1 產(chǎn)品原材料配方
MPP單壁波紋管的配方設(shè)計要依據(jù)波紋管的性能、結(jié)構(gòu)、用途、助劑與樹脂的相容性、各類助劑間的相互影響和協(xié)同效應(yīng)以及成型設(shè)備的特點,綜合各方面的成型因素,進行樹脂型號及各種添加助劑的選擇。
1.1 樹脂原料的選擇及造粒
生產(chǎn)MPP波紋管的主要樹脂原料為聚丙烯(PP),應(yīng)結(jié)合制品的使用性能和成型工藝要求,重點關(guān)注下列指標:聚合度、表觀密度、揮發(fā)物、雜質(zhì)、熱分解溫度。根據(jù)主料來選擇造?;炝现鷦?,如潤滑劑、相容劑、阻燃劑和填料。選擇潤滑劑時應(yīng)特別注意與樹脂的相容性以及內(nèi)外潤滑劑潤滑作用的平衡;PP原料的填料常選用經(jīng)過表面處理的滑石粉;適量加入聚丙烯改性用的PP相容劑(不超過1oeA);適量加入阻燃劑,是電力管材阻燃性能基本要求。經(jīng)過設(shè)計數(shù)十個改性聚丙烯(MPP)的原材料工藝配方,并通過試樣檢驗結(jié)果比對,得出符合要求的改性聚丙烯(MPP)原材料配方,具體情況如下(見表1)
通過粒料性能檢測數(shù)據(jù)與制成的管材性能檢測數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)比對,來判定MPP粒是否滿足質(zhì)量要求。經(jīng)過反復試驗,得出滿足要求的粒料性能檢測指標。見下表2。

1.2 功能助劑的選擇
功能助劑包括穩(wěn)定劑、增韌劑、著色劑及其他助劑(如抗沖擊性能助劑),這些功能助劑要添加適量,過多或過少都對制品質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。
2 MPP單壁波紋管材生產(chǎn)工藝配方
經(jīng)過試樣檢測和樣管試制及檢測,得到滿足質(zhì)量要求的MPP單壁波紋管原材料生產(chǎn)配方,具體配方如下(見表3)
3 確定MPP單壁波紋管材生產(chǎn)工藝
由于采取先造粒后加工的工藝路線,簡化了MPP單壁波紋管的生產(chǎn)流程,極大改善了生產(chǎn)環(huán)境和產(chǎn)品品質(zhì)。
4 生產(chǎn)設(shè)備的選型和模塊運行軌跡的設(shè)計
生產(chǎn)塑料波紋管的設(shè)備有擠出機、機頭或模具、波紋成型裝置及其他輔助設(shè)備等。MPP單壁波紋管一般使用單螺桿擠出機。圖1為典型的單壁波紋管機頭結(jié)構(gòu)圖。機頭口模間隙小,口模長厚比大,另外還有一段加長但不加熱的口模。從圖1中可以看出,波紋管機頭比較復雜,其管壁流道特別長,間隙也特別小,在擠出成型中不但物料的熱穩(wěn)定性要好,而且內(nèi)外潤滑劑的配比與劑量都要合適,盡量避免熔體破裂。機頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理將對管材表面質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響。
波紋成型裝置主要由成型模具、傳動裝置和控制系統(tǒng)三部分組成。成型模具是由數(shù)十對哈夫定型模塊組成,對開的方式為水平方向。定型模塊以履帶式分別固定在兩條傳動帶上,當傳動裝置帶動模具轉(zhuǎn)動時,水平模塊重復進行開合動作。模塊閉合構(gòu)成圓形管子的成型腔,模塊打開可以使制品脫模。圖2為波紋成型模塊工作運行示意圖。從圖2中可以看出,波紋成型裝置同時具有成型波紋和牽引管材的作用。波紋成型的關(guān)鍵就是成型模塊運行軌道的確定。先獲得精確的波紋成型軌跡,然后按照這一軌跡組合模塊,從而能夠使成型裝置正常工作, 以達到終的質(zhì)量要求。當變化產(chǎn)品規(guī)格時,可以更換相應(yīng)規(guī)格的定型模塊。
5 生產(chǎn)技術(shù)工藝控制參數(shù)
擠出工藝參數(shù)的設(shè)計和控制直接影響制品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。通過三維模擬擠出工藝過程,可以優(yōu)化工藝參數(shù),避免制品缺陷的形成。MPP單壁波紋管生產(chǎn)工藝參數(shù)有擠出溫度、加料速度、螺桿轉(zhuǎn)速、機頭壓力、吹脹壓力、牽引速度等。在諸多工藝參數(shù)中,加料速度、螺桿轉(zhuǎn)數(shù)及牽引速度必須相互匹配,擠出溫度的控制、吹脹壓力的平衡穩(wěn)定控制對波紋管的生產(chǎn)質(zhì)量至關(guān)重要。
擠出溫度主要為螺桿溫度的控制,表4為MPP單壁波紋管擠出溫度控制。螺桿轉(zhuǎn)速是極為重要的工藝參數(shù)之一。開車時,螺旋轉(zhuǎn)速通常調(diào)得較低,待生產(chǎn)穩(wěn)定后,緩慢提高轉(zhuǎn)速, 同時密切觀察擠出機電流、熔體壓力變化及產(chǎn)品質(zhì)量。機頭壓力應(yīng)控制適當,不能偏大, 也不能過小。
壓縮空氣的吹脹壓力直接影響波紋成型質(zhì)量。在生產(chǎn)時,一定要保證有充足的氣源,并保證壓力的穩(wěn)定。
波紋成型模具溫度的控制要適宜, 既不能太高,也不能冷卻過度。選用風冷加水冷即可達到降低模具溫度的效果。
波紋成型速度要與擠出速度相匹配。如常用的DN1 50型的單壁波紋管材,擠出成型速度一般控制在1.50m/min左右。
7 結(jié)語
配制好MPP原材料配方,嚴格控制填料和助劑的添加;制備造粒粒料,可簡化和改善生產(chǎn)流程和環(huán)境;確定好成型模塊運行軌跡,是波紋管成型和設(shè)備選型的技術(shù)關(guān)鍵;把握好生產(chǎn)工藝控制參數(shù),是保證管材品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。
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