聚氯乙烯芯层发泡管的挤出成型试模调机
2025-09-29
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【摘要】：1）聚氯乙烯芯层发泡管的内外表皮成型用料配方（质量份）。聚氯乙烯芯层发泡管的挤出成型可用单螺杆挤出机，也可用双螺杆挤出机。用两台挤出机时，一台挤出机供芯层发泡管的内外表皮成型用，另一台挤出机供发泡芯层成型用。聚氯乙烯芯层发泡管的复合成型机头结构比较复杂，图3-42所示是用两台挤出机生产成型芯层发泡管的机头结构。向前运行的同时，芯层内原料在口模和定径套之间较适合的温度条件下发泡，成型聚氯乙烯芯层发泡管。
图3-41 聚氯乙烯芯层发泡管的断面结构
1—外层PVC硬层 2—PVC芯层发泡层 3—内层PVC硬层
（1）聚氯乙烯芯层发泡管概述PVC芯层发泡管材是利用双机复合共挤生产的三层结构的塑料管材。其结构特点是内外两层硬PVC塑料层与中间发泡层组成三层式结构，这种管子的密度在0.7～0.9g/cm3，比实壁（不发泡的）PVC管要节省材料20%～30%，而且中间的芯层还可填充废旧塑料，而降低成本。图3-41所示为聚氯乙烯芯层发泡管的断面结构，它的内、外表皮是硬质PVC，具有强度高和良好的综合物理性能。由于其发泡芯层有单独的用料发泡配方，用单独的挤出机挤塑发泡，密度为0.8g/cm3，呈团孔状结构，因此这种管既有聚氯乙烯管的耐腐蚀、质轻、价格低的优点，又有隔热、保温、防振及节省原料、轻便的特点，被广泛用在排水管路和输送要求保温的液体管路中。
（2）原料与配方 芯层发泡管的用料分为表面层和中间发泡层两种配方。一般内外表皮层用料配方选用SG5型PVC树脂，发泡芯层选用SG7或SG8型PVC树脂。为了挤出成型工艺的需要，在配方中还要加一定比例的稳定剂、润滑剂和其他一些辅助料，在发泡芯层用料配方中还需要加发泡剂。
1）聚氯乙烯芯层发泡管的内外表皮成型用料配方（质量份）。
聚氯乙烯（PVC SG5），100；氯化聚乙烯（OPE），0.15；苯乙烯-α-甲基苯乙烯共聚物（SMS），2.8；硬脂酸（HSt），0.10；轻质碳酸钙（CaCO3），16；甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物（MBS），8.0；苯酐（PA-21），2.0；钛白（TiO2），适量；群青，适量。
2）聚氯乙烯芯层发泡管的发泡芯层成型用料配方（质量份）。
聚氯乙烯（PVC SG7），100；偶氮二甲酰胺（AC发泡剂），0.6；三碱式硫酸铅（3PbO），2.0；丙烯酸酯类树脂（ACR201），4.0；二碱式亚磷酸铅（2PbO），0.7；轻质碳酸钙（CaCO3），5.0；硬脂酸钙（CaSt），0.4；氧化聚乙烯蜡（OPE），0.3。
（3）生产设备
1）挤出机。聚氯乙烯芯层发泡管的挤出成型可用单螺杆挤出机，也可用双螺杆挤出机。成型生产时，可用两台挤出机供料，也可用三台挤出机，但大多用两台挤出机供料。两台挤出机的中心线在成型机头模具处成45°角布置，也有成90°角布置。用两台挤出机时，一台挤出机供芯层发泡管的内外表皮成型用，另一台挤出机供发泡芯层成型用。由于发泡芯层成型用料大于内外表皮的成型用料，所以选用的两台挤出机规格不相同。例如为发泡芯层供料的挤出机规格为ϕ65mm螺杆机，那么为内外表皮层供料用ϕ45mm螺杆的挤出机就可以了。
图3-42 两台挤出机供料挤出成型芯层发泡管的机头结构
1—口模 2—芯棒 3—中套 4—模具体 5—管料复合分流锥 6—内外皮层用料分流锥 7—芯层料分流锥 8—芯层连结器 9—内外层连结器 Ⅰ—内外皮层熔料进料口 Ⅱ—发泡芯层熔料进料口
