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氯化聚氯乙烯（PVC-C）管道生產(chǎn)技術(shù)加工問題

2017-3-25 15:18:23

一、配方方面
1、要成為氯化聚氯乙烯塑料(PVC-C)熱水管和電力、電纜埋管為什么要加入氯化聚氯乙烯(CPVC)不同的份數(shù)?
這是因為氯化聚氯乙稀(CPVC)的理化指標都有一定的標準，其中對加工來講含氯量67.0±0.1%是至關(guān)重要的，日本的CPVC含水率(即揮發(fā)物)≤0.1%，我們國內(nèi)只能把含水率定為主0.2%，且不能保持一年不變，只能三個月不變。因此，用純的CPVC來作樣板，測試其維卡耐熱指標，日本產(chǎn)的CPVC可以達到131℃，國內(nèi)的僅能達到126℃。
在配方中加入除增塑劑以外添加劑及其它高聚物，均會使維卡溫度下降，再加上設(shè)備、模具、工藝溫度和壓力以及在螺桿停留時間和冷卻牽引、擴口等方式會有所影響，在2001年2月底到三月初在日本鐘淵化工株式會社研究所現(xiàn)場試驗、產(chǎn)品抽樣檢測為維卡≤116℃，因而，對于國際和國內(nèi)的標準PVC—C熱水管為≥11O℃的指標，就是說稍有余地。
也就是說用100份的CPVC和各種添加劑來配合，在一定的工藝條件及設(shè)備、模具等支撐著，認真操作才會過關(guān);至于管件的≥103℃，則可適當添加10份PVC或增加0.1—0.2的潤滑和穩(wěn)定劑就可。
這里再強調(diào)一下，電力電纜埋管建議為55份CPVC和45份PVC的主要原料配比為好。曾請化工部北京化工研究院中心試驗室搞了50份CPVC對50份PVC的試驗，結(jié)果不但沒有提高，反而下降，這個機理北京的研究人員一直在研究，我們就向讀者推薦55份CPVC對45份PVC是完全可以比較可靠地達到維卡≥93℃的日本和國內(nèi)的行業(yè)標準，當然其它添加劑也要注意。另外，對于璧厚在3mm的薄璧管的維卡應(yīng)在90℃±14℃范圍內(nèi)。
2、為什么要加入MBS后還要加CPE?
MBS是甲基丙烯酸—丁二烯—苯乙烯三元共聚樹脂，它的力口入是使配方系統(tǒng)中的沖擊強度提高，但鑒于其雙鍵過多，對紫外線的照射會產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象，強度反而下降，這在管材一到工地，如不及時埋設(shè)下去，強度下降一半只需5—7天，因此，配方中如加入6—8份MBS(它使維卡溫度下降不多，這是MBS的又一特點)，還加入3份CPE可提高耐寒和耐候性。曾先后設(shè)計出在西北寒冷季節(jié)和西南潮濕紫外線強烈照射的配方，來滿足電力系統(tǒng)的高壓和超高壓電纜的保護管材來。
3、為什么加在CPE時要加入液體石蠟(白油)?
根據(jù)31屆世界塑料工程師年會美國方面的報道，他們在亞利桑那和新澤西州的寒冷和沙漠和高溫中試驗，CPE在有白油存在的情況下，它的耐沖擊性可以成幾倍、十幾倍和幾十倍的改進和提高，后來我們在無錫同樣做了試驗，請上海勝德塑料廠制作成樣條交給化工部廣州1老化研究所作了大氣曝曬老化試驗，結(jié)果二年的線條比較平直，與美國工程師所做的一樣。這里的幾倍、十幾倍、幾十倍的提高是指在配方不變的情況下加工設(shè)備、模具、工藝條件的影響會有差異。
生產(chǎn)時用一個塑料桶放上CPE 3份，加入0.3份的白油，拌一下，如果吸完最好，沒有吸完的白油留著下一鍋配方中再用。這也是檢驗CPE這個熱塑性彈性體好壞的方法，吸完了是好的。
4\CPE在PVC材料中的抗沖擊效果：
白油增加CPE 抗沖擊性能的原理：由于CPE顆粒中含有數(shù)量巨大的線性CPE分子，這些分子互相纏繞在一起，在加工過程中難以均勻分散到PVC中去，所以分散性差，影響了材料的抗沖能力。加入10%的白油可以使CPE的線性分子舒展，便于移動分散到PVC分子鏈中，從而增加了PVC材料的抗沖能力。
5、為什么在生產(chǎn)氯化聚氯乙烯和聚氯乙烯制品時不提倡使用硬脂酸鈣?
