一种PVC-UH管材及其生产工艺的制作方法

一种pvc-uh管材及其生产工艺
技术领域
1.本发明属于聚氯乙烯管材生产技术领域，具体涉及一种pvc-uh管材及其生产工艺。


背景技术：

2.pvc-uh(高性能硬聚氯乙烯)管材采用聚氯乙烯为主要原料，添加必要的助剂，经挤出加工成型，作为一种新型创新的供水管材，在传统pvc-u管材及pvc-m管材的基础上提高了产品的力学性能、改进了管材连接方式，具有更加优良的耐压性能、抗冲击性能、拉伸性能，具有耐酸碱、质轻，使用寿命长等优点，在人们的生产和生活中使用越来越广泛。但现有技术的pvc-uh管材还存在挤出成型困难，物理力学性能不稳定，生产工序复杂的问题。


技术实现要素：

3.针对以上问题，本发明的目的是提供一种节约成本，容易挤出定型，物理力学性能好，生产工序简单的一种pvc-uh管材及其生产工艺。
4.本发明的目的通过以下的技术方案实现：
5.一种pvc-uh管材，原料配比按以下重量份数：pvc(sg-5)：40～50份；聚氯乙烯pvc(sg-3)：40～50份或聚氯乙烯pvc(sg-4)：40～50份；活性碳酸钙：5～15份；钙锌稳定剂(307g)：4～5份；单甘酯：0.1～0.2份；聚乙烯蜡：0.5～1份；塑料抗冲剂mbs、cpe、丙烯酸酯：5～10份；颜料(钛白粉)：0.1～0.5份。
6.进一步，原料配比按以下重量份数：pvc(sg-5)：40份；聚氯乙烯pvc(sg-3)：40份；活性碳酸钙：5份；钙锌稳定剂(307g)：4份；单甘酯：0.1份；聚乙烯蜡：0.5份；塑料抗冲剂mbs、cpe、丙烯酸酯：5份；颜料(钛白粉)：0.1份。
7.进一步，原料配比按以下重量份数：pvc(sg-5)：50份；聚氯乙烯pvc(sg-3)：50份；活性碳酸钙：15份；钙锌稳定剂(307g)：5份；单甘酯：0.2份；聚乙烯蜡：1份；塑料抗冲剂mbs、cpe、丙烯酸酯：10份；颜料(钛白粉)：0.5份。
8.进一步，原料配比按以下重量份数：pvc(sg-5)：40份；聚氯乙烯pvc(sg-4)：40份；活性碳酸钙：5份；钙锌稳定剂(307g)：4份；单甘酯：0.1份；聚乙烯蜡：0.5份；塑料抗冲剂mbs、cpe、丙烯酸酯：5份；颜料(钛白粉)：0.1份。
9.进一步，原料配比按以下重量份数：pvc(sg-5)：50份；聚氯乙烯pvc(sg-4)：50份；活性碳酸钙：15份；钙锌稳定剂(307g)：5份；单甘酯：0.2份；聚乙烯蜡：1份；塑料抗冲剂mbs、cpe、丙烯酸酯：10份；颜料(钛白粉)：0.5份。
10.进一步，原料配比按以下重量份数：pvc(sg-5)：45份；聚氯乙烯pvc(sg-3)：45份；活性碳酸钙：8份；钙锌稳定剂(307g)：4.3份；单甘酯：0.2份；聚乙烯蜡：0.5份；塑料抗冲剂mbs、cpe、丙烯酸酯：5份；颜料(钛白粉)：0.4份。
11.进一步，原料配比按以下重量份数：pvc(sg-5)：45份；聚氯乙烯pvc(sg-4)：45份；活性碳酸钙：8份；钙锌稳定剂(307g)：4.3份；单甘酯：0.2份；聚乙烯蜡：0.5份；塑料抗冲剂
mbs、cpe、丙烯酸酯：5份；颜料(钛白粉)：0.4份。
12.进一步，本发明还包括一种上述pvc-uh管材的生产工艺，包括以下几个步骤：
13.步骤一：配料，按照原料配方比例称重，集中放入投料器；
14.步骤二：混料，启动高混锅和低混锅，将投料器中的物料依次投入高混锅，高混锅温度达到125℃时将物料放入低混锅，物料在低混锅冷却至45℃后转入储料仓备用；
15.步骤三：将经过步骤二的物料投入挤塑机，挤塑机一段温度控制在190～195℃，二段温度控制在190～185℃，三段温度控制在185～180℃，四段温度控制在180～175℃，五段温度控制在175～170℃；模具一区温度控制在155～160℃，二区温度控制在160～165℃，三区温度控制在165～170℃，四区温度控制在175～180℃，五区温度控制在190～195℃，扣模座温度控制在190～195℃，口模温度控制在195～210℃，芯模温度控制在200℃；
16.步骤四：真空冷却定型，冷却水温控制在35℃以下，真空度控制在0.03～0.04mpa；
17.步骤五：牵引定长切割，调整牵引速度，定长切割；
18.步骤六：扩口。
19.进一步，所述挤塑机螺杆转速控制在20～25转/分钟。
