采用粉料一次挤出成型。RPVC管耐化学腐蚀性与绝缘性好，主要输送各种流体，以及用作电线套管等。RPVC管易切割、焊接、粘接、加热可弯曲，因此安装使用非常方便。
SPVC管是由PVC树脂加入较大量增塑剂和一定量稳定剂，以及其他助剂，经造粒后挤出成型制造。SPVC管材具有优良的化学稳定性，卓越的电绝缘性和良好的柔软性和着色性，此种管常用来代替橡胶管，用以输送液体及腐蚀性介质，也用作电缆套管及电线绝缘管等。本文我们将详细讲诉RPVC的原料选择、工艺流程、工艺控制以及挤出管材常出现的缺陷及改进原因。
一、RPVC原料选择及配方
硬管生产中树脂应选用聚合度较低的SG-5型树脂，聚合度愈高，其物理力学性能及耐热性愈好，但树脂流动性差，给加工带来一定困难，所以一般选用黏度为（1.7~1.8）×10-3Pas的SG-5型树脂为宜。
硬管一般采用铅系稳定剂，其热稳定性好，常用三盐基性铅，但它本身润滑性较差，通常和润滑性好的铅、钡皂类并用。
加工硬管，润滑剂的选择和使用很重要，既要考虑内润滑降低分子间作用力，使熔体黏度下降有利成型，又要考虑外润滑，防止熔体与炽热的金属粘连，使制品表面光亮。
内润滑一般用金属皂类，外润滑用低熔点蜡。
填充剂主要用碳酸钙和钡（重晶石粉），碳酸钙使管材表面性能好，钡可改善成型性，使管材易定型，两者可降低成本，但用量过多会影响管材性能，压力管和耐腐蚀管*好不加或少加填充剂。
二、工艺流程
RPVC管的成型使用SG-5型PVC树脂，并加入稳定剂、润滑剂、填充剂、颜料等，这些原料经适当的处理后按配方进行捏合，若挤管采用单螺杆挤出机，还应将捏合后的粉料造成粒，再挤出成型；若采用双螺杆挤出机，可直接用粉料成型，RPVC管材工艺流程如图3-1所示。

另外，在生产中可与上述所示流程不同，即采取粉料直接挤出管材而不进行造粒，但应注意两点：

1）其一，粉料直接挤出成型*好采用双螺杆挤出机，因粉料与粒料相比，少了一次混合剪切塑化工序，故采用双螺杆挤出机可加强剪切塑化，达到预期效果；
2）其二，因粒料比粉料密实，受热及热的传导不良，故粉料的加工温度可比相应粒料的加工温度低10℃左右为宜。

三、工艺条件及控制
在生产过程中，由于PVC是热敏性材料，即使加入热稳定剂也只能是提高分解温度，延长稳定时间而不可能不出现分解，这就要求PVC的成型加工温度应严格控制。特别是RPVC，因其加工温度与分解温度很接近，往往因为温度控制不当造成分解现象。因此，挤出温度应根据配方、挤出机特性、机头结构、螺杆转速、测温点位置、测温仪器的误差及测温点深度等因素确定。
1、温度的控制
温度的控制是挤出操作中重要的控制因素。挤出成型所需的控制因素的温度是机筒温度、机径温度、口模温度。温度过低，塑化不良，管材外观无光泽，力学性能差，产品质量达不到要求：温度过高，物料会发生分解，产品变色等现象出现。

2、螺杆转速
螺杆转速提高，挤出量增加，从而可提高产量，但容易产生塑化不良的现象，造成管材内壁毛糙，强度下降，这时应调节机头压力，使产量、质量到达*佳。螺杆的温度控制影响到物料输送率、物料的塑化、熔融质量等。挤出管材需要通冷却水，降低螺杆温度，有利于提高塑化质量，螺杆通冷却水温度在50~70左右。

3、牵引速度
再挤出操作中牵引速度的调节很重要，物料经挤出熔融塑化，从机头连续挤出后被牵引，从而进入定型装置、冷却装置、牵引装置等，牵引速度应与挤出速度相匹配。一般在正常生产时，牵引速度应比管材的挤出速度快1%~10%左右。

