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氯化聚氯乙烯（PVC-C）管道生产技术加工问题

2017-3-25 15:18:23

一、配方方面
1、要成为氯化聚氯乙烯塑料(PVC-C)热水管和电力、电缆埋管为什么要加入氯化聚氯乙烯(CPVC)不同的份数?
这是因为氯化聚氯乙稀(CPVC)的理化指标都有一定的标准，其中对加工来讲含氯量67.0±0.1%是至关重要的，日本的CPVC含水率(即挥发物)≤0.1%，我们国内只能把含水率定为主0.2%，且不能保持一年不变，只能三个月不变。因此，用纯的CPVC来作样板，测试其维卡耐热指标，日本产的CPVC可以达到131℃，国内的仅能达到126℃。
在配方中加入除增塑剂以外添加剂及其它高聚物，均会使维卡温度下降，再加上设备、模具、工艺温度和压力以及在螺杆停留时间和冷却牵引、扩口等方式会有所影响，在2001年2月底到三月初在日本钟渊化工株式会社研究所现场试验、产品抽样检测为维卡≤116℃，因而，对于国际和国内的标准PVC—C热水管为≥11O℃的指标，就是说稍有余地。
也就是说用100份的CPVC和各种添加剂来配合，在一定的工艺条件及设备、模具等支撑着，认真操作才会过关;至于管件的≥103℃，则可适当添加10份PVC或增加0.1—0.2的润滑和稳定剂就可。
这里再强调一下，电力电缆埋管建议为55份CPVC和45份PVC的主要原料配比为好。曾请化工部北京化工研究院中心试验室搞了50份CPVC对50份PVC的试验，结果不但没有提高，反而下降，这个机理北京的研究人员一直在研究，我们就向读者推荐55份CPVC对45份PVC是完全可以比较可靠地达到维卡≥93℃的日本和国内的行业标准，当然其它添加剂也要注意。另外，对于璧厚在3mm的薄璧管的维卡应在90℃±14℃范围内。
2、为什么要加入MBS后还要加CPE?
MBS是甲基丙烯酸—丁二烯—苯乙烯三元共聚树脂，它的力口入是使配方系统中的冲击强度提高，但鉴于其双键过多，对紫外线的照射会产生断裂现象，强度反而下降，这在管材一到工地，如不及时埋设下去，强度下降一半只需5—7天，因此，配方中如加入6—8份MBS(它使维卡温度下降不多，这是MBS的又一特点)，还加入3份CPE可提高耐寒和耐候性。曾先后设计出在西北寒冷季节和西南潮湿紫外线强烈照射的配方，来满足电力系统的高压和超高压电缆的保护管材来。
3、为什么加在CPE时要加入液体石蜡(白油)?
根据31届世界塑料工程师年会美国方面的报道，他们在亚利桑那和新泽西州的寒冷和沙漠和高温中试验，CPE在有白油存在的情况下，它的耐冲击性可以成几倍、十几倍和几十倍的改进和提高，后来我们在无锡同样做了试验，请上海胜德塑料厂制作成样条交给化工部广州1老化研究所作了大气曝晒老化试验，结果二年的线条比较平直，与美国工程师所做的一样。这里的几倍、十几倍、几十倍的提高是指在配方不变的情况下加工设备、模具、工艺条件的影响会有差异。
生产时用一个塑料桶放上CPE 3份，加入0.3份的白油，拌一下，如果吸完最好，没有吸完的白油留着下一锅配方中再用。这也是检验CPE这个热塑性弹性体好坏的方法，吸完了是好的。
4\CPE在PVC材料中的抗冲击效果：
白油增加CPE 抗冲击性能的原理：由于CPE颗粒中含有数量巨大的线性CPE分子，这些分子互相缠绕在一起，在加工过程中难以均匀分散到PVC中去，所以分散性差，影响了材料的抗冲能力。加入10%的白油可以使CPE的线性分子舒展，便于移动分散到PVC分子链中，从而增加了PVC材料的抗冲能力。
5、为什么在生产氯化聚氯乙烯和聚氯乙烯制品时不提倡使用硬脂酸钙?
这是因为硬脂酸钙在高于160℃温度及长时间加热中，易使白色聚氯乙稀塑料转变为微红色，它能与分解出的HCL起反应，形成很脆的氯化钙的化合物来，对制品应用时的性能，极为不利，因而，当前在聚卤代烯烃塑料制品加工时，一般不加硬脂酸钙，仅在注射成型时，鉴于压力润滑稳定性能的要求下才加入极少一点，当然，在有二氧化钛(钛白粉)的情况下，宜加入0.06—0.12份的碳酸钠或0.09—0.19份的碳酸氢钠才可避免上面提到的缺点。
二、加工工艺
1、捏和要点
A、加热顺序
CPVC或与PVC先进捏和锅，然后紧跟的是稳定剂，其次是加其它各种添加剂，最后是使系统提高冲击强度的MBS和CPE加白油的料。这里要介绍的是聚卤代烯烃是需要稳定剂的进入，防止受热放出氯化氢(HCL)后加速分解，其余东西后面加入，是让稳定剂和聚卤代烯烃增加接触机会，至于最后加入MBS和CPE加白油，是使整个配料的系统材料特点显示出来，这才是用户所要求的。
B、捏和温度
捏和温度宜≤105℃。目前有的生产单位达到≥110℃，这是不好的，捏和只起到拌和的作用，没有塑化的要求，如过高的捏和温度和过长的时间会给材料带来热应力，对管材今后的性能和安装施工使用带来问题。
