大口径无压埋地排水排污PVC-U管材的研制.pdf
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1、12【加工与应用Aug.20232023年8 月Polyvinyl ChlorideVol.51,No.8第51卷第8 期聚氯乙烯大口径无压埋地排水排污PVC-U管材的研制胡亮亮1*,黄剑锋,孙华丽(1.公元管道(安徽)有限公司,安徽广德2 42 2 0 0;2.公元股份有限公司,浙江台州318 0 2 0)【关键词】PVC-U;大口径管材;排水管材;排污管材;配方设计;加工工艺【摘要】从配方设计、加工工艺、产品性能、管材连接等方面阐述了大直径无压埋地排水污水PVC-U管材的研制。中图分类号TQ325.3文献标志码 B文章编号10 0 9-7 937(2 0 2 3)0 8-0 0 12-0
2、4Development of large-diameter pressureless PVC-U pipesfor underground drainage and sewage dischargeHU Liangliang,HUANG Jianfeng,SUN Huali?(1.ERA Piping(A n h u i)C o.,Lt d.,G u a n g d e 2 42 2 0 0,C h i n a;2.ERACo.,Ltd.,T a iz h o u 318 0 2 0,C h in a)Key words:PVC-U;large-diameter pipes;drainage
3、 pipes;sewage discharge pipes;formuladesign;processing technologyAbstract:The development of large-diameter pressureless PVC-U pipes for underground drainageand sewage discharge was elaborated from the aspects of formula design,processing technology,productperformance,and pipe connection.随着我国城市化进程的稳
4、步推进,海绵城市建设以及地下管廊的升级改造,以及城镇化率和人口集中越来越大,生活辅助的排水排污领域所需的管道资源急剧增加。塑料管道具有质轻、耐腐蚀、连接可靠、内壁光滑、施工方便等优点,小口径管道在我国已经应用广泛而成熟,大口径管道从成本和加工难易程度考虑,较适宜的材质一般主要以PE和PVC为主1。由于PE的价格比PVC价格高很多,且弯曲模量也较低,同等环刚度等级下壁厚要厚很多,且随着口径的增大,PE材质对抗熔垂要求更高,不具备成本优势,因此开发大口径无压埋地排水排污PVC-U管材具有比较明显的社会效益和经济效益。GB/T202212006无压埋地排污、排水用硬聚氯乙烯PVC-U管材中管材规格最
5、大为DN100024.5(S D R41,环刚度等级SN4),实际应用工程中越来越多地会选择环刚度等级更高的管材,比如SN8(按照尺寸比推算,公称壁厚需达到2 9.5mm)。为了满足市场对大口径无压埋地排水排污产品的需求,公元管道(安徽)有限公司利用自身在PVC管材加工制造领域生产技术优势成功开发内置一体成型钢骨架胶圈的10 0 0 2 9.5大口径管材。1试验部分1.1主要原料PVC一SG5型树脂、钙/锌复合稳定剂、有机锡稳定剂、加工改性剂ACR、冲击改性剂CPE、单甘脂、OPE、聚乙烯蜡、轻质碳酸钙、钛白粉,均为市售。1.2主要仪器和设备高速混合机,SHR一10,江苏联冠科技有限公收稿日期
6、2 0 2 3-0 4-2 0*【作者简介】胡亮亮(198 4一),男,安徽建筑大学高分子材料科学与工程专业,主要从事塑料管道配方、工艺及技术管理工作。12第8 期胡亮亮等:大口径无压埋地排水排污PVC一U管材的开发加工与应用司;转矩流变仪,RM-200C,哈尔滨哈普电气技术有限责任公司;锥形双螺杆挤出机,SJZ110/2 2 0,上海巨远塑料机械有限公司;热变形温度、维卡软化温度测定仪,RV-300W,承德精密试验机有限公司;环刚度试验机,JRST-1422,承德市金建检测仪器有限公司;塑料管材落锤冲击实验机,JFWI-222,承德市金建检测仪器有限公司;热风循环烘箱,DY-881-3,吴江
7、市东远电热设备有限公司。1.3试验配方大口径PVC-U管材模具物料熔程与停留时间较长,对于物料的塑化、热稳定性以及流动性要求更高,单一使用钙/锌稳定剂难以满足热稳定性要求。铅盐类和有机锡类稳定剂热稳定效果较突出,是挤出加工PVC-U管材优良的热稳定剂2 ,但铅盐类稳定剂并不符合环保要求,近年来逐步被环保钙/锌稳定剂所取代。综合考虑,在参照小口径成熟生产配方基础上,笔者采用钙/锌稳定剂与有机锡类稳定剂互配的复合热稳定体系设计大口径管材的配方,兼顾原料选择和配方设计,以达到稳定性与流动性平衡的目的,配方见表1。2结果与讨论2.1配方体系选择与设计GB/T20221一2 0 0 6 中规定管材密度1
8、.55g/cm,所以非PVC树脂类的粉体填充剂一般不能超过2 5份(PVC树脂以10 0 份计),考虑到大口径对热稳定性及流动性的特殊要求,笔者设计了10份、2 2 份以及2 5份的配方填充体系(见表1),并分别进行了流变性能试验,考察了相互间的加工性与稳定性,结果见图2。表1配方设计Table 1Formula design原料型号配方/份配方B/份配方/份PVC-USG5100100100钙/锌稳定剂Ca-Zn1.0 1.51.0 1.51.0 2.0有机锡稳定剂甲基硫醇锡1.5 2.01.0 1.51.5 2.0碳酸钙轻质10.022.025.0加工助剂HK-80A1.0 2.01.02
9、.01.02.0冲击改性剂CPE,135A2.04.002.04.0润滑剂单甘脂,OPE,聚乙烯蜡0.51.50.31.01.01.5钛白粉金红石适量适量适量1.4试验流程试验流程如图1所示。流变性能测试PVC、助剂高速混合低速混合塑化挤出喷印牵引冷却定型模具成型钢骨架一体定长切割成品性能测试成型扩口图1试验流程Fig.1Testprocess flow6012105410994898842877(N)/36766a./655配方A5441843312322配方62110配方10000:00:00 00:00:48 00:01:36 00:02:24 00:03:12 00:04:00 00:
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