2）挤出机头。聚氯乙烯芯层发泡管的复合成型机头结构比较复杂，图3-42所示是用两台挤出机生产成型芯层发泡管的机头结构。图中“Ⅰ”是45°倾角安装的ϕ45mm挤出机的进口，是专供内外表层成型的硬PVC用料的进口。“Ⅱ”是另一台挤出机的进口，是为挤出成型管的发泡芯层成型用料的进口。两台挤出机挤出的熔料流分别从两个进口进入，在机头内分流，分别成型内外皮层和芯层，然后在成型平直段汇合、复合成芯层发泡管。向前运行的同时，芯层内原料在口模和定径套之间较适合的温度条件下发泡，成型聚氯乙烯芯层发泡管。
图3-43所示为两机垂直布置的芯层发泡管机头结构。这两种机头结构都是机头内发泡的形式，熔料进入机头后料流扩散膨胀，再进入中间接口熔流，通过压缩再进入前端机头，熔料流又扩张膨胀（发泡），进入口模平直段再次压缩并挤出型坯。在口模与定径套之间，坯料在松池过程中也会发泡，经过定型冷却最后成型为芯层发泡管。后面的真空定型套、喷淋式真空水槽、牵引机、切割机、堆放架等都和普通硬管生产设备相同，这里就不再叙述了。
PVC芯层发泡管生产工艺流程：按配方对内外层用料进行计量→原料降温→按配方对挤出塑化发泡芯层用料进行计量→高速混合原料→原料降温→挤出塑化→熔料复合成型→真空冷却定型→真空喷淋冷却水箱→牵引→切割→检验入库。挤出成型工艺温度控制在140～195℃，成型机头温度在185～195℃。由于PVC两外表皮用树脂的黏度高于发泡芯层用PVC树脂的黏度，所以芯层成型温度为175～185℃，内外表层成型温度为185～195℃。也就是要控制内外表层温度比芯层挤出成型温度高10℃。(https://www.chuimin.cn)
（4）聚氯乙烯芯层发泡管工艺操作要点
1）聚氯乙烯芯层发泡管的内外皮层和发泡芯层的用料，因原料、辅料、助剂的品种和配比都不一样，故应分别在两台高速混合机中进行原料的混配工作。
2）生产前要认真调节好成型模具中口模和芯棒间的装配间隙，生产中出现间隙不均匀影响壁厚时，要及时进行微调。
3）生产前调节口模与定径套间的距离，一般控制在120～200mm。生产中要凭工作经验来调节，如发现芯层发泡过快，应把口模与定径套的距离调小些，反之则应大些。距离短，管坯自然发泡的时间短，发泡过量的机会也相应减小。
图3-43 两机垂直布置的芯层发泡管机头结构
1，18—垫块 2—分流器 3—中层芯模 4—楔块 5—支架芯 6，9—热电偶 7—机头体（Ⅰ） 8—加热圈 10—调节螺钉 11—压环 12—口模 13—固定螺钉 14—机头体（Ⅱ） 15—芯模 16—进气杆 17—分流芯模 19—挤出机
4）皮层与芯层用挤出机除了规格不同外（芯层挤出机规格略大于皮层用料挤出机），还应注意两台挤出机挤出熔料速度的匹配。初生产时，要观察管坯内外层和芯层挤出料的成型厚度及熔料流速的一致性，然后适当调节两台挤出机螺杆的转速。
5）注意成型模具工艺温度对管坯成型质量的影响。熔料进料口处的温度应控制在140～160℃，管材复合分流锥处的温度应控制在170℃，机头口模处的温度应控制在185℃。
6）牵引管坯的速度要适中，不能过快，也不能太慢。拉伸比要控制在1.2～1.5。
7）注意定径冷却水温应控制在15℃，应使管坯能充分冷却，迅速降低并停止芯层的发泡过程。
8）芯层发泡三层复合PVC-U管工艺流程如下。
三层复合管挤出温度见表3-15。
表3-15 三层复合管挤出温度
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