CN109824958B - 一种硬质pe-rt管材及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硬质PE‑RT管材及其生产工艺，管材包括按照质量份数配比的100份PE‑RT树脂、0.8‑2.5份三碱式硫酸铅、0.6‑1.5份三碱式亚磷酸铅、0.23‑0.4份硬脂酸铅、0.2份硬脂酸钙、0.3份硬脂酸钡、0.2‑0.6份硬脂酸、0.2‑0.5份石蜡、0.1‑0.2份PE蜡、1‑30份轻质碳酸钙以及0.01‑0.02份炭黑；以上述组分进行配比生产硬质PE‑RT管材，依次经过原料混合、混炼、挤出、定型、管材牵引以及切割等步骤，最终生产的管材外观白亮、色泽艳丽，外表面无划痕，生产效率也得到显著提高。
Description
技术领域
本发明属于塑料管材加工技术领域，具体涉及一种硬质PE-RT管材及其生产工艺。
背景技术
塑料管材是塑料制品中的大宗产品，而硬质聚氯乙烯管材，即硬质PE-RT管材的产量占整个塑料管材产量30％以上，硬质PE-RT管材与金属管材、水泥管材等传统管材相比，具有密度小、易着色、不需涂装、耐腐蚀、热导率低、绝缘性能好、能耗低、流动阻力小、内壁不结垢、施工安装和维修方便等优点。由于硬质PE-RT管材在国内市场潜力很大，因而生产急剧扩张，现有的管材生产方式已经不能满足越来越大量的PE-RT管材的生产需求，因此，需要对现有的PE-RT管材及其生产工艺进行进一步的研究。
发明内容
本发明弥补了现有技术的不足，提供了一种硬质PE-RT管材及其生产工艺，该管材经过严格配方配比和生产工艺的改进，不仅生产效率高，而且在低温韧性、刚性、环刚度以及抗蠕变能力方面均有显著提升。
本发明的具体技术方案是：
一种硬质PE-RT管材，关键点是，所述管材包括按照质量份数配比的100份PE-RT树脂、0.8-2.5份三碱式硫酸铅、0.6-1.5份三碱式亚磷酸铅、0.23-0.4份硬脂酸铅、0.2份硬脂酸钙、0.3份硬脂酸钡、0.2-0.6份硬脂酸、0.2-0.5份石蜡、0.1-0.2份PE蜡、1-30份轻质碳酸钙以及0.01-0.012份炭黑。
所述的管材包括按照质量份数配比的100份PE-RT树脂、1.6份三碱式硫酸铅、1份三碱式亚磷酸铅、0.3份硬脂酸铅、0.2份硬脂酸钙、0.3份硬脂酸钡、0.4份硬脂酸、0.35份石蜡、0.15份PE蜡、15份轻质碳酸钙以及0.011份炭黑。
所述的管材包括按照质量份数配比的100份PE-RT树脂、1份三碱式硫酸铅、0.8份三碱式亚磷酸铅、0.25份硬脂酸铅、0.2份硬脂酸钙、0.3份硬脂酸钡、0.55份硬脂酸、0.45份石蜡、0.18份PE蜡、28份轻质碳酸钙以及0.012份炭黑。
所述的管材包括按照质量份数配比的100份PE-RT树脂、2.3份三碱式硫酸铅、1.3份三碱式亚磷酸铅、0.38份硬脂酸铅、0.2份硬脂酸钙、0.3份硬脂酸钡、0.25份硬脂酸、0.25份石蜡、0.12份PE蜡、4份轻质碳酸钙以及0.01份炭黑。
如上所述硬质PE-RT管材的生产工艺，关键点是，所述的生产工艺包括以下步骤：
A、原料混合
将PE-RT树脂、三碱式硫酸铅、三碱式亚磷酸铅、硬脂酸铅、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸、石蜡、PE蜡、轻质碳酸钙以及炭黑按照配比比例加入干燥混炼机中，进行干燥、混合后得到混合料，干燥温度小于80℃；
B、混炼
混合料送入挤出机中，经过压实、熔融、混炼均化，得到混炼料；
C、挤出
混炼料在挤出机中被推出模头，形成挤出料，模头内壁中设置有特氟龙接触段，挤出机的机筒和机头温度分别设置为175℃-185℃、182℃-190℃；
D、定型
