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探究氯化聚氯乙烯(PVC—C)管材与管件的加工工序

2019-10-29 11:17 来源:钢铁世界网 作者:dengys

氯化聚氯乙烯(PVC-C)是聚氯乙烯的氯化产物,它具有比聚氯乙烯更优良的物理化学性能,其最高使用温度可达1l0 ℃ ,大大高丁一般的硬质聚氯乙烯。PVC—C管 仅强度高,而且耐热、耐老化、耐化学腐蚀、阻燃性好,也小受水中余氯的氧化侵蚀,是一种十分优良的管道。但PVC-C)JI1T技术难度高,其加T性能荠、加lT温度高、熔体粘度大、容易分解。PVC-C管住国内尚未大最使用,原因是: (1)加T技术尚未突破,包括原材料 方和加TlT艺: (2)人们对PVC—C失IJ {缺乏, 误认为PVC—C含氯 高,具有奇性,住舆论导向上限制JPVC—C管的发 。随着我国管道业的发/r4,PVC-C管的优越性越来越被人们所认识,国家标准正住制订之中, 施T规范也已经颁布。氯化聚氯乙烯丁1958年由美国诺誉化_T首先开发成功。由 它的耐高温、抗腐蚀和阻燃等特性而被广泛应用丁热水管上。与其他热水管相比,氯化聚氯乙烯管具有如下独特的优越性: (1)坚同,抗张强度为PP—R管的1.7倍:(2)管材管件为同种材料,可粘接,方便可靠,无需专用T具:(3)阻燃性好,氧指数可达6O,足一般塑料管材所望尘莫及的,冈此,氯化聚氯乙烯管还被广‘泛应用于高压电力电缆保护套管和消防用喷淋管; (4)耐高温,Ilj寸腐蚀,小易透氧, 挂水滴,被广泛应用于化丁行业,尤其足氯碱行业用于输送和排放高温酸、碱液体:(5)导热系数低,为PP—R管的63%;(6)热膨胀系数小,为PP—R管,PEX管的1/2:(7)不易滋生细菌,细菌滋生率为PEX管的1/60,铜管的1/10:(8)安全使用历史最K。研究PVC—C管道的加丁技术, 足发展我国PVC—C管道的重要课题。1氯化聚氯乙烯树脂的制备PVC—C树脂是以SG7型或SG8型PVC树脂为原料,通过加氯而制得的。一般PVC树脂的氯含量为58~o左右,而PVC—C树脂的氯含量可达64%~68%,根据国外报道,P V C—C树脂的氯含量最高可达74%,近饱和状态。我国国产的PVC-C树脂,其氯含景一般住64%~67%左右,其中氯含量在66%~6796左右的PVC—C树脂适合 生产PVC-C管材;而氯含晟在64%~6 5%左右的PVC—C树脂适合于生产PVC—C管件。PVC—C树脂氯含量的高低,对于PVC—C产品 方设计及加TT艺都至关重要。一般来讲,PVC-C树脂氯含嚣越高, 其产品的维 软化温度越高,加_r难度也越大. 主要表现住融体流动性, 加T粘度大, 颦化困难。

2氯化聚氯乙烯管材、管件的原材料配方设计

2.1 PVC/PVC-C树脂不同配比对产品维卡软化温度的影响PVC—C树脂与PVC树脂分子结构相似,两 之间相容性好.可以以任意比例相混合。在配方巾,PVC-C树脂的质最分数越高,所得产品的维 软化温度也越高。PVC—C树脂住 方巾质最分数的多少与产品维}软化温度基本上 线性关系。设100%PVC树脂维譬软化温度为82℃ ,l00%PVC—C树脂的维 软化温度为l20℃ , 住其他添加利情况琏本相同的条件下, 可住PVC—C/PVC树脂的 合比 J产品维 软化温度之I 建立如图l所,J 的对 关系:

