一种环保节能型UPVC管的制备方法与流程

本发明涉及管件加工技术领域，具体涉及一种环保节能型upvc管的制备方法。

背景技术：

upvc又称硬pvc，它是氯乙烯单体经聚合反应而制成的无定形热塑性树脂加一定的添加剂组成。除了用添加剂外，还采用了与其它树脂进行共混改性的办法，使其具有明显的实用价值。这些树脂有cpvc、pe、abs、eva、mbs等。upvc管具有以下特点：

物化性能优良。用pvc生产的管材及管件，耐腐蚀，抗冲强度高，流体阻力小(较同口径铸铁管流量提高30％)。耐老化，使用寿命长(据国家建设部测试资料说明，使用年限为40-50年)，是建筑排水、化工排污的理想材料；质轻实用，安装方便。重量只有同口径铸铁管的1/7，可大大加快工程进度和降低施工费用；内壁光滑，排水流畅，管道不易阻塞。检查口设计独特，检查操作方便，不需任何工具；节约建筑费用。使用upv管比使用同样规格的铸铁管的综合造价低，维修费用更低。

由于upvc塑料管具有耐酸碱、耐腐蚀、不生锈、不结垢、保护水质、避免水质受到二次污染的优点，在大力提倡生产环保产品的今天，作为一种保护人类健康的理想“绿色建材”，已被全国乃至全球广泛推广应用。

目前的upvc管材、管件的配方中还大都采用铅盐体系，不仅力学性能较差，且对人体有害；在现有的少数采用稀土稳定剂参与制备upvc管材、管件的方法中，由于配方不够合理，制得的管材或管件力学性能不佳，管材壁厚较厚，用料较多，耐热耐腐蚀性都需要提高。并且在制备upvc管的过程中，人工进行成型、切割，劳动强度大，工作效率低，成品率低。

技术实现要素：

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种环保节能型upvc管的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种环保节能型upvc管的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按重量份计，称取下述原料：聚氯乙烯树脂50～100份、硬铅0.75～1.4份、硬质碳酸钙0.85～1.7份、氯化聚乙烯4～9.4份、聚氯乙烯树脂加工改性剂2～5份、石蜡0.28～0.6份、硬脂酸0.23～0.6份、轻质碳酸钙4.5～10份、稀土复合稳定剂0.15～0.5份；

步骤二、将上述原料加入到混合桶中，搅拌混合均匀，得到混合料，然后将混合料加入到成型机的进料漏斗一中，混合料流入到套管内，然后驱动电机，带动螺纹杆转动，同时启动加热器，对套管进行加热，混合料融化捏合，最终由螺纹杆将融化捏合后的原料通过挤出头挤出；

步骤三、上述挤出的原料落入到进料漏斗二中，驱动气缸二，通过活塞杆带动上模下降，盖在下模上，进料漏斗二中的原料则通过导料管进入到上下模中，冷却成型后，得到成型管；

步骤四、驱动气缸二，通过活塞杆带动上模上升，然后驱动气缸三，通过活塞杆带动推板向成型管一端移动，推动成型管由导向管排除，穿过切割座，然后驱动第一气缸，通过活塞杆带动切割刀下降，对成型管进行切割，切割后的成型管落入水槽中，冷却后得到upvc管。

作为本发明进一步的方案：所述加热器加热温度为8℃～115℃。

作为本发明进一步的方案：所述稀土复合稳定剂为re-2型复合稳定剂。

作为本发明进一步的方案：步骤三中冷却温度为8℃～30℃，冷却时间为30秒至30分钟。

作为本发明进一步的方案：该upvc管由下述原料制备得到：聚氯乙烯树脂70份、硬铅1份、硬质碳酸钙1份、氯化聚乙烯7份、聚氯乙烯树脂加工改性剂3份、石蜡0.4份、硬脂酸0.4份、轻质碳酸钙6份、稀土复合稳定剂0.3份。

