聚乙烯蜡小编分享PVC木塑发泡制品生产技术精华(四)
建筑装修中用的装修材料很多,而其中木塑发泡制品是一种新型环保装饰材料,无污染环保材料,无甲醛,安装方便,装饰效果美观,常见的制品有竹木纤维集成墙板、生态木、绿可木、木塑门、门套线等产品。下面青岛赛诺聚乙烯蜡小编分享PVC木塑发泡制品生产技术精华,由于篇幅较长,分为6个章节介绍。下面主要讲解加工及出现的常见问题。
五、车间协作及制品加工过程
1、称量
根据制品的性能、加工技术和配方情况的要求选用合格的原料并进行称量,称量要准确无误,作好记录。
2、混料
(1)混料,高低混料机一般混料温度为高混温度125℃(高混机排气孔打开),冷混温度45℃(冷混锅要通水)
(2)投料顺序,先加入钙粉木粉混到65℃,再加入小料、PVC,最后加回料。
(3)热混与冷混。
所谓热混,是指将混合物加热到软化温度或软化温度以上进行的掺混过程。热混过程中各组分之间不仅有空间位置的相对变化,还有粒子先被打碎,粒径减小而后又逐渐长大的变化过程,因此这是一种分散混合。当所有原料按配方比例投入热混锅后,热混锅中的搅拌器首先以低速启动,随后立刻切换为高速搅拌。物料在高速剪切作用下迅速升温,并达到设定的125℃,在此过程中,PVC颗粒逐渐变软膨胀,并产生一定程度的凝胶化作用(预塑化),许多熔点较低的物质如润滑剂也已经融化渗入或黏附在PVC表面,各种原料在高速剪切作用下粒子被打散逐渐细化,表面能急剧增加,然后重新吸附在PVC表面上,使得PVC颗粒粒径渐渐变大,物料获得较好的初步凝胶化作用和分散效果。热混使干物料同时取得较大的表观密度,物料流动能力加强,这有利于干混料的输送,并取得较高的挤出效率。比如,PVC表面密度在0.55ml/g左右,而在经过混料过程后,混合料的表观密度能到达到0.62ml/g。
热混的过程中要注意,由于各种原料中难免含有水分和易挥发组分,在热混过程中这些易挥发组分在高温作用下挥发,因此热混时一定要保证热混锅排气通道的畅通。如果排气不充分,热混锅顶部冷凝的水分会重新落入原材料,使最终制品中内部形成气孔等缺陷。
热混锅的升温主要是来自搅拌叶片的剪切作用,因此叶片的完好程度将明显影响热混效果。当叶片端部的磨损超过15mm时,热混效果将大打折扣。实际经验中,当热混时间达到正常时间的两倍时,必须更换受损叶片。
物料在热混锅达到设定的温度后,将被迅速放入冷混锅,在搅拌器的慢速搅动和冷混锅外冷却系统的作用下充分地分散降温,这个过程就是冷混。冷混锅的容积至少是热混锅的两倍,非常有利于热混料的降温。如果冷混温度太高,冷却不充分也不均匀,PVC干混料会较长时间处于较高温度,消耗太多稳定剂,导致PVC的降解,干混料发红并影响到最终产品的热稳定性和耐候性。
(4)混料效果的评价
混料的目的是为了取得PVC适度的初步凝胶化作用,配方各组分之间的均匀分布,以及获得适度的表观密度和干流性。要量化的评价干混料各组分之间的分布均匀程度是较难的,但干混料的一些表观密度等是很容易加以控制的。在实际生产中干混料的混料质量往往通过以下几项指标进行评价和控制:
①表观密度②表观白度③热稳定时间④挥发分含量⑤流变性能⑥筛余物⑦干流性
上述干混料指标中,干混料的白度能够反映配料的计量准确与否,更重要的是反映原料的初步凝胶化程度。当白度低于正常值时,反映原料中凝胶化作用过强,原料受热时间过长,需检查热混温度的控制是否准确,如热电偶是否接触不良导致实际温度过高等;表观密度过大,筛余物过多过大,反映同样的问题,原料的热混由过头的倾向,需要检查设备。当表观密度过低、干流时间过长时,反映混合效果不好,需注意实际温度控制是否有问题。热稳定时间异常,要么原料的加入计量不准,导致热稳定剂不足或过多,也可能是混料的温度控制系统有问题。有时,由于搅拌叶片磨损严重,温度很难达到设定温度,结果物料经受过长时间的热混,也会导致干混料热稳定时间缩短。挥发分含量超标,反映热混时挥发分排除不良,一方面要控制原材料的挥发分含量,另一方面要检查热混锅的挥发分排空通道是否堵塞。
3、开机
(1)挤出机工艺温度设定及喂料转速、主机转速等设定
主机:Ⅰ区135-140℃;Ⅱ区145-150℃;Ⅲ区160-165℃;Ⅳ区165-170℃(参考)
合流芯:155℃
口模:Ⅰ区170-175℃;Ⅱ区170-175℃;Ⅲ区170-175℃;Ⅳ区170-175℃(参考),根据制品的不同设定相应的温度。
新设备开机前,需要依次加入少量PE蜡和硬脂酸、开机料和正常生产料。加入PE蜡和硬脂酸能够更好地排掉设备内的杂质并起到维护设备的作用。
(2)模具、定型模,注意真空压力和冷却水的温度,和模时找到制品的发泡点进行合模。
4、牵引
根据实际情况设定合理的牵引速度。
5、切割
6、测米重,检查制品的质量
(1)墙板米重
制品规格 |