這是因為硬脂酸鈣在高于160℃溫度及長時間加熱中，易使白色聚氯乙稀塑料轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒓t色，它能與分解出的HCL起反應(yīng)，形成很脆的氯化鈣的化合物來，對制品應(yīng)用時的性能，極為不利，因而，當前在聚鹵代烯烴塑料制品加工時，一般不加硬脂酸鈣，僅在注射成型時，鑒于壓力潤滑穩(wěn)定性能的要求下才加入極少一點，當然，在有二氧化鈦(鈦白粉)的情況下，宜加入0.06—0.12份的碳酸鈉或0.09—0.19份的碳酸氫鈉才可避免上面提到的缺點。
二、加工工藝
1、捏和要點
A、加熱順序
CPVC或與PVC先進捏和鍋，然后緊跟的是穩(wěn)定劑，其次是加其它各種添加劑，最后是使系統(tǒng)提高沖擊強度的MBS和CPE加白油的料。這里要介紹的是聚鹵代烯烴是需要穩(wěn)定劑的進入，防止受熱放出氯化氫(HCL)后加速分解，其余東西后面加入，是讓穩(wěn)定劑和聚鹵代烯烴增加接觸機會，至于最后加入MBS和CPE加白油，是使整個配料的系統(tǒng)材料特點顯示出來，這才是用戶所要求的。
B、捏和溫度
捏和溫度宜≤105℃。目前有的生產(chǎn)單位達到≥110℃，這是不好的，捏和只起到拌和的作用，沒有塑化的要求，如過高的捏和溫度和過長的時間會給材料帶來熱應(yīng)力，對管材今后的性能和安裝施工使用帶來問題。
C、雙螺桿擠出機生產(chǎn)時的扭矩
鑒于含有CPVC原料，其加工的流動性較差，因此，我們除了在配方中考慮了這一情況外，還把扭矩定在35～60才能生產(chǎn)，一般40—55比較好，這就需要調(diào)節(jié)溫度、壓力，甚至最后回過來再改善配方，使之可以生產(chǎn)，當成品性能能達到原來想象要求的標準，才算成功。
D、擴口要求
PVC—C熱水管不需要擴口，是用管件連接的，電力電纜保護套管需要擴口，這在管璧關(guān)口形狀、增厚方面均對設(shè)備有要求，重點在調(diào)整管材的受熱時間、溫度才能使管材擴口區(qū)不變形。一般擴口溫度比擠出溫度要高得多，擠出溫度要求不超過195℃為宜，擴口溫度在250℃左右，國產(chǎn)的儀表反映300多度都有，這需要注意的。
三、電力電纜保護套管中環(huán)片熱壓縮力標準指標是需要修改的
對于電力電纜保擴套管的環(huán)片熱壓縮力這一指標，是指在取50毫米寬的管材，在80℃環(huán)境中放置一定時間，然后要一定速度的壓力降達到一定形變時的力，行業(yè)標準中的8.5毫米和9.5毫米的璧厚管材是達到標準的，管徑和璧厚小一點的管材其環(huán)片熱壓縮力并非隨函數(shù)下降的，因此，行業(yè)標準中用插入法的小于8.5毫米的管材，環(huán)片熱壓縮力改為主0.3KN為好，已通知電力管檢測部門，今后修改行業(yè)標準是必須考慮的。
另外，對于電力電纜保護套管的密度是電力電纜保護套管的重要指標，可惜的是很多生產(chǎn)廠都不重視，大都沒有合格，這些廠家應(yīng)當改進，使電力輸送運行安全。這些廠家未知是否已經(jīng)落實措施保證密度在一定范圍內(nèi)，否則，這“入網(wǎng)證”的發(fā)出，是會出現(xiàn)嚴重問題的，最后還可能追究刑事責任。
四、埋地使用電力電纜保護套管的注意問題和熱水管的衛(wèi)生問題
