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氯化聚氯乙烯（PVC-C）管道生產技術加工問題

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?
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%是至關重要的，日本的CPVC含水率(即揮發物)≤0.1%，我們國內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，日本產的CPVC可以達到131℃，國內的僅能達到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場試驗、產品抽樣檢測為維卡≤116℃，因而，對于國際和國內的標準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備、模具等支撐著，認真操作才會過關;至于管件的≥103℃，則可適當添加10份PVC或增加0.1—0.2的潤滑和穩定劑就可。
這里再強調一下，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℃的日本和國內的行業標準，當然其它添加劑也要注意。另外，對于璧厚在3mm的薄璧管的維卡應在90℃±14℃范圍內。
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生斷裂現象，強度反而下降，這在管材一到工地，如不及時埋設下去，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。曾先后設計出在西北寒冷季節和西南潮濕紫外線強烈照射的配方，來滿足電力系統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備、模具、工藝條件的影響會有差異。
生產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變為微紅色，它能與分解出的HCL起反應，形成很脆的氯化鈣的化合物來，對制品應用時的性能，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，然后緊跟的是穩定劑，其次是加其它各種添加劑，最后是使系統提高沖擊強度的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，一般40—55比較好，這就需要調節溫度、壓力，甚至最后回過來再改善配方，使之可以生產，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，這在管璧關口形狀、增厚方面均對設備有要求，重點在調整管材的受熱時間、溫度才能使管材擴口區不變形。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片熱壓縮力這一指標，是指在取50毫米寬的管材，在80℃環境中放置一定時間，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片熱壓縮力并非隨函數下降的，因此，行業標準中用插入法的小于8.5毫米的管材，環片熱壓縮力改為主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，可惜的是很多生產廠都不重視，大都沒有合格，這些廠家應當改進，使電力輸送運行安全。這些廠家未知是否已經落實措施保證密度在一定范圍內，否則，這“入網證”的發出，是會出現嚴重問題的，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生問題
埋地電力電纜保護套管壁厚根據使用場合的不同選擇。曾作過汽20的試驗、懸臂梁承壓試驗，生產企業的規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。華東電力設計研究院曾為上海有關生產企業有一設計施工規范，根據規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“水管內熱水不可飲用”，但是，國內的要求如過份嚴格，則只能用上海環亞化工材料有限公司經營的熊牌的鈣鋅穩定劑來配方，才可符合衛生標準，至于有機錫的問題已經根本不能用在上水管方面了。
五、設備、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熱也比較嚴重。因此，對規格大的可以用平雙，小規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，現無錫市橋聯輕化機械有限公司已有專門生產PVC—C管材的設備。
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，已經過幾年的實踐使用，安全可靠。
對于上述的設備、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，還會使質量降低，管材的財務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。
根據測試計算：在一定范圍內，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放“入網證”的申請、檢查并送上海塑料研究所的化工質檢塑料分站等一系列工作。從去年年中培訓開始，到2003年4月止，已有近30家企業申請，只要申請、接待、付昂貴的費用，基本上都能得到“入網證”，這對電力運行的質量帶來了隱患，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幾千小時的冷熱水考核，也沒有過高的衛生要求，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等產品，國外的可以用日本鐘淵或者其他大廠生產的;國內的建議用山東濰坊諾威達化學和煙臺泓銘化工的產品。
上述兩種產品是PVC—C管材十分重要重要的主輔材料，國內生產廠家奇多，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建議生產廠選用。
對于PVC—C的電力管用的填充料可以用重質碳酸鈣，不需要用輕質活化的碳酸鈣，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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