20.本发明中，由于温度对塑化度有直接的影响，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脆又硬，在玻璃态下材料无法加工；随着温度升高到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；另外，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，此时物料即可达到pvc熔体加工的状态、而且有流动性，在这40℃的温度范围内，pvc的温度设置在170～180℃之间时，塑化较好。
21.有益效果：本发明的pvc-uh管材容易挤出定型，生产工序简单，节约成本；物理力学性能得到改善，环应力由原来的38mpa达到42mpa，抗冲击性能高，并有效提高了抗水锤能力，材料的韧性改善。
附图说明
22.图1：本发明实施例1的挤塑机的模体段控温装置和冷却定型装置结构示意图。
23.图2：本发明实施例1中金属软管支架的结构示意图
24.图中：1.挤塑机、11.自动控温装置、12.芯模、13.模体段控温装置、14.机头体、15.高压冷风金属软管、16.热风回抽金属软管、17.高压冷风机、18.真空定型箱、19.高负压抽风装置、20.pvc-uh管材、121.直筒段、122.锥形段、123.轴向通孔、124.金属软管支架。
具体实施方式
25.以下给出本发明的具体实施方式，用来对发明内容作进一步详细的解释。并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
26.实施例1，一种pvc-uh管材，原料配比按以下重量份数：pvc(sg-5)：40～50份；聚氯乙烯pvc(sg-3)：40～50份或聚氯乙烯pvc(sg-4)：40～50份；活性碳酸钙：5～15份；钙锌稳定剂(307g)：4～5份；单甘酯：0.1～0.2份；聚乙烯蜡：0.5～1份；塑料抗冲剂mbs、cpe、丙烯酸酯：5-10份；颜料(钛白粉)：0.1～0.5份。
27.一种上述pvc-uh管材的生产工艺，包括以下几个步骤：
28.步骤一：配料，按照原料配方比例称重，集中放入投料器；
29.步骤二：混料，启动高混锅和低混锅，将投料器中的物料依次投入高混锅，高混锅温度达到125℃时将物料放入低混锅，物料在低混锅冷却至45℃后转入储料仓备用；
30.步骤三：将物料投入挤塑机1，挤塑机1一段温度控制在190～195℃，二段温度控制在190～185℃，三段温度控制在185～180℃，四段温度控制在180～175℃，五段温度控制在175～170℃；模具一区温度控制在155～160℃，二区温度控制在160～165℃，三区温度控制在165～170℃，四区温度控制在175～180℃，五区温度控制在190～195℃，扣模座温度控制在190～195℃，口模温度控制在195～210℃，芯模温度控制在200℃，挤塑机1螺杆转速控制在20～25转/分钟；
31.步骤四：真空冷却定型，冷却水温控制在35℃以下，根据管径大小真空度控制在0.03～0.04mpa；
32.步骤五：牵引定长切割，根据管径大小调整牵引速度，定长切割；
33.步骤六：扩口。
34.进一步，所述挤塑机螺杆转速控制在20～25转/分钟。
35.参照图1，图2，所述挤塑机1包括自动控温装置11，所述自动控温装置11包括依次电连接的智能温控表、压簧式热电偶、交流接触器、加热圈；使用时，仪表上电后，预先在智能温控表上设定管材成型温度参数，压簧式热电偶以大于2次/秒的采样速率进行温度测量，并传输到仪表上，仪表显示窗口同时显示设定值(sv)及测量值(pv)，根据电平信号、过零触发可控硅、模拟量等给交流接触器触点输出信号，交流接触器通过闭合来控制加热圈供电加热的通断，从而达到测量温度和设定温度平衡一致。
36.所述自动控温装置11包括安装在所述挤塑机1的芯模12上的模体段控温装置13，所述芯模12包括直筒段121和锥形段122，所述锥形段122位于挤塑机1机头体14内，所述直筒段121中心设有轴向通孔123，所述模体段控温装置13安装在所述芯模直筒段121的内壁上，所述模体段控温装置13包括芯模直筒段121的内壁上安装的云母加热片、热电偶以及外部plc控制，所述云母加热片内壁安装耐高温材料。
