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1、摘要摘 要PVC 扣板受国家产业政策支持，具有广阔的市场前景。本设计从聚氯乙烯扣板生产工艺着手，选择普遍使用的双螺杆挤出成型的成型方法生产 PVC 扣板，通过配方选择、物料衡算、设备选型、工艺参数控制等过程对整个工艺流程作了较为详尽的阐述。指出 PVC 扣板成熟的生产工艺路线，并从低成本、高性能、功能应用等各方面考虑设计了较为合理的 PVC 扣板生产配方和留有发展潜力的生产设备，计算其生产车间所需的各种生产设备和总投资成本，绘制出工艺流程图和生产车间设备平面布置图，对实际投资建设 PVC 扣板产车间的各个方面具有积极的指导作用。关键词：PVC；扣板；生产车间；工艺设计 AbstractAbst
2、ractPVC gusset plate production industries is supported by the nation industrial policy has broad market prospect. The design elaborates on the whole technics flow, it sets about production technics of PVC gusset plate and chooses the at large employ method that double screw are extruded Molding to
3、produce PVC gusset plate. Formula through choice of materials accounting, equipment selection, process parameters such as process control .The design point out a mellow production technics course of PVC gusset plate, and choose a logical production prescription and compelling production equipment of
4、 PVC gusset plate think s from low cost, high capability, function appliance. And count the cost of production equipment and the whole investment. It also protract technics flow chart and plane lay map of produce workshop equipment and give a affirmative guidance effect about every side of the factu
5、al investment build of PVC gusset plate production workshop.Keywords: PVC gusset plate； production workshop； design of techniques第一章 概述1第一章 概述1.1 产品的市场及需求塑料异型材是 20 世纪 50 年中期由联邦德国首先开发成功，1955 年德国诺彼尔公司生产出 PVC-U 塑料门框异型材。近年来，塑料异型材的应用风靡全球，覆盖建筑、汽车、电器、包装及其他一些领域，而 PVC 装饰扣板作为异型材的一种，尤其在建筑装饰行业中，普及率与日俱增 1。在我国异型材
6、生产在“八五”、“九五“、及“十五”期间均被列为重点开发产品，据了解 2，目前我国异型材生产规模在万吨级企业已有十多家，型材生产能力从1990年不足10万吨增长到2003年的80万吨，如目前国内最大的型材生产企业大连实德集团，2002已达到55万吨的生产能力。这些大型塑料异型材生产企业的建成标志着我国生产已走向经济规模，达到了一定的新水平。同时，随着我塑料异型材应用量的不断增大，产品的标准也随之不断进行编制与修订。同时我国的建筑市场巨大，据有关资料表明，每年我国竣工建筑面积超过10亿平方米，作为新型建材，塑料异型材中的PVC扣板在巨大的建材市场中确实具有独特的优势，原料来源丰富、性能优异，可替
7、代传统的木材、钢材等建筑材料，且有便于施工、节能等优点，加上我国政府的大力推广，塑料异型材的发展前景十分广阔。当人们已开始具有环保意识，“以塑代钢、以塑代木”的口号提出时，作为新材料，PVC塑料扣板具有很强的生命力。它以PVC为原料，经加工成为企口式型材，具有重量轻、安装简便、防水、防潮、防蛀虫的特点，它表面的花色图案变化也非常多，并且耐污染、好清洗、有隔音、隔热的良好性能，特别是新工艺中加入了阻燃材料，使其能离火即灭，使用更为安全。它成本低、装饰效果好，因此在家庭装修吊顶材料中占有重要位置，成为卫生间、厨房、阳台等吊顶的主导材料。而目前颁布的“十一五”发展规划中，对节能提出更高的要求，这将进
8、一步加速其在建筑业中的发展和普及。另一方面，在国外塑料异型材也有相当在的市场，美国早期的生产技术是从德国引进，20 世纪 80 年代得了迅速发展，90 年代发展更快，现在已成为世界异型材应用和生产大国，英国虽然起步较晚，但由于气候条件、能源费用上涨等原因，使其在 20世纪 80 年代中后期迅速发展，现以成为欧洲最大的生产国和使用国。在亚洲，日本出于节能的需要，在 20 世纪 60 年代开始试制塑料异型材，韩国发展较晚，只有十几年历史，其市场容量也相当巨大。茂名学院本科毕业设计：3000 吨/年聚氯乙烯扣板生产车间工艺设计21.2 国内外主要工艺路线介绍PVC 扣板的生产工艺在国内外已相当成熟挤
9、出成型工艺，是聚合物加工领域中生产品种最多，变化最多、生产率高、适应性强、用途广泛、产量所占比重最大的成型加工方法。挤出成型是使高聚物的熔体(或粘性流体)在挤出机的螺杆的挤压作用下通过一定形状的口模而连续成型，所得的制品为具有恒定断面形状的连续型材 3。螺杆挤出机又可分为单螺杆挤出机和多螺杆挤出机目前单螺杆挤出机是生产上用得最多的挤出设备，也是最基本的挤出机。多螺杆挤出机中双螺杆挤出机近年来发展最快，其应用也逐渐广泛。目前，在 PVC 塑料型材的加工中，双螺杆挤出机已成为主要生产设备，单螺杆挤出机已被逐步淘汰。但在其它聚合物的挤出加工中单螺杆挤出机仍占主导地位 4。单螺杆挤出机特点：结构简单，
10、价格低。适合聚合物的塑化挤出，适合颗粒料的挤出加工。对聚合物的剪切降解小，但物料在挤出机中停留时间长。操纵容易，工艺控制简单。双螺杆挤出机：结构复杂，价格高。 具有很好的混炼塑化能力，物料在挤出机中停留时间短，适合粉料加工。产量大，挤出速度快，单位产量耗能低。根据实践可以看到单螺杆挤出机适合粒料加工，它使用的原料是经造粒后的颗粒或经粉碎的颗粒料。而双螺杆挤出机适合粉料加工，它可以直接使用混合好的 PVC 料，减少了造粒的工序，但多了废料的磨粉工序。同时双螺杆挤出机生产的 PVC 扣板的物理、力学性能优于单螺杆挤出机，比较如下：表 1.1 双单螺杆挤出机生产的 PVC 扣板的物理、力学性能比较项
11、目 指标 双螺杆生产扣板 单螺杆生产扣板 检测标准密度/（g/m 3） 1.51.8 1.51.8 1.51.8 GB/T1033-1986拉伸强度/MPa 18 28 10 GB/T1022-1991落球冲击强度 10 不破裂 10 次不破裂 2 次不破裂 GB/T1112-1985维卡软化点/c 75 80 70 GB/T1633-1979所以，通过对双单螺杆挤出机生产的 PVC 扣板的物理、力学性能比较，本车间选用双螺杆生产设备。1.3 设计依据本设计主要依据生产聚氯乙烯装饰扣板项目任务书以及国家标准 GB/T2133-95室内装饰用硬聚氯乙烯（PVC-U）挤出型材 。第一章 概述31.