4、压缩空气和压力
压缩空气能够将管材管材吹胀，使管材保持一定的圆度。要求压力应大小适当。压力过小，管材不圆，压力过大，芯模被冷却，管材内壁出现裂口，不光滑，管材质量下降。同时压力要求稳定，如压力忽大忽小，管材容易产生竹节现状。

5、定径装置、冷却装置的温度
挤出不同的塑料产品，采用不同的定径方式和冷却方式，冷却的介质可以是空气、水或其他类液体，需要控制温度，其温度主要与生产效率、产品内应力等有关。

四、挤出管材常出现的缺陷及改进原因

不正常现象	产生原因	解决方法
表面无光泽	①口模温度太低②口模内壁不干③净压缩空气供气不足或漏气	①适当提高温度②清理口模③加大供气或检查漏气并修理
壁厚不均匀	①芯模与口模定位不正②塑化不均匀③牵引不正常④压缩空气不稳定⑤机头温度不稳定	①应调整芯模与口模的中心位置②检查牵引装置③应是供气系统平稳④加强塑化系统的控制⑤检查机头加热装置是否完好，并使机头周边温度稳定
表面黑纹	①原料添加剂分散不均②原料流动性太差③机头部位及过滤网温度过高④机头过滤网及分流版等结构不良⑤过滤网未清理干净	①改进混合，加强搅拌提高分散性能②改进原料配方③适当降低温度④ 检查过滤网及分流版⑤ 清理过滤网
表面皱纹及波纹	①口模温度过高或加热不均匀②冷却定型装置供水不足，水温较高③牵引速度太慢④口模出料不均匀	①检查加热装置是否损坏，降低温度适当②增加供水量③加快牵引速度④ 调整口模缝隙
内壁裂痕	①原料混有杂质②芯模温度低③料筒温度低④ 牵引速度过快⑤ 润滑剂太多	①进行原料预处理②提高芯模温度③提高料筒温度④ 减慢牵引速度⑤ 调整配方

三、 PVC制品生产工艺之塑化度讲义

1、塑化度对产品性能的影响：
PVC产品的性能与塑化度息息相关，塑化度不良，制品发脆，力学性能不能达到要求；塑化度过高，制品会出现黄线，力学性能也不合格，塑化度在PVC制品的加工过程中是非常重要的。
1、当塑化度60%时，拉伸强度*高；
2、当塑化度65%时，冲击强度*高；
3、当塑化度70%，断裂伸长率*高；

对于生产给水用管材的物料塑化度为60-65%为*宜。因为在这范围内它能体现拉伸强度和冲击强度两个性能。

2、温度对塑化度的影响：
高分子材料在低于80℃时不能成熔体，呈玻璃态，处于玻璃态的物料即硬又脆，在玻璃态下材料不能加工；随着温度的升高到160℃时物料处于高弹态，但在该区域物料还是无法流动，只能使物料变软、粘弹性增加；真正能达到PVC熔体加工的、而且有流动性的，温度应在160-200℃之间，但是对于任何稳定剂，在温度高于200℃时，长期受热，物料又分解了，

所以在控制塑化度时，温度只能控制在160-200℃之间。在这40℃的温差范围内，PVC的温度设置在170-180℃之间时，塑化较好。

3、提高塑化度的方法：
1、通过提高机身和螺杆的温度。
2、待螺杆转速正常时，提高喂料机的喂料速度来提高塑化度
3、在挤出机额定转速和满足喂料的情况下，提高挤出机的转速。
4、给干粉料一个良好的熟化期（12—48h）

熟化期的作用：
1、消除静电、减少污染
2、增加表观密度
3、提高塑化度
4、低分子聚合分散均匀，防止挤出不稳定。
5、通过降低合流芯的温度来提高部分塑化度。

4、如何判断塑化度：
1、通过主机电流判定塑化度以（65/132生产线为例，主机电流以46-52A为宜，我公司因为是低钙产品，以45-50A为宜。前提是：螺杆转速16~22r/min

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