作为本发明进一步的方案：该成型机的工作步骤为：将混合料加入到成型机的进料漏斗一中，混合料流入到套管内，然后驱动电机，带动螺纹杆转动，同时启动加热器，对套管进行加热，混合料融化捏合，最终由螺纹杆将融化捏合后的原料通过挤出头挤出；上述挤出的原料落入到进料漏斗二中，驱动气缸二，通过活塞杆带动上模下降，盖在下模上，进料漏斗二中的原料则通过导料管进入到上下模中，冷却成型后，得到成型管；驱动气缸二，通过活塞杆带动上模上升，然后驱动气缸三，通过活塞杆带动推板向成型管一端移动，推动成型管由导向管排除，穿过切割座，然后驱动第一气缸，通过活塞杆带动切割刀下降，对成型管进行切割，切割后的成型管落入水槽中，冷却后得到upvc管。

作为本发明进一步的方案：所述成型机包括机架，所述机架的顶部一端固定安装有固定板，所述固定板的一侧固定安装有电机，所述电机的输出轴与螺纹杆连接，所述螺纹杆的外部套接有套管，所述套管的外部安装有加热外壳，所述加热外壳的下方安装有加热器，所述加热器固定安装在机架顶部，所述机架的顶部固定一端固定安装有进料漏斗一，所述进料漏斗一伸入套管内，所述套管远离电机的一端伸入挤出头内，所述挤出头的下方安装有进料漏斗二，所述进料漏斗二安装在成型外壳的顶部，且所述进料漏斗二底部安装有导料管，所述导料管伸入成型外壳内，且导料管插入上模的浇注口中，所述成型外壳安装在支架上，所述成型外壳的顶部内壁竖直安装有两根气缸二，所述气缸二的活塞杆底部安装有上模，所述成型外壳的内壁一侧水平安装有气缸三，所述气缸三的活塞杆与推板连接，所述支架的顶部固定安装有下模，所述下模与上模配合，所述成型外壳的一侧安装有导向管，所述导向管远离成型外壳的一端与切割座连接，所述切割座的顶部固定安装有两根支撑杆，所述支撑杆的顶部固定安装有支撑板，所述支撑板的顶部中心处固定安装有第一气缸，所述第一气缸的活塞杆贯穿支撑板与切割刀连接，所述切割座上设置有切割槽；所述支架的一侧安装有水槽。

本发明的有益效果：

本发明稀土复合稳定剂的加入，与pvc树脂和增韧剂cpe的良好的相容性以及与caco3的偶联作用，使pvc树脂在加工中塑化均匀，塑化温度低，型材的耐冲击性能较好，使得体系中的物料间的作用加强，产品结构缺陷明显减少制品表面光泽度高，耐腐蚀性提高；聚氯乙烯树脂加工改性剂的加入，分散在pvc连续相中与pvc相互作用，起到加工助剂的作用，促进pvc的塑化和凝胶化，塑化时间短，具有很好的加工性能；经加工改性剂改性的硬pvc制品有优良的室温冲击强度或低温冲击强度；制备的upvc管的弯曲强度大于120mpa，冲击强度大于4.5kj/m²，马丁耐热大于80℃，其力学性能提高了20％，耐压性提高15％，可减轻管材壁厚15％，从而可以节省管件用料，降低生产成本，同时不使用铅盐体系，更加节能环保；

本发明中聚氯乙烯树脂加工改性剂(acr)是在应力作用下，能够提高聚氯乙烯破裂总能量的一种高分子聚合物，acr的分子结构中不含双键，耐候性能好，在pvc/acr共混体系中，acr可显著提高共混体系的抗冲击性能，在pvc基体中，pvc是连续相，acr是分散相，分散在pvc连续相中与pvc相互作用，起到加工助剂的作用，促进pvc的塑化和凝胶化，塑化时间短，具有很好的加工性能；经acr改性的硬pvc制品有优良的室温冲击强度或低温冲击强度；氯化聚乙烯(cpe)为饱和高分子材料，外观为白色粉末，无毒无味，具有优良的耐侯性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能；

稀土元素有着相似且异常活泼的化学性质，有着众多的轨道可作为中心离子接受配位体的孤对电子，同时稀土金属离子有较大的离子半径，与无机或有机配位体主要通过静电引力形成离子配键，稀土离子为典型的硬阳离子，即不易极化变形的离子，它们与金属硬碱的配位原子，如氧的络合能力很强。稀土化合物对caco3的偶联作用，由于稀土离子和pvc链的氯离子之间存在强配位相互作用，有利于剪切力的传递，从而使稀土化合物能有效地加速pvc的凝胶化，即可促进pvc塑化，又可起到加工助剂acr的作用，同时，稀土金属离子与cpe中的c1配位，可使cpe更加发挥其增韧改性的作用；