12、4 产品方案1.4.1 产品规格通过对市场的了解，产品规格为 250.5 的产品市场销售情况最好，所以产品的规格确定为 60002505mm，同时该规格也符合国家标准的规定。1.4.2 产品配方生产 PVC 扣板的配方很多，但配方的组成大致相同。通过查询资料比较，采用如下的生产配方 5。表 1.2 PVC 扣板生产配方表原辅材料 作用 单位（质量份）PVC（ SG-5） 树脂 100三盐基硫酸铅 热稳定剂 4.0二碱式亚磷酸铅 复合稳定剂 2.0硬脂酸铅 润滑剂 1.0硬脂酸钙 润滑剂 1.0活性重质碳酸钙 填充剂 50邻苯二甲酸二辛酯（DOP） 增塑剂 4.0ACR 加工流动改性剂 2.0氯
13、化聚乙烯 冲击改性剂 5.0钛白粉 着色剂 2.01.4.3 配方各组分作用说明PVC制品生产过程中必须加入各种助,加入各种助剂的目的是：改善加工性能；提高制品的力学、物理、光、热、电等性能；降低制品的成本。加入的助剂要与树脂的相容性好，助剂就分布均匀，所起的作用就可持久。但必须是对树脂的分子结构无明显影响的物质。加工聚氯乙烯制品需加入助剂的种类，按其功能大致可分为：稳定剂、增塑剂、着色剂、润滑剂、填充剂等 6,7。(1) 聚氯乙烯树脂聚氯乙烯（PVC）是世界第二大通用树脂，是由氯乙烯单体（VCM）聚合而成的一种热塑性高分子化合物。工业品是白色或浅黄色粉末，密度约 1.4g/cm3，含氯量56
14、%58%。低分子量的易溶于酮类、酯类和氯代烃类溶剂，高分子量的则难溶解，具有极好的耐化学腐蚀性。到 2004 年底，我国 PVC 生产企业约有七十家，产能 660 万t8,9,10。其中糊树脂近三十万吨。PVC 产能超过 20 万 t/a 的企业 9 家，产能合计 268万 t/a，占总产能的 40%；产能超过 l0 万 t/a 的企业 23 家，产能合计 447 万 t/a，占总茂名学院本科毕业设计：3000 吨/年聚氯乙烯扣板生产车间工艺设计4产能的 68%。2004 年产量达到 503 万 t，同比增长 18%。表观消费量 662 万 t，同比增长 11%。进口 163 万 t，同比减少
15、 7%。2005 年上半年累计产量 295 万 t，同比增长22%。由此可知，PVC 扣板的原材料来源是充足的。国产 PVC 树脂按平均聚合度将PVC 树脂分成了很多种型号 11，即：表 1.3 PVC 树脂型号表序号 型号 K 值1 SG1 77752 SG2 74733 SG3 72714 SG4 70695 SG5 68666 SG6 65637 SG7 62608 SG8 5955生产 PVC 扣板所用的树脂必须符合挤出加工的要求，本设计中选用 SG-5 型号的PVC 树脂可行。这种树脂一般要求 K 值为 68 左右，挥发物 0.4%，同时对树脂的白度及杂质含量如黄、黑点及鱼眼等也有一
16、定的要求。PVC 树脂的堆密度对挤出工艺有一定的影响，生产时应视具体情况对工艺作相对的调整。(2)稳定剂纯的 PVC 树脂对热极为敏感，当加热温度达到 90以上时，就会发生轻微的热分解反应，由于 PVC 树脂分子结构的热不稳定性，所以在加工过程中产生降解作用，释放出 HCl 气体，随着降解程度的加剧，PVC 树脂由白色 淡黄色橘黄色橘红色棕色黑色。从变黄开始伴有刺鼻的 HCl 酸味。PVC 降解的原因和历程比较复杂，主要是 PVC 分子中存在端双链及叔氯原子，处于这些不稳定处的 H+和 Cl-原子容易脱除，生成 HCl 逸出，如果不抑制 HCl 的产生，则会继续降解，不断脱出 HCl，使 PVC 分子链形成共轭多烯结构，并使 PVC 大分子裂解成许多工作小分子，因此必须提高 PVC的热稳定性。为此在加工过程中要加入稳定剂进行抑制。在 PVC 塑料生产中通常使用铅盐类稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂、金属皂类稳定剂、稀土复