米重g/m |
300mm |
1500 |
400mm |
2300 |
600mm |
3500 |
(2)线条米重
线条米重视线条种类和生产要求而定
8、包覆或3D打印,具体视实际生产而定
六、常见问题及注意事项
1、不发泡、发泡不良或出现大气泡,根据现场情况查看设备和调整工艺配方
2、制品筋不粘连,制品脆性大,表面不光滑,调整配方中的滑剂体系及工艺参数
3、制品表面不光滑或有波浪纹、断面出现阴阳脸,根据设备和配方情况而定
七、PVC发泡制品挤出成型的原理
注:生产发泡制品主要是观察物料的状态和泡孔结构(塑化最好达到95%以上,泡孔越密实越好)。
PVC发泡挤出制品是指用PVC树脂、稳定剂、加工助剂、发泡剂等经挤出机塑化、压缩剪切挤出,有特定的发泡工艺而成形的表面坚硬、内心发泡的制品。称之结皮发泡板。
PVC发泡挤出成型主要采用化学发泡剂。聚合物熔体挤出口模前,发泡剂分解所得气体溶解于聚合物熔体中;挤出口模后,熔体内压力下降,温度降低,使融入熔体的气体处于过饱和的状态,发生相分离,形成大量泡孔而发泡。离开口模后即被冷却定型模中的冷却水强制冷却,使其表面形成硬质皮层,而熔体在内部迅速发泡扩张形成发泡层。所得制品其表皮厚度为0.3-0.5mm,表皮的厚度会随熔体温度、冷却速度、牵引速度等的不同而变化。由于发泡剂在接近PVC熔融温度(约180度)的条件下发泡,但又要求发泡必须发生在PVC熔融之后,所以必须使发生在相同温度下的发泡和熔融这两个过程相互分开,才不会造成相互干扰,影像制品的质量。为防止熔体提前发泡,应尽可能使发泡阶段后推,含有发泡剂的熔体必须从机头挤出后才膨胀。同时机头内的压力要应高于气体气体发泡的压力。若熔体在机头内发泡气体逸出将破坏已形成的泡孔,导致表面粗糙。
PVC发泡板挤出成型的生产工艺参数应遵循如下原则:
1、在冷却定型时水温在10度以下最好。水温过高,制品表面硬度,不够冷却不充分易变形。
2、PVC发泡配方中通常用AC发泡剂。配方中的铅盐稳定剂可使AC发泡剂的热分解温度减低由200度降至170度左右,然而PVC的熔融温度高于170度,这就要求挤出温度介于PVC熔融温度和AC分解温度之间。一般熔体的温度要比实际的温度高30度左右。
3、一般最好选择较低的挤出温度,即称低温挤出工艺。
4、物料既要在挤出机内完全塑化,又要防止AC过早分解产生气体而引起气体的逸散和泡孔直径变大,致使出现熔体脉动现象。发泡点的位置已控制在成型模头内,并尽可能移向模唇口,以利于离模发泡。
5、只有获得较小的泡孔结构,才有降低密度的空间。要想获得较小的泡孔结构、泡孔致密均匀、达到一定发泡倍率的制品,主要取决于物料的状态塑化的程度和发泡剂的浓度,质量的流率、挤出温度和挤出压力等因素的控制,它们之间的关系如下:
发泡剂浓度增加,发泡倍率随之增加,密度减小。另一方面发泡剂浓度增加又与上述1、项的原则背离,其发泡点将远离模口。
6、提高质量的流率发泡点移向模唇口,有利于产品的质量提高韧性密度会有所降低。但值得注意的是对挤出压力不会产生影响。
7、采用适宜的低温挤出工艺,产生的气泡直径小、数量多,可形成优良的泡孔结构。有了优良的泡孔结构才会生产出密度低的产品。挤出温度过高,使气体分散不均匀,形成不稳定的气体,同时泡孔直径变大、数目减少;挤出温度过低,造成物料塑化不彻底或达不到AC发泡剂的分解温度而产生不了大量的气体,会导致密度过高。
8、控制模唇温度是调节模唇口熔体压力的有效办法。模唇口温度降低,熔体压力升高物料剪切经理延长,发泡点向模唇口移动,有利于离模发泡对制品的韧性也会相应地提高,但是,模唇温度高低对气泡的数量没有影响。
9、模唇口熔体压力也是控制发泡倍率的决定因素。在同一配方中,口模的压力升高,发泡倍率变小:压力降低,发泡倍率增大。在实际生产中,通常模唇口熔体压力是通过改变牵引速度、模温机的温度来实现的。
10、挤出压力增加,气泡数量增多,发泡倍率也随之加大。挤出压力又与气泡直径成反比,挤出压力增大气泡直径变小。在实际操作中,同步提高螺杆喂料转速即能加大挤出压力。
螺杆的转速和挤出速率与泡孔的关系。
在一般情况下,螺杆转速与挤出机速率成正比,与熔体在挤出机内滞留时间成反比。滞留时间增加时气泡数量增加,达到最大值后再减少,滞留时间很长时,气泡变粗。
以上所说:提高质量流率、保证适宜的低温挤出、控制成型模头的温度及设计合理的配方等,是生产优质的结皮发泡板的关键工艺技术。所以挤出发泡制品工艺条件较为复杂,主要应该掌握工艺要点,熔体在发泡之前必须在挤出机内完全塑化,避免在挤出机内和模具内发泡。熔体一旦离开模口时即开始发泡,而口模压力对发泡倍率影响最大。挤出速度快,结皮厚度较薄。
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