C、双螺杆挤出机生产时的扭矩
鉴于含有CPVC原料，其加工的流动性较差，因此，我们除了在配方中考虑了这一情况外，还把扭矩定在35～60才能生产，一般40—55比较好，这就需要调节温度、压力，甚至最后回过来再改善配方，使之可以生产，当成品性能能达到原来想象要求的标准，才算成功。
D、扩口要求
PVC—C热水管不需要扩口，是用管件连接的，电力电缆保护套管需要扩口，这在管璧关口形状、增厚方面均对设备有要求，重点在调整管材的受热时间、温度才能使管材扩口区不变形。一般扩口温度比挤出温度要高得多，挤出温度要求不超过195℃为宜，扩口温度在250℃左右，国产的仪表反映300多度都有，这需要注意的。
三、电力电缆保护套管中环片热压缩力标准指标是需要修改的
对于电力电缆保扩套管的环片热压缩力这一指标，是指在取50毫米宽的管材，在80℃环境中放置一定时间，然后要一定速度的压力降达到一定形变时的力，行业标准中的8.5毫米和9.5毫米的璧厚管材是达到标准的，管径和璧厚小一点的管材其环片热压缩力并非随函数下降的，因此，行业标准中用插入法的小于8.5毫米的管材，环片热压缩力改为主0.3KN为好，已通知电力管检测部门，今后修改行业标准是必须考虑的。
另外，对于电力电缆保护套管的密度是电力电缆保护套管的重要指标，可惜的是很多生产厂都不重视，大都没有合格，这些厂家应当改进，使电力输送运行安全。这些厂家未知是否已经落实措施保证密度在一定范围内，否则，这“入网证”的发出，是会出现严重问题的，最后还可能追究刑事责任。
四、埋地使用电力电缆保护套管的注意问题和热水管的卫生问题
埋地电力电缆保护套管壁厚根据使用场合的不同选择。曾作过汽20的试验、悬臂梁承压试验，生产企业的规格可供选用在过路承载、还是在有机非隔离带、人行绿化带，另外，还有埋深埋浅、地下有水无水、冻土层的避让都成为要考虑的。华东电力设计研究院曾为上海有关生产企业有一设计施工规范，根据规范就可自由选择使用。
热水管是不能饮用的，在国外旅店里都冷热水分开二条管线，热水管龙头上贴有Tap water is not drinkable说明“水管内热水不可饮用”，但是，国内的要求如过份严格，则只能用上海环亚化工材料有限公司经营的熊牌的钙锌稳定剂来配方，才可符合卫生标准，至于有机锡的问题已经根本不能用在上水管方面了。
五、设备、模具的推荐
对PVC—C管材加工来说，由于其流动性小、腐蚀性大、压力大，在螺杆和螺筒中摩擦发热也比较严重。因此，对规格大的可以用平双，小规格管材可以选择锥双，并且在螺杆、螺筒璧和模具镀铬要均匀，比一般要厚2丝，现无锡市桥联轻化机械有限公司已有专门生产PVC—C管材的设备。
常州常通塑管有限公司有PVC—C挤出、扩口和注射件等的模具开发，已经过几年的实践使用，安全可靠。
对于上述的设备、模具定下以后，配方中不宜加入大于8份的碳酸钙，否则，不仅会使双螺杆磨损断裂，还会使质量降低，管材的财务成本以吨位计算好像低了，但管材以长度计价的，长度不会因加入较多的填充料而会增加长度卖价，这需要引起起注意的。
根据测试计算：在一定范围内，每增加2份钙粉，材料密度增加0.01g/cm3(材料重量增加到106%时，材料体积增加103%)。
六、“入网证”的申请及使用
由国家电力公司电力管道检验测试中心具体发放“入网证”的申请、检查并送上海塑料研究所的化工质检塑料分站等一系列工作。从去年年中培训开始，到2003年4月止，已有近30家企业申请，只要申请、接待、付昂贵的费用，基本上都能得到“入网证”，这对电力运行的质量带来了隐患，不知是否改进，好事一定要办好。
对于PVC—C热水管的检验标准，笔者认为完全没有必要经几千小时的冷热水考核，也没有过高的卫生要求，它绝不作为饮用水，是属“非饮用”范畴的。
七、材料的推荐
对于上述的CPVC原料和CPE等产品，国外的可以用日本钟渊或者其他大厂生产的;国内的建议用山东潍坊诺威达化学和烟台泓铭化工的产品。
上述两种产品是PVC—C管材十分重要重要的主辅材料，国内生产厂家奇多，价格越来越低，到目前位置尚不宜作为重点推荐的配套用材料，请读者注意，待达到一定标准后再陆续建议生产厂选用。
对于PVC—C的电力管用的填充料可以用重质碳酸钙，不需要用轻质活化的碳酸钙，PVC—C热水管因为使用纯的CPVC，则钛白粉用量较多，碳酸钙就不宜加入或象征性地加0.5—1份即可。这里提一下PVC—C电力管的红色，一般采用无机颜料，所有有机颜料在受高温时，均会产生分解，使色泽变深，在日本钟渊研究所做的试验，也证实了这一点。
最后，我们认为要生产出符合标准、特别是用户能够很安全使用的管材，还有很多需要注意的问题

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