聚乙烯蠟小編分享PVC木塑發泡制品生產技術精華(四)
建筑裝修中用的裝修材料很多,而其中木塑發泡制品是一種新型環保裝飾材料,無污染環保材料,無甲醛,安裝方便,裝飾效果美觀,常見的制品有竹木纖維集成墻板、生態木、綠可木、木塑門、門套線等產品。下面青島賽諾聚乙烯蠟小編分享PVC木塑發泡制品生產技術精華,由于篇幅較長,分為6個章節介紹。下面主要講解加工及出現的常見問題。
五、車間協作及制品加工過程
1、稱量
根據制品的性能、加工技術和配方情況的要求選用合格的原料并進行稱量,稱量要準確無誤,作好記錄。
2、混料
(1)混料,高低混料機一般混料溫度為高混溫度125℃(高混機排氣孔打開),冷混溫度45℃(冷混鍋要通水)
(2)投料順序,先加入鈣粉木粉混到65℃,再加入小料、PVC,最后加回料。
(3)熱混與冷混。
所謂熱混,是指將混合物加熱到軟化溫度或軟化溫度以上進行的摻混過程。熱混過程中各組分之間不僅有空間位置的相對變化,還有粒子先被打碎,粒徑減小而后又逐漸長大的變化過程,因此這是一種分散混合。當所有原料按配方比例投入熱混鍋后,熱混鍋中的攪拌器首先以低速啟動,隨后立刻切換為高速攪拌。物料在高速剪切作用下迅速升溫,并達到設定的125℃,在此過程中,PVC顆粒逐漸變軟膨脹,并產生一定程度的凝膠化作用(預塑化),許多熔點較低的物質如潤滑劑也已經融化滲入或黏附在PVC表面,各種原料在高速剪切作用下粒子被打散逐漸細化,表面能急劇增加,然后重新吸附在PVC表面上,使得PVC顆粒粒徑漸漸變大,物料獲得較好的初步凝膠化作用和分散效果。熱混使干物料同時取得較大的表觀密度,物料流動能力加強,這有利于干混料的輸送,并取得較高的擠出效率。比如,PVC表面密度在0.55ml/g左右,而在經過混料過程后,混合料的表觀密度能到達到0.62ml/g。
熱混的過程中要注意,由于各種原料中難免含有水分和易揮發組分,在熱混過程中這些易揮發組分在高溫作用下揮發,因此熱混時一定要保證熱混鍋排氣通道的暢通。如果排氣不充分,熱混鍋頂部冷凝的水分會重新落入原材料,使最終制品中內部形成氣孔等缺陷。
熱混鍋的升溫主要是來自攪拌葉片的剪切作用,因此葉片的完好程度將明顯影響熱混效果。當葉片端部的磨損超過15mm時,熱混效果將大打折扣。實際經驗中,當熱混時間達到正常時間的兩倍時,必須更換受損葉片。
物料在熱混鍋達到設定的溫度后,將被迅速放入冷混鍋,在攪拌器的慢速攪動和冷混鍋外冷卻系統的作用下充分地分散降溫,這個過程就是冷混。冷混鍋的容積至少是熱混鍋的兩倍,非常有利于熱混料的降溫。如果冷混溫度太高,冷卻不充分也不均勻,PVC干混料會較長時間處于較高溫度,消耗太多穩定劑,導致PVC的降解,干混料發紅并影響到最終產品的熱穩定性和耐候性。
(4)混料效果的評價
混料的目的是為了取得PVC適度的初步凝膠化作用,配方各組分之間的均勻分布,以及獲得適度的表觀密度和干流性。要量化的評價干混料各組分之間的分布均勻程度是較難的,但干混料的一些表觀密度等是很容易加以控制的。在實際生產中干混料的混料質量往往通過以下幾項指標進行評價和控制:
①表觀密度②表觀白度③熱穩定時間④揮發分含量⑤流變性能⑥篩余物⑦干流性