利用真空冷却定型机对挤出料进行定型、冷却，真空冷却定型机在挤出料经过的通道底部设置拖轮，挤出料与拖轮形成滚动配合；
E、管材牵引
挤出料在牵引机的牵引下经模头、真空冷却定型机之后引出，形成PE-RT型材，牵引机电流调节至牵引机电流调节至7.8A-8A，牵引速度为35-45m/min；
F、切割
根据所需长度、牵引速度，使用切割机对PE-RT型材进行切割，切割过程中，切割机与PE-RT型材保持同步移动，切割后形成硬质PE-RT管材。
所述的步骤C中，模头包括口模及其内部的芯模；所述口模外端内壁上借助第一压板固定设置有第一特氟龙环，第一特氟龙环内外两端分别设置有与口模和第一压板相配合的台阶；芯模外端外壁上借助第二压板固定设置有第二特氟龙环，第二特氟龙环内外两端分别设置有与芯模、第二压板相配合的台阶；第一特氟龙环的内壁与第二特氟龙环的外壁内外相对应。
所述的第一特氟龙环的工作面在长度方向上为口模的1/10-1/6，第二特氟龙环的工作面在长度方向上为芯模的1/10-1/6。
本发明的有益效果是：本发明采用的管材原料组分及其配比关系生产的硬质PE-RT管材，不仅具有低温韧性、刚性、环刚度以及较好的抗蠕变能力，而且在长期使用过程中，不会因重力变形，从而延长产品的使用寿命；结合本发明中生产工艺的改进，PE-RT管材的产品外观、质量、生产效率都有显著的提升。
附图说明
图1是本发明中模头的结构示意图。
附图中，1、口模，101、第一特氟龙环，2、芯模，201、第二特氟龙环，3、第一压板，4、第二压板。
具体实施方式
本发明涉及一种硬质PE-RT管材及其生产工艺，所述管材包括按照质量份数配比的100份PE-RT树脂、0.8-2.5份三碱式硫酸铅、0.6-1.5份三碱式亚磷酸铅、0.23-0.4份硬脂酸铅、0.2份硬脂酸钙、0.3份硬脂酸钡、0.2-0.6份硬脂酸、0.2-0.5份石蜡、0.1-0.2份PE蜡、1-30份轻质碳酸钙以及0.012-0.01份炭黑；以上述原料经过混合、混炼、挤出、定型以及管材牵引和切割，最终形成PE-RT管材产品。
实施例1，进行直径30-50mm的PE-RT管材的生产，所述的管材包括按照质量份数配比的100份PE-RT树脂、1.6份三碱式硫酸铅、1份三碱式亚磷酸铅、0.3份硬脂酸铅、0.2份硬脂酸钙、0.3份硬脂酸钡、0.4份硬脂酸、0.35份石蜡、0.15份PE蜡、15份轻质碳酸钙以及0.011份炭黑，根据如上所述配比的硬质PE-RT管材的生产工艺包括以下步骤：
A、原料混合
将PE-RT树脂、三碱式硫酸铅、三碱式亚磷酸铅、硬脂酸铅、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸、石蜡、PE蜡、轻质碳酸钙以及炭黑按照配比比例加入干燥混炼机中，去除水分，进行充分干燥、混合后得到混合料，干燥温度设置为75℃；
B、混炼
混合料送入挤出机的料斗中，挤出机的螺杆在机筒内旋转，将混合料塑化后推向机头位置，从而实现压实、熔融、混炼均化，并实现排气、脱水的目的，得到混炼料；
C、挤出
混炼料在挤出机中被推出机头，形成挤出料，现有的挤出机机头口模生产出的地暖管表面暗淡、不光洁，生产速度仅仅能达到30m/min，生产效率慢，产品外观的可视性不强；