本发明在制备upvc管时，将混合料加入到成型机的进料漏斗一中，混合料流入到套管内，然后驱动电机，带动螺纹杆转动，同时启动加热器，对套管进行加热，混合料融化捏合，最终由螺纹杆将融化捏合后的原料通过挤出头挤出；上述挤出的原料落入到进料漏斗二中，驱动气缸二，通过活塞杆带动上模下降，盖在下模上，进料漏斗二中的原料则通过导料管进入到上下模中，冷却成型后，得到成型管；驱动气缸二，通过活塞杆带动上模上升，然后驱动气缸三，通过活塞杆带动推板向成型管一端移动，推动成型管由导向管排除，穿过切割座，然后驱动第一气缸，通过活塞杆带动切割刀下降，对成型管进行切割，切割后的成型管落入水槽中，冷却后得到upvc管；该设备自动化程度高，提高工作效率，便于对upvc进行定长切割，方便使用；同时通过该设备制备的upvc管，其生产效率高，节能环保，制得的成品光泽度高，成品率高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明成型机整体结构示意图；

图2是本发明中加热外壳内部结构示意图；

图3是本发明中成型外壳内部结构示意图。

图中：1、机架；2、加热外壳；3、固定板；4、电机；5、进料漏斗一；6、加热器；7、进料漏斗二；8、挤出头；9、支撑杆；10、第一气缸；11、支撑板；12、切割刀；13、水槽；14、切割座；15、成型外壳；16、支架；17、套管；18、螺纹杆；19、气缸二；20、导料管；21、上模；22、导向管；23、下模；24、推板；25、气缸三。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-3所示，一种环保节能型upvc管的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按重量份计，称取下述原料：聚氯乙烯树脂50份、硬铅0.75份、硬质碳酸钙0.85份、氯化聚乙烯4份、聚氯乙烯树脂加工改性剂2份、石蜡0.28份、硬脂酸0.23份、轻质碳酸钙4.5份、re-2型复合稳定剂0.15份；

步骤二、将上述原料加入到混合桶中，搅拌混合均匀，得到混合料，然后将混合料加入到成型机的进料漏斗一5中，混合料流入到套管17内，然后驱动电机4，带动螺纹杆18转动，同时启动加热器6，对套管17进行加热，加热温度为115℃，混合料融化捏合，最终由螺纹杆18将融化捏合后的原料通过挤出头8挤出；

步骤三、上述挤出的原料落入到进料漏斗二7中，驱动气缸二19，通过活塞杆带动上模21下降，盖在下模23上，进料漏斗二7中的原料则通过导料管20进入到上下模中，冷却成型后，冷却温度为8℃，冷却时间为30秒，得到成型管；

步骤四、驱动气缸二19，通过活塞杆带动上模21上升，然后驱动气缸三25，通过活塞杆带动推板24向成型管一端移动，推动成型管由导向管22排除，穿过切割座14，然后驱动第一气缸10，通过活塞杆带动切割刀12下降，对成型管进行切割，切割后的成型管落入水槽13中，冷却后得到upvc管。

该成型机的工作步骤为：将混合料加入到成型机的进料漏斗一5中，混合料流入到套管17内，然后驱动电机4，带动螺纹杆18转动，同时启动加热器6，对套管17进行加热，混合料融化捏合，最终由螺纹杆18将融化捏合后的原料通过挤出头8挤出；上述挤出的原料落入到进料漏斗二7中，驱动气缸二19，通过活塞杆带动上模21下降，盖在下模23上，进料漏斗二7中的原料则通过导料管20进入到上下模中，冷却成型后，得到成型管；驱动气缸二19，通过活塞杆带动上模21上升，然后驱动气缸三25，通过活塞杆带动推板24向成型管一端移动，推动成型管由导向管22排除，穿过切割座14，然后驱动第一气缸10，通过活塞杆带动切割刀12下降，对成型管进行切割，切割后的成型管落入水槽13中，冷却后得到upvc管。

