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PP-R塑铝稳态管材生产设备及工艺技术概述武汉金牛经济发展 李顺新郭兵 涂向群 罗贤想摘 要：本文经过对PP-R塑铝稳态管材生产设备及工艺步骤介绍，说明在满足关键工艺控制点要求情况下进行工艺改善，实现生产设备国产化。关键词：PP-R塑铝稳态管材；生产工艺；国产化设备；推广应用一、PP-R塑铝稳态管发展及前景分析：1、PP-R塑铝稳态管情况国际一九九五年，PP-R管在欧洲市场销售量为1.8万吨，而到一九九九年，PP-R管在欧洲销售量巳达6.2万吨，每十二个月销量以平均60%速度递增。值得注意是，一九九四年，德国市场上90%PP-R管为全塑PP-R管，而到一九九九年，德国市场上65%PP-R管均为PP-R塑铝稳态管（包铝管），它代表了国际市场PP-R管发展轨迹：PP-R管应用量增加极其迅猛，最初由全塑PP-R管为主，后转向以PP-R铝塑复合管为主，这种现象是否是中国PP-R管发展趋势呢？PP-R铝塑复合管在国际上拓展迅猛成因是什么呢？据分析PP-R铝塑复合管在国际上拓展迅猛成因可从两个方面叙述：（1）技术原因PP-R塑铝稳态管技术特点突出表现在：膨胀系数小，刚性增强，明装完全不变形；不渗氧、卫生性；抗紫外线能力强；热熔连接，密封性好；耐压性能好。（2）成本原因：PP-R铝塑复合管比全塑PP-R管成本高多少呢？制作成本上升12%，一个能够接收价格上升幅度。在欧洲，PP-R铝塑复合管售价比全塑PP-R管高70%-100%，这是由价格斜率所自然形成价格比。技术优化，赢利增大，确保了国际上PP-R塑铝稳态管流行肯定性。2、中国PP-R塑铝稳态管情况PP-R管作为新型化学建材有很多优点，应用十分广泛，但也存在缺点：线形膨胀系数大，轻易热胀冷缩，明装易变形，影响美观；抗紫外线能力差，在阳光照射下易降解老化，户外明装会降低使用寿命；抗高温蠕变性较弱，设计温度不高于80，常年使用温度不高于70，限制了PP-R管应用范围。德国是PP-R管起源地，其技术研究处于世界领先水平，现在有两种复合技术来处理PP-R管这些缺点：采取玻纤技术进行材料复合，但技术不成熟，管材抗冲击性能差，弱于PP-R管，实用性不大；采取PP-R管和铝直接粘合组成五层塑铝复合管，兼具金属管道和塑料管道优点，实用性强，技术成熟。金牛企业和德国洁水企业、德国HSM企业进行了技术交流，引进PP-R塑铝复合技术，成为中国首家采取稳态复合技术生产塑铝稳态管企业。金牛PP-R塑铝稳态管内管参考ISO15874标准生产，经过高温复合技术将PP-R和合金铝有机结合，组成PP-R塑铝稳态管，其含有膨胀系数小，明装不变形、不渗氧、抗紫外线辐射等特点。该产品经过专用工具剥去塑铝复合层后，使管材管件实现同质热熔连接，防渗漏性能可靠，而且在高温状态下能保持良好状态，使用寿命完全可达50年以上，在实际应用中显示出独有优势。金牛企业经过对德国生产技术和生产工艺消化改善，研制成塑铝稳态管专用成型设备，所生产出来产品完全达成德国产品质量水平，产品已经过了国家化学建材测试中心检测。二、金牛PP-R塑铝稳态管生产线技术特点：1、采取高效单螺杆挤出机，确保挤出高质、高效；篮式复合机头不受物料粘度改变影响，模头压力低，在高挤出量下仍保持低熔体温度；采取多级真空定径及优化喷淋设计，确保管材快速均匀冷却；低噪声，强力吸屑切割系统；2、自动控制系统直接采取微电脑控制，系统直观方便，采取人机对话，方便实现其工艺条件控制和调整。外覆挤出和牵引实现同时调速，确保生产工艺稳定和生产质量。