上述干混料指標中,干混料的白度能夠反映配料的計量準確與否,更重要的是反映原料的初步凝膠化程度。當白度低于正常值時,反映原料中凝膠化作用過強,原料受熱時間過長,需檢查熱混溫度的控制是否準確,如熱電偶是否接觸不良導致實際溫度過高等;表觀密度過大,篩余物過多過大,反映同樣的問題,原料的熱混由過頭的傾向,需要檢查設備。當表觀密度過低、干流時間過長時,反映混合效果不好,需注意實際溫度控制是否有問題。熱穩定時間異常,要么原料的加入計量不準,導致熱穩定劑不足或過多,也可能是混料的溫度控制系統有問題。有時,由于攪拌葉片磨損嚴重,溫度很難達到設定溫度,結果物料經受過長時間的熱混,也會導致干混料熱穩定時間縮短。揮發分含量超標,反映熱混時揮發分排除不良,一方面要控制原材料的揮發分含量,另一方面要檢查熱混鍋的揮發分排空通道是否堵塞。
3、開機
(1)擠出機工藝溫度設定及喂料轉速、主機轉速等設定
主機:Ⅰ區135-140℃;Ⅱ區145-150℃;Ⅲ區160-165℃;Ⅳ區165-170℃(參考)
合流芯:155℃
口模:Ⅰ區170-175℃;Ⅱ區170-175℃;Ⅲ區170-175℃;Ⅳ區170-175℃(參考),根據制品的不同設定相應的溫度。
新設備開機前,需要依次加入少量PE蠟和硬脂酸、開機料和正常生產料。加入PE蠟和硬脂酸能夠更好地排掉設備內的雜質并起到維護設備的作用。
(2)模具、定型模,注意真空壓力和冷卻水的溫度,和模時找到制品的發泡點進行合模。
4、牽引
根據實際情況設定合理的牽引速度。
5、切割
6、測米重,檢查制品的質量
(1)墻板米重
制品規格 |
米重g/m |
300mm |
1500 |
400mm |
2300 |
600mm |
3500 |
(2)線條米重
線條米重視線條種類和生產要求而定
8、包覆或3D打印,具體視實際生產而定
六、常見問題及注意事項
1、不發泡、發泡不良或出現大氣泡,根據現場情況查看設備和調整工藝配方
2、制品筋不粘連,制品脆性大,表面不光滑,調整配方中的滑劑體系及工藝參數
3、制品表面不光滑或有波浪紋、斷面出現陰陽臉,根據設備和配方情況而定
七、PVC發泡制品擠出成型的原理
注:生產發泡制品主要是觀察物料的狀態和泡孔結構(塑化最好達到95%以上,泡孔越密實越好)。
PVC發泡擠出制品是指用PVC樹脂、穩定劑、加工助劑、發泡劑等經擠出機塑化、壓縮剪切擠出,有特定的發泡工藝而成形的表面堅硬、內心發泡的制品。稱之結皮發泡板。
PVC發泡擠出成型主要采用化學發泡劑。聚合物熔體擠出口模前,發泡劑分解所得氣體溶解于聚合物熔體中;擠出口模后,熔體內壓力下降,溫度降低,使融入熔體的氣體處于過飽和的狀態,發生相分離,形成大量泡孔而發泡。離開口模后即被冷卻定型模中的冷卻水強制冷卻,使其表面形成硬質皮層,而熔體在內部迅速發泡擴張形成發泡層。所得制品其表皮厚度為0.3-0.5mm,表皮的厚度會隨熔體溫度、冷卻速度、牽引速度等的不同而變化。由于發泡劑在接近PVC熔融溫度(約180度)的條件下發泡,但又要求發泡必須發生在PVC熔融之后,所以必須使發生在相同溫度下的發泡和熔融這兩個過程相互分開,才不會造成相互干擾,影像制品的質量。為防止熔體提前發泡,應盡可能使發泡階段后推,含有發泡劑的熔體必須從機頭擠出后才膨脹。同時機頭內的壓力要應高于氣體氣體發泡的壓力。若熔體在機頭內發泡氣體逸出將破壞已形成的泡孔,導致表面粗糙。