2.2 热稳定剂与PVC—u(1 00%PVC树脂)管材、管件一样,PVC—C管材、管件的加T,也需要在配方巾加入一定量的热稳定荆。由于PVC—C树脂住加T巾较PVC—U更容易分解,冈眦,需要加入较PVC—u更多的热稳定剂。热稳定剂可以选择铅盐,也可以选择有机锡。由1-PVC—C树脂的塑化较PVC—U树脂困难, 因此,如果PVC—C管材、管件 用于输送饮用水,或住对其维}=软化温度的要求/f 大丁95℃ 左右的条件卜, 可以选择铅盐热稳定剂, 但最好选择高质量的复合铅稳定剂;如果要求PVC—C管材、管件的维软化温度大r95℃ , 甚至达100℃ 以上, 建议最好选用有机锡稳定剂,因为使用铅盐稳定剂很难达到预期的颦化效果,使生产出来的产品, 除维卡软化温度能达到预定指标外,其它的性能都很差,这样啕产品是没有实用价值的。而使用有机锡稳定剂其化快,可以解决PVC—C树脂塑化困难的问题,通过内外润渭哜U的调节,使管材、管件达到较好的综合质最指标。合理使用有机锡稳定剂.产品完全能达到国家囱 关生活饮用水设符和防护材料的安全性评价标准((;B/1 72l9一l998)所要求的用丁输送饮用水管道的 生质最指标。住火国和日本,用丁输送饮用水和纯净水的PVC—C~UPVC—C管道,都使用骨机锡稳定荆,完全能达到荚囤、日本国家所规定的 生质景指标。全丁同体钙锌稳定剂,其稳定性平u加T性都较上述2种稳定剂芹得多, 能用于加TPVC—C管材、管件。

2.3抗冲击改性剂由丁氯化聚氯乙烯树脂中的氯含景较高,氯具囱 较大的极性,因此,如果在酉己方中/f 作有效的抗冲 改性,所生产的管材、管件抗冲击性能极差,毫无实用价值。有效的抗冲击改性是PVC—C管材、管件配方设计的关键之一。常用丁PVC-C管材、管件的抗冲 改性剂都可以用于PVC—C管材、管件,如CPE,MBS,ABS,抗冲 ACR发最新的PVC/高分子抻性休接枝共聚树脂等,但它们住配办巾所产生的效果足骨芹别的。CPE属部分柏 犁抗冲 改性刹,价廉,抗冲击改性效果及耐候性也较好,还能降?~PVC—C树脂的融体粘度,改善融体流动性,提高管材的挤出速度。但CPE类似固体增塑剂,会显降?~PVC—C管材、管件的维 软化温度;MBS,ABS属粒子分散犁抗冲 改性剂, 抗冲击改性效果好,对PVC~C管材、管件的维}软化温度影响也较小,但MBS,ABS分子链中含有 饱和双健,耐候性较差, 小适合户外使用: 抗冲犁ACR及PVC/高分性体接枝』L聚树脂分子链rf1/1 含台/1 饱和圾健, 耐候性极好,抗冲 改性也好, 足较为理想的抗冲击改性剂,但价格较高。如管材、管件足在室内使用, 对耐候性无较高要求,笔者推荐使用MBS/CPE的混合体作为抗冲击改性荆,可以兼顾产品对维卡软化温度、挤山_嚣、抗冲击改性、耐候性及价格等诸方叫的要求。

2.4 润滑剂PVC—C树脂的融体粘度大,加T扭矩大, 化困难, 易分解, 冈此,对丁内、外润滑剂的选择及配比是PVC—C管材、管件 方砹计的又一关键。使用小同的热稳定剂、 用/f 同的加T方法, 其 方巾内、外润滑剂的 比足/1 同的。一般来讲,使用铅稳定荆,需要 制较多的内润滑荆及适制的外润滑刺;使用囱’机锡稳定剂,则需婴配制较多的外滑剂及适量的内润滑荆;挤出管材需要的内润滑利较注射管件多,而注射管件需要的外润滑剂较挤山管件要多。润滑剂的加入量必须适 ,不能过多,过多的润滑剂 但会影响融体的塑化,而且,由丁润滑剂的熔7_一般都很低, 冈此,还会降低产品的维卡软化温度。值得注意的是,在配方巾,除了有机锡稳定剂外,切忌加入任何的液体润滑荆,冈为这会明显降低管材、管件的维 软化温度及其他物理机械性能。有效的内润滑剂 具有与融体柏性好、能明显降低融体粘度,并能促进融体 化的特点;一些高温 蜡,能叫显降低融体在模具巾流动的阻 而较少 响融体的 化的特 ,足 想的外润滑荆。

2.5 其他添加剂其他添加剂包括填充剂、加T助剂及着色剂。(1) 填充剂: 在配方中加入适量的填充剂足必要的,它可以改善产品性能及产品加T性能。填充剂一般采用碳酸钙。笔者建议采用经活化的超绌或纳米级的碳酸钙,冈为使用这类碳酸钙,/1 但填充量可适 增加而 会降低产品的物理机械性能,相反,还能明显改善产品的表叫光洁度和抗冲 性能,可以称得上足一种廉价的改性剂。(2)加一r助剂:ACR加T助剂应 选用相对分子质 较高的,加入最可与PVC-U类似。(3)着色齐Jj:可以选用金红石 钛门粉或碳黑,锐钛掣铁广]粉耐晒性差,易变色,/f 宜采用。使用金红 型钛

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