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硬质PVC管材配方与工艺设计原则

  塑料管材的性能及用途

n     管材是挤出成型法加工的主要产品之一。塑料管材的突出优点：相对密度小，相当于金属的1/4-1/7；电绝缘性能、化学稳定性优良；安装、施工方便，维修容易；单位能耗低廉。但与金属相比，它的力学性能较低，使用温度范围较窄，膨胀收缩变形较大。

塑料管材的用途是输送液体、固体、气体，并可以作为电线电缆护套和结构材料。主要应用范围是：建筑给水管、建筑排水管、埋地排水管、燃气管、护套管、农业用管、工业用管。住宅建设，环境保护与治理，农业节水灌溉，交通、通讯、水利、能源等基础建设工程使得塑料管材有着非常广阔的市场

设计配方的原则

设计配方的原则是根据使用要求，根据我国已经制定了各类管材标准进行，管材配方中包含：PVC树脂，抗冲击改性剂，稳定剂，加工改性剂，填充剂、色料及外润滑剂等成分

1、PVC树脂

为了获得迅速与均匀的塑化，应该采用悬浮法疏松型树脂、树脂的型号多为

SG—5（相当于旧型号XS—4）

——用于双壁波纹管的树脂，特别应具有良好分子量分布和杂质量，以减少管材中的“鱼眼”，避免管材波纹的塌陷和管壁的破裂。

——用于给水管的树脂，应属“卫生级”，树脂中残留氯乙烯在lmg／kg以内。

为了保证管材的质量，减少次品率，树脂的来源要稳定。 

2、稳定剂

目前国内采用的主要热稳定剂为：三碱式硫酸铅与二碱式铅盐,金属皂类并用、复合铅盐稳定剂、稀土复合稳定剂、有机锡稳定剂

含重金属的稳定剂（如含Pb，Ba，Cd）对人体健康有害，这些稳定剂在给水管配方中的用量有限制.。单螺杆挤出流程，物料受热历史较双螺杆挤出流程要长，稳定剂用量前者较后者要增加25％以上。双壁波纹管的机头温度较高，物料在机头内停留时间较长，配方中稳定剂的用量比普通管配方要多。

3、填料

填料的作用是可降低成本。尽量采用超细活性的填料,(价格较高).管材用量比型材大.填料用量过大会造成抗冲击性降低和管耐压性下降，所以，在化工用管和给水管中，填料用量在10份以内。排水管，冷弯穿线套管中填料用量可多些，同时加大CPE的用量来改变冲击性能的下降。

对管材性能要求较低的管材，和落雨管，填料量可很大，但是对双螺杆挤出机磨损较严重。

4、    改性剂

（1）、加工改性剂：普通管材可以少用或不用；波纹管和薄壁管多用.

（2）、冲击改性剂：比型材用量少, 两方面原因:1.性能,耐低温,拉伸强度2.成本

（3）、其他助剂：颜色： 钛白用量,型材作为耐老化剂来使用,必须用.硬PVC管的配方中主要是色素，主要是钛白粉或炭黑，可依管材外观要求选用。

5、外润滑剂与稳定剂的匹配设计。

（1）、根据稳定剂选择与之匹配的外润滑剂

 a.有机锡稳定剂。有机锡稳定剂与PVC树脂有较好的相容性，有严重的粘附金属壁的倾向，与之匹配的最便宜的外润滑剂是以石蜡为主的石蜡-硬脂酸钙体系。

 b.铅盐稳定剂。铅盐稳定剂与PVC树脂相容性差，仅附在PVC粒子表面，阻碍了PVC粒子间的融合，通常采用硬脂酸铅-硬脂酸钙外润滑剂与之匹配。

（2）、外润滑剂的用量。如果调整外润滑剂用量仍不能满足物料加工的要求，则可以考虑添加少量的内润滑剂。

    当使用抗冲击增韧改性剂时，由于熔体粘度大，粘附到金属表面的可能性就大，往往需要增加外润滑剂的用量；用同一种设备挤出的薄壁管比同一规格的厚壁管所需的外润滑剂要多。当加工温度高时，熔体粘附金属表面的倾向大，所加入的外润滑剂就多。

工艺设定原则

硬质PVC管材生产工艺流程见下图：

PVC 树脂

    助剂

（1）混合工艺