埋地電力電纜保護套管壁厚根據(jù)使用場合的不同選擇。曾作過汽20的試驗、懸臂梁承壓試驗，生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)格可供選用在過路承載、還是在有機非隔離帶、人行綠化帶，另外，還有埋深埋淺、地下有水無水、凍土層的避讓都成為要考慮的。華東電力設(shè)計研究院曾為上海有關(guān)生產(chǎn)企業(yè)有一設(shè)計施工規(guī)范，根據(jù)規(guī)范就可自由選擇使用。
熱水管是不能飲用的，在國外旅店里都冷熱水分開二條管線，熱水管龍頭上貼有Tap water is not drinkable說明“水管內(nèi)熱水不可飲用”，但是，國內(nèi)的要求如過份嚴格，則只能用上海環(huán)亞化工材料有限公司經(jīng)營的熊牌的鈣鋅穩(wěn)定劑來配方，才可符合衛(wèi)生標準，至于有機錫的問題已經(jīng)根本不能用在上水管方面了。
五、設(shè)備、模具的推薦
對PVC—C管材加工來說，由于其流動性小、腐蝕性大、壓力大，在螺桿和螺筒中摩擦發(fā)熱也比較嚴重。因此，對規(guī)格大的可以用平雙，小規(guī)格管材可以選擇錐雙，并且在螺桿、螺筒璧和模具鍍鉻要均勻，比一般要厚2絲，現(xiàn)無錫市橋聯(lián)輕化機械有限公司已有專門生產(chǎn)PVC—C管材的設(shè)備。
常州常通塑管有限公司有PVC—C擠出、擴口和注射件等的模具開發(fā)，已經(jīng)過幾年的實踐使用，安全可靠。
對于上述的設(shè)備、模具定下以后，配方中不宜加入大于8份的碳酸鈣，否則，不僅會使雙螺桿磨損斷裂，還會使質(zhì)量降低，管材的財務(wù)成本以噸位計算好像低了，但管材以長度計價的，長度不會因加入較多的填充料而會增加長度賣價，這需要引起起注意的。
根據(jù)測試計算：在一定范圍內(nèi)，每增加2份鈣粉，材料密度增加0.01g/cm3(材料重量增加到106%時，材料體積增加103%)。
六、“入網(wǎng)證”的申請及使用
由國家電力公司電力管道檢驗測試中心具體發(fā)放“入網(wǎng)證”的申請、檢查并送上海塑料研究所的化工質(zhì)檢塑料分站等一系列工作。從去年年中培訓(xùn)開始，到2003年4月止，已有近30家企業(yè)申請，只要申請、接待、付昂貴的費用，基本上都能得到“入網(wǎng)證”，這對電力運行的質(zhì)量帶來了隱患，不知是否改進，好事一定要辦好。
對于PVC—C熱水管的檢驗標準，筆者認為完全沒有必要經(jīng)幾千小時的冷熱水考核，也沒有過高的衛(wèi)生要求，它絕不作為飲用水，是屬“非飲用”范疇的。
七、材料的推薦
對于上述的CPVC原料和CPE等產(chǎn)品，國外的可以用日本鐘淵或者其他大廠生產(chǎn)的;國內(nèi)的建議用山東濰坊諾威達化學(xué)和煙臺泓銘化工的產(chǎn)品。
上述兩種產(chǎn)品是PVC—C管材十分重要重要的主輔材料，國內(nèi)生產(chǎn)廠家奇多，價格越來越低，到目前位置尚不宜作為重點推薦的配套用材料，請讀者注意，待達到一定標準后再陸續(xù)建議生產(chǎn)廠選用。
對于PVC—C的電力管用的填充料可以用重質(zhì)碳酸鈣，不需要用輕質(zhì)活化的碳酸鈣，PVC—C熱水管因為使用純的CPVC，則鈦白粉用量較多，碳酸鈣就不宜加入或象征性地加0.5—1份即可。這里提一下PVC—C電力管的紅色，一般采用無機顏料，所有有機顏料在受高溫時，均會產(chǎn)生分解，使色澤變深，在日本鐘淵研究所做的試驗，也證實了這一點。
最后，我們認為要生產(chǎn)出符合標準、特別是用戶能夠很安全使用的管材，還有很多需要注意的問題

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