整个系统充足融入了最新、最优系统设计理念；3、PP-R塑铝包覆设备是本条生产线最有特色部分，它将机械滚压成型技术、气动控制技术和正确动态控温技术充足结合在一起，包覆铝设备可开可停，同一条生产线一线两用，既可生产PP-R铝塑管，也可生产全塑PP-R管，最低经济投入带来最大市场产出；4、包覆铝设备实现了全过程自动化控制，无级调温，高精密加热粘接机电系统确保了粘接强度，成型系统出无需调整即可生产多规格管材，操作十分简便。附：PP-R铝塑管生产线生产设备配置：1.TFE1-60-30B单螺杆挤出机2台2.TFE1-30-25单螺杆挤出机 2台（注：1台用于色标线挤出机，1台用于涂胶）3.TFG共挤机头1台4.TFV63真空定径箱（不锈钢制作）1台5.SC63喷淋冷却箱（不锈钢制作）2台6.风筒式吹干设置1套7.铝盘放卷架（双工位）1台8.铝包覆成型机1台9.铝表面加热装置1套10.涂胶膜头1套11.外管模头1套12.涂胶抽闲装置1台13.TFE1-63牵引装置1套14.TFE1-63切割装置1套15.翻转架1台16.切口磨光装置1套17.西门子PLC控制系统1套三、PP-R塑铝稳态管生产工艺：1、PP-R塑铝稳态管材挤出生产工艺步骤图：2、控制关键点2.1 主机加工温度主机加工温度和原料材质、熔融指数MFR和所加工管材内管管径大小直接相关。从加料端至挤出机筒温度控制在160220范围内，机头温度在190220，熔体温度控制在22010。2.2 螺杆转速螺杆转速取决于挤出机螺杆直径大小和所加工管材规格，通常控制在30100转/分以内。2.3 真空定径（工艺控制点）真空压力通常取决于所加工内管管材规格大小及设备真空箱大小。PP-R管胚从模头挤出，经由定径套进入真空箱，管材外径、壁厚、表面质量初步定型。真空箱真空度通常控制在0.010.07Mpa范围内。2.4 冷却PP-R管胚从熔融状态转为固体，需要释放出大量热，所以冷却效果好坏直接关系到生产效率高低、产品质量稳定性。挤管机组采取双水箱沉醉式冷却或三级梯度水箱喷淋式冷却，水箱温度通常保持在1535左右。2.5外涂胶:（控制点）采取挤出涂胶法在复合好铝基管外涂一层粘胶（PP热熔胶或高温PE热熔胶），外涂挤出机温度高低应进行正确控制，以控制上胶粘度和均匀性。2.6 外挤出包覆:（控制点）在牵引机作用下，外涂胶完成管材经过挤出设备（外覆模头）在管外层再包覆一层塑料（PP-R或PE），挤出机外包覆温度应得以正确控制，确保产品外观质量。3故障处理3.1 外覆粘接不牢，外胶没包好处理方法：a要使管材表面全部有胶，吸胶真空要好；b提升铝带温度，开启扁平加热枪；3.2 铝管表面起棱（凸起）（1）没有粘牢处理方法：a首先看凸起部位发生在哪一道成型轮上，然后对应在哪道成型轮后看铝管包覆情况，拨开铝和管胚看经过成型轮后粘接情况，如发觉管胚和铝带之间有挤出熔料，则说明温度过高，合适减小加热此处风枪温度，如发觉此处没有粘接好，则应增加此处温度或提升此处压力，调整压轮螺杆，从侧面看轮和铝管间隙；b铝带复胶质量有问题，如胶膜折痕、胶和铝箔间有气泡、胶膜成块、部分无胶、局部剥离强度不够。（2）成型轮位置不对以下图： 成型轮3.3 铝管表面划伤：（1）外覆表面暗伤条纹处理方法：a 外覆口模有杂质，应给予清理口模；b 因铝带和内管未粘牢，涂胶残留在外覆口模，应清理外覆口模；c 调整外覆挤出量。（2）外覆表面明伤处理方法：a 水箱托轮有异物毛刺；b 密封水箱硅胶皮或冷却水布里有异物杂质。四、综述：伴随中国经济快速发展及城市建设需求，尤其是环境保护及“绿色”工程质量标准实施，PP-R塑铝稳态管以其优异物理性能及化学性能正快速占领化学建材管材市场，国外PP-R塑铝稳态管研究和生产已经有多年成熟经验和体系，中国则于多年来才开始兴起，在其生产工艺、质量控制、工程应用等方面有很多问题有待提升和完善。所以，大力进行这方面研究和开发意义重大。