本技术方案在机头的模头内壁上设置有特氟龙接触段，模头包括口模1及其内部的芯模2；所述口模1外端内壁上借助第一压板3固定设置有第一特氟龙环101，第一特氟龙环101内外两端分别设置有与口模1和第一压板3相配合的台阶；芯模2外端外壁上借助第二压板4固定设置有第二特氟龙环201，第二特氟龙环201内外两端分别设置有与芯模2、第二压板4相配合的台阶；第一特氟龙环101的内壁与第二特氟龙环201的外壁内外相对应，第一特氟龙环101和第二特氟龙环201的相对两个环形面形成的出料通道即为特氟龙接触段；所述的第一特氟龙环101的工作面在长度方向上为口模1的1/10-1/6，第二特氟龙环201的工作面在长度方向上为芯模2的1/10-1/6；使得最终管材亮度、白度显著提高，并且，由于特氟龙的不易粘特性，将挤出机的机头、机筒工作温度分别设置为175℃-185℃、182℃-190℃，相比于原有工作温度下降5-10℃并且能够保证很好的脱料性能，经过上述设置，不仅使得最终产品外观光亮、艳丽，较原产品在外观上有较大提升，并且可以使得挤出料的牵引速度增加至40m/min左右，相比于现有的30m/min的出料速度，生产效率显著提高；
D、定型
利用真空冷却定型机对挤出料进行定型、冷却；此外，现有的PE生产用的真空定型箱采用尼龙半托盘，在生产时牵引阻力较大，易导致生产不稳定，造成管材变形出现波纹管现象，并且容易在管材表面形成划痕，直接影响产品外观，本技术方案将真空冷却定型机的真空定型箱由托盘形式变为拖轮结构，挤出料与拖轮形成滚动配合，生产管材时由之前的滑动摩擦变为滚动摩擦，可有效消除管材表面的划痕以及牵引机抖动引起的波纹管现象；
E、管材牵引
挤出料在牵引机的牵引下经挤出机、真空冷却定型机之后连续、自动地引出，可变频调速，形成PE-RT型材，牵引机电流调节至7.8A-8A，相比原有电流，可下调0-0.2A，牵引速度为35-45m/min，牵引速度取决于挤出速度，牵引速度比挤出速度快1％-3％；
F、切割
根据所需长度、牵引速度，由行程开关根据要求长度控制后，进行自动切割，使用切割机以定长工开关信号为指令对PE-RT型材进行切割，切割过程中，切割机与PE-RT型材保持同步移动，切割过程由电动和气动驱动完成，切割机设有吸尘装置，将切割产生的碎屑及时吸出并回收，切割后形成硬质PE-RT管材；
随后对硬质PE-RT管材进行所需的扩口操作，然后检验是否有次品，并将检验合格的产品包装入库。
实施例2，作为实施例1中管材配比的另一种实施方案，所述管材包括按照质量份数配比的100份PE-RT树脂、1份三碱式硫酸铅、0.8份三碱式亚磷酸铅、0.25份硬脂酸铅、0.2份硬脂酸钙、0.3份硬脂酸钡、0.55份硬脂酸、0.45份石蜡、0.18份PE蜡、28份轻质碳酸钙以及0.012份炭黑。
实施例3，作为实施例1中管材配比的另一种实施方案，所述管材包括按照质量份数配比的100份PE-RT树脂、2.3份三碱式硫酸铅、1.3份三碱式亚磷酸铅、0.38份硬脂酸铅、0.2份硬脂酸钙、0.3份硬脂酸钡、0.25份硬脂酸、0.25份石蜡、0.12份PE蜡、4份轻质碳酸钙以及0.01份炭黑。
本发明采用的管材原料配比及加工工艺，在耐低温脆性方面有改善，耐低温脆性为-78℃，相比于现有的-70℃改善了8℃，在国内大部分地域的常规冬天环境下一般不会出现低温脆性问题；在耐高温性能方面也有较为明显的增长，长期耐高温性能为94℃，相比于常规的长期耐高温90℃增长了4℃；在承压性能方面显得更加优越，在相同的使用条件下，管材设计压力更高，承压能力更优越，所以在相同承压条件下，可以采用的管材壁厚较薄，通径更大，流量更足；在产品的柔韧性方面也有所提高，可进行多种连接方式连接，使产品在施工更方便、省时；
本发明为了使得管材制备时脱料顺利，在模头内壁上设置特氟龙接触段，利用其不粘接性能来改善管材的脱料性能，提高生产效率，然而，在此过程中，还对产品外观产生了优越的改善效果，外表面的亮度有明显改善，其与特氟龙接触段所占模头长度比例有直接关系，如下表中试验数据所示：