本实施例所制备的upvc管的拉伸强度为74mpa，弯曲强度为125mpa，冲击强度为4.8kj/m²，马丁耐热为85℃。

实施例2

请参阅图1-3所示，一种环保节能型upvc管的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按重量份计，称取下述原料：聚氯乙烯树脂70份、硬铅1份、硬质碳酸钙1份、氯化聚乙烯7份、聚氯乙烯树脂加工改性剂3份、石蜡0.4份、硬脂酸0.4份、轻质碳酸钙6份、稀土复合稳定剂0.3份；

步骤二、将上述原料加入到混合桶中，搅拌混合均匀，得到混合料，然后将混合料加入到成型机的进料漏斗一5中，混合料流入到套管17内，然后驱动电机4，带动螺纹杆18转动，同时启动加热器6，对套管17进行加热，加热温度为50℃，混合料融化捏合，最终由螺纹杆18将融化捏合后的原料通过挤出头8挤出；

步骤三、上述挤出的原料落入到进料漏斗二7中，驱动气缸二19，通过活塞杆带动上模21下降，盖在下模23上，进料漏斗二7中的原料则通过导料管20进入到上下模中，冷却成型后，冷却温度为30℃，冷却时间为30分钟，得到成型管；

步骤四、驱动气缸二19，通过活塞杆带动上模21上升，然后驱动气缸三25，通过活塞杆带动推板24向成型管一端移动，推动成型管由导向管22排除，穿过切割座14，然后驱动第一气缸10，通过活塞杆带动切割刀12下降，对成型管进行切割，切割后的成型管落入水槽13中，冷却后得到upvc管。

本实施例所制备的upvc管的拉伸强度为75mpa，弯曲强度为130mpa，冲击强度为4.5kj/m²，马丁耐热为90℃。

请参阅图1-3所示，所述成型机包括机架1，所述机架1的顶部一端固定安装有固定板3，所述固定板3的一侧固定安装有电机4，所述电机4的输出轴与螺纹杆18连接，所述螺纹杆18的外部套接有套管17，所述套管17的外部安装有加热外壳2，所述加热外壳2的下方安装有加热器6，所述加热器6固定安装在机架1顶部，所述机架1的顶部固定一端固定安装有进料漏斗一5，所述进料漏斗一5伸入套管17内，所述套管17远离电机4的一端伸入挤出头8内，所述挤出头8的下方安装有进料漏斗二7，所述进料漏斗二7安装在成型外壳15的顶部，且所述进料漏斗二7底部安装有导料管20，所述导料管20伸入成型外壳15内，且导料管20插入上模21的浇注口中，所述成型外壳15安装在支架16上，所述成型外壳15的顶部内壁竖直安装有两根气缸二19，所述气缸二19的活塞杆底部安装有上模21，所述成型外壳15的内壁一侧水平安装有气缸三25，所述气缸三25的活塞杆与推板24连接，所述支架16的顶部固定安装有下模23，所述下模23与上模21配合，所述成型外壳15的一侧安装有导向管22，所述导向管22远离成型外壳15的一端与切割座14连接，所述切割座14的顶部固定安装有两根支撑杆9，所述支撑杆9的顶部固定安装有支撑板11，所述支撑板11的顶部中心处固定安装有第一气缸10，所述第一气缸10的活塞杆贯穿支撑板11与切割刀12连接，所述切割座14上设置有切割槽；所述支架16的一侧安装有水槽13。

本发明的工作原理：将混合料加入到成型机的进料漏斗一5中，混合料流入到套管17内，然后驱动电机4，带动螺纹杆18转动，同时启动加热器6，对套管17进行加热，混合料融化捏合，最终由螺纹杆18将融化捏合后的原料通过挤出头8挤出；上述挤出的原料落入到进料漏斗二7中，驱动气缸二19，通过活塞杆带动上模21下降，盖在下模23上，进料漏斗二7中的原料则通过导料管20进入到上下模中，冷却成型后，得到成型管；驱动气缸二19，通过活塞杆带动上模21上升，然后驱动气缸三25，通过活塞杆带动推板24向成型管一端移动，推动成型管由导向管22排除，穿过切割座14，然后驱动第一气缸10，通过活塞杆带动切割刀12下降，对成型管进行切割，切割后的成型管落入水槽13中，冷却后得到upvc管；该设备自动化程度高，便于对upvc进行切割，方便使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。