PVC發泡板擠出成型的生產工藝參數應遵循如下原則:
1、在冷卻定型時水溫在10度以下最好。水溫過高,制品表面硬度,不夠冷卻不充分易變形。
2、PVC發泡配方中通常用AC發泡劑。配方中的鉛鹽穩定劑可使AC發泡劑的熱分解溫度減低由200度降至170度左右,然而PVC的熔融溫度高于170度,這就要求擠出溫度介于PVC熔融溫度和AC分解溫度之間。一般熔體的溫度要比實際的溫度高30度左右。
3、一般最好選擇較低的擠出溫度,即稱低溫擠出工藝。
4、物料既要在擠出機內完全塑化,又要防止AC過早分解產生氣體而引起氣體的逸散和泡孔直徑變大,致使出現熔體脈動現象。發泡點的位置已控制在成型模頭內,并盡可能移向模唇口,以利于離模發泡。
5、只有獲得較小的泡孔結構,才有降低密度的空間。要想獲得較小的泡孔結構、泡孔致密均勻、達到一定發泡倍率的制品,主要取決于物料的狀態塑化的程度和發泡劑的濃度,質量的流率、擠出溫度和擠出壓力等因素的控制,它們之間的關系如下:
發泡劑濃度增加,發泡倍率隨之增加,密度減小。另一方面發泡劑濃度增加又與上述1、項的原則背離,其發泡點將遠離模口。
6、提高質量的流率發泡點移向模唇口,有利于產品的質量提高韌性密度會有所降低。但值得注意的是對擠出壓力不會產生影響。
7、采用適宜的低溫擠出工藝,產生的氣泡直徑小、數量多,可形成優良的泡孔結構。有了優良的泡孔結構才會生產出密度低的產品。擠出溫度過高,使氣體分散不均勻,形成不穩定的氣體,同時泡孔直徑變大、數目減少;擠出溫度過低,造成物料塑化不徹底或達不到AC發泡劑的分解溫度而產生不了大量的氣體,會導致密度過高。
8、控制模唇溫度是調節模唇口熔體壓力的有效辦法。模唇口溫度降低,熔體壓力升高物料剪切經理延長,發泡點向模唇口移動,有利于離模發泡對制品的韌性也會相應地提高,但是,模唇溫度高低對氣泡的數量沒有影響。
9、模唇口熔體壓力也是控制發泡倍率的決定因素。在同一配方中,口模的壓力升高,發泡倍率變小:壓力降低,發泡倍率增大。在實際生產中,通常模唇口熔體壓力是通過改變牽引速度、模溫機的溫度來實現的。
10、擠出壓力增加,氣泡數量增多,發泡倍率也隨之加大。擠出壓力又與氣泡直徑成反比,擠出壓力增大氣泡直徑變小。在實際操作中,同步提高螺桿喂料轉速即能加大擠出壓力。
螺桿的轉速和擠出速率與泡孔的關系。
在一般情況下,螺桿轉速與擠出機速率成正比,與熔體在擠出機內滯留時間成反比。滯留時間增加時氣泡數量增加,達到最大值后再減少,滯留時間很長時,氣泡變粗。
以上所說:提高質量流率、保證適宜的低溫擠出、控制成型模頭的溫度及設計合理的配方等,是生產優質的結皮發泡板的關鍵工藝技術。所以擠出發泡制品工藝條件較為復雜,主要應該掌握工藝要點,熔體在發泡之前必須在擠出機內完全塑化,避免在擠出機內和模具內發泡。熔體一旦離開模口時即開始發泡,而口模壓力對發泡倍率影響最大。擠出速度快,結皮厚度較薄。
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文章來源:青島賽諾 編輯:青島賽諾
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