由上表可知，当特氟龙接触段所占比例为0时，即现有PE-RT管材，其亮度、光滑度相比于有占比时较差，而有占比时，所占比例越大，亮度越来越改善，光滑度也越来越改善，但是亮度在特氟龙接触段所占比为1/7向1/5过渡时，又出现了下滑，因此，应当使其占比最好保持在1/7-1/9之间，此时，PE-RT管材的表面亮度、光滑度均有显著改善。
Claims (4)
1.一种硬质PE-RT管材，其特征在于：所述管材包括按照质量份数配比的100份PE-RT树脂、0.8-2.5份三碱式硫酸铅、0.6-1.5份三碱式亚磷酸铅、0.23-0.4份硬脂酸铅、0.2份硬脂酸钙、0.3份硬脂酸钡、0.2-0.6份硬脂酸、0.2-0.5份石蜡、0.1-0.2份PE蜡、1-30份轻质碳酸钙以及0.01-0.012份炭黑；
所述硬质PE-RT管材的生产工艺，包括以下步骤：
A、原料混合
将PE-RT树脂、三碱式硫酸铅、三碱式亚磷酸铅、硬脂酸铅、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸、石蜡、PE蜡、轻质碳酸钙以及炭黑按照配比比例加入干燥混炼机中，进行干燥、混合后得到混合料，干燥温度小于80℃；
B、混炼
混合料送入挤出机中，经过压实、熔融、混炼均化，得到混炼料；
C、挤出
混炼料在挤出机中被推出模头，形成挤出料，模头内壁中设置有特氟龙接触段，挤出机的机筒和机头温度分别设置为175℃-185℃、182℃-190℃；
D、定型
利用真空冷却定型机对挤出料进行定型、冷却，真空冷却定型机在挤出料经过的通道底部设置拖轮，挤出料与拖轮形成滚动配合；
E、管材牵引
挤出料在牵引机的牵引下经模头、真空冷却定型机之后引出，形成PE-RT型材，牵引机电流调节至7.8A-8A，牵引速度为35-45m/min；
F、切割
根据所需长度、牵引速度，使用切割机对PE-RT型材进行切割，切割过程中，切割机与PE-RT型材保持同步移动，切割后形成硬质PE-RT管材；
所述的步骤C中，模头包括口模（1）及其内部的芯模（2）；所述口模（1）外端内壁上借助第一压板（3）固定设置有第一特氟龙环（101），第一特氟龙环（101）内外两端分别设置有与口模（1）和第一压板（3）相配合的台阶；芯模（2）外端外壁上借助第二压板（4）固定设置有第二特氟龙环（201），第二特氟龙环（201）内外两端分别设置有与芯模（2）、第二压板（4）相配合的台阶；第一特氟龙环（101）的内壁与第二特氟龙环（201）的外壁内外相对应；
所述的第一特氟龙环（101）的工作面在长度方向上为口模（1）的1/10-1/6，第二特氟龙环（201）的工作面在长度方向上为芯模（2）的1/10-1/6。
2.根据权利要求1所述的一种硬质PE-RT管材，其特征在于：所述的管材包括按照质量份数配比的100份PE-RT树脂、1.6份三碱式硫酸铅、1份三碱式亚磷酸铅、0.3份硬脂酸铅、0.2份硬脂酸钙、0.3份硬脂酸钡、0.4份硬脂酸、0.35份石蜡、0.15份PE蜡、15份轻质碳酸钙以及0.011份炭黑。
3.根据权利要求1所述的一种硬质PE-RT管材，其特征在于：所述的管材包括按照质量份数配比的100份PE-RT树脂、1份三碱式硫酸铅、0.8份三碱式亚磷酸铅、0.25份硬脂酸铅、0.2份硬脂酸钙、0.3份硬脂酸钡、0.55份硬脂酸、0.45份石蜡、0.18份PE蜡、28份轻质碳酸钙以及0.012份炭黑。
4.根据权利要求1所述的一种硬质PE-RT管材，其特征在于：所述的管材包括按照质量份数配比的100份PE-RT树脂、2.3份三碱式硫酸铅、1.3份三碱式亚磷酸铅、0.38份硬脂酸铅、0.2份硬脂酸钙、0.3份硬脂酸钡、0.25份硬脂酸、0.25份石蜡、0.12份PE蜡、4份轻质碳酸钙以及0.01份炭黑。
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