37.所述挤塑机1还包括多根高压冷风金属软管15、热风回抽金属软管16，所述高压冷风金属软管壁15上设有绝热层，多根所述高压冷风金属软管15、热风回抽金属软管16均周向均布在所述芯模直筒段121中心的轴向通孔123内，所述高压冷风金属软管15一端与安装在所述挤塑机机头体14外部的高压冷风机17出口相连，另一端自所述轴向通孔123穿出至真空定型箱18中，所述高压冷风金属软管15出风口沿pvc-uh管材内壁周向均布且出风方向垂直于pvc-uh管材内壁；所述热风回抽金属软管16一端与安装在所述挤塑机机头体14外部的高负压抽风装置19抽风口相连，另一端周向均布在所述直筒段中心的轴向通孔123内；在管材冷却定型时一方面可通过真空定型箱18中的冷却水对pvc-uh管材20外壁进行冷却定型，另一方面通过多根高压冷风金属软管15将自高压冷风机17吹出的冷风对pvc-uh管材20内壁进行冷却，经热交换后的热风通过热风回抽金属软管16抽出达到更好的冷却效果同时保证真空定型箱的真空度；所述多根所述热风回抽金属软管16，所述高压冷风金属软管15均向后依次穿过所述芯模锥形段122、机头体14，且分别与所述芯模锥形段122、机头体14密封连接。
38.所述直筒段121中心的轴向通孔123内设有金属软管支架124，多根所述热风回抽金属软管16，所述高压冷风金属软管15均可通过所述金属软管支架124固定安装。
39.在步骤三中，可提高挤塑机的机身和螺杆的温度，主机螺杆转速正常时，提高喂料量，增加扭矩来提高塑化度，另外通过降低或提高合流芯的温度来调整塑化度，混料时，给干混料一个良好的熟化期(12～48h)。
40.实施例2，原料配比按以下重量份数：pvc(sg-5)：40份；聚氯乙烯pvc(sg-3)：40份；活性碳酸钙：5份；钙锌稳定剂(307g)：4份；单甘酯：0.1份；聚乙烯蜡：0.5份；塑料抗冲剂mbs、cpe、丙烯酸酯：5份；颜料(钛白粉)：0.1份，生产工艺与实施例1相同，按上述原料配比制备的管材力学性能、环应力及抗冲击性能优秀，生产成本相对较低，加工过程较难控制。
41.实施例3，原料配比按以下重量份数：原料配比按以下重量份数：pvc(sg-5)：50份；聚氯乙烯pvc(sg-3)：50份；活性碳酸钙：15份；钙锌稳定剂(307g)：5份；单甘酯：0.2份；聚乙烯蜡：1份；塑料抗冲剂mbs、cpe、丙烯酸酯：10份；颜料(钛白粉)：0.5份，生产工艺与实施例1相同，按上述原料配比制备的管材力学性能、环应力及抗冲击性能优秀，生产成本相对较高，加工过程难控制。
42.实施例4，原料配比按以下重量份数：pvc(sg-5)：40份；聚氯乙烯pvc(sg-4)：40份；活性碳酸钙：5份；钙锌稳定剂(307g)：4份；单甘酯：0.1份；聚乙烯蜡：0.5份；塑料抗冲剂mbs、cpe、丙烯酸酯：5份；颜料(钛白粉)：0.1份，生产工艺与实施例1相同，按上述原料配比制备的管材力学性能、环应力及抗冲击性能可满足标准要求，生产成本相对较低，加工过程较容易控制。
43.实施例5，原料配比按以下重量份数：pvc(sg-5)：50份；聚氯乙烯pvc(sg-4)：50份；活性碳酸钙：15份；钙锌稳定剂(307g)：5份；单甘酯：0.2份；聚乙烯蜡：1份；塑料抗冲剂mbs、cpe、丙烯酸酯：10份；颜料(钛白粉)：0.5份，生产工艺与实施例1相同，按上述原料配比制备的管材力学性能、环应力及抗冲击性能可满足标准要求，生产成本相对较高，加工过程较容易控制。
44.实施例6，原料配比按以下重量份数：pvc(sg-5)：45份；聚氯乙烯pvc(sg-3)：45份；活性碳酸钙：8份；钙锌稳定剂(307g)：4.3份；单甘酯：0.2份；聚乙烯蜡：0.5份；塑料抗冲剂mbs、cpe、丙烯酸酯：5份；颜料(钛白粉)：0.4份，生产工艺与实施例1相同，按上述原料配比制备的管材力学性能、环应力及抗冲击性能优异，生产成本相对较高，加工过程的可控性相助提升控制。
45.实施例7，进一步，原料配比按以下重量份数：pvc(sg-5)：45份；聚氯乙烯pvc(sg-4)：45份；活性碳酸钙：8份；钙锌稳定剂(307g)：4.3份；单甘酯：0.2份；聚乙烯蜡：0.5份；塑料抗冲剂mbs、cpe、丙烯酸酯：5份；颜料(钛白粉)：0.4份，生产工艺与实施例1相同，按上述原料配比制备的管材力学性能、环应力及抗冲击性能可满足标准要求，生产成本相对较低，加工过程较容易控制，成品率显著提升。