聚氯乙烯结皮发泡棒材的挤出成型优化

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：聚氯乙烯结皮发泡棒材的生产工艺流程：配料→高速热混→冷混→挤出→发泡→冷却定型→牵引→定长切割→翻转堆料→检验→成品入库。PVC结皮发泡棒材挤出成型生产线如图7-8所示。结皮发泡制品挤出成型的关键是使发泡剂的分解、气泡核的形成、气泡核的膨胀和泡体的固化定型与PVC树脂的塑化及成型过程相适应。

（1）原料与配方PVC结皮发泡棒材的原料与配方（质量份）：

PVC（SG-6），100；稳定剂，5～7；润滑剂，1～2；ACR，4～6；AC发泡剂，0.3～0.5；超细轻质碳酸钙，5～10；颜料，适量。

（2）生产设备和工艺流程聚氯乙烯结皮发泡设备包括高速热混机、冷却搅拌机、单螺杆挤出机、冷却定型装置、牵引机、切割机和堆放架等，其主要设备参数见表7-6。

聚氯乙烯结皮发泡棒材的生产工艺流程：配料→高速热混→冷混→挤出→发泡→冷却定型→牵引→定长切割→翻转堆料→检验→成品入库。PVC结皮发泡棒材挤出成型生产线如图7-8所示。

表7-6 生产PVC结皮发泡棒材的主要设备参数

图7-8 PVC结皮发泡棒材的挤出成型生产线

1—螺杆温度调节装置 2—加料装置 3—挤出机 4—发泡机头及定型装置 5—第一冷却槽 6—第二冷却槽 7—牵引装置 8—切断装置 9—收集装置

（3）生产工艺聚氯乙烯结皮发泡棒材的挤出生产成型工艺条件要比生产普通棒材严格得多。结皮发泡制品挤出成型的关键是使发泡剂的分解、气泡核的形成、气泡核的膨胀和泡体的固化定型与PVC树脂的塑化及成型过程相适应。

1）挤出温度的控制。把握好温度可使AC发泡剂的分解速度得以控制。在送料段为防止过早分解的发泡剂气体从加料斗逃逸，应使用较低的温度；在压缩段和计量段为使发泡剂发气量在挤出过程中增加，并均匀地溶在PVC熔体内，应采用较高的温度。随挤出温度升高，物料的黏度降低，使泡孔增大，发泡体的密度减小，尤其是在温度为170～190℃时发泡率明显增加，制品密度显著降低，并且结皮层厚度减小。在口模处的温度控制应当低些，以防止发泡过渡，同时也可稳定机头内的压力平衡。

一般应将温度值为进料段130～150℃，塑化段160～170℃，均化段170～180℃，机头160～170℃，出口温度155～165℃。

2）挤出压力控制。PVC挤出发泡棒材时，机头要保持一定压力才能保证料坯离模发泡。一般PVC结皮发泡棒材的挤出速度应控制在螺杆转速为15～20r/min，其制品牵引速度控制在1～2m/min。

3）熔体的黏度控制。PVC挤出发泡棒材时，熔体的黏度既受到PVC树脂和助剂的规格品种、添加量的影响，又受到螺杆转速、挤出温度等工艺条件的影响。在发泡过程中，PVC要在熔体中形成一定数量的气泡核和过饱和气体，才能得到结构细密、质量轻、泡孔均匀、表层为硬皮的发泡棒材。如果黏度大，气泡膨胀的速度下降，泡体的密度也大，这样在热处理中会引起二次发泡，表面质量就会变差。为了控制黏度可适当增加润滑剂的加入量。

（4）PVC结皮发泡棒材的性能和用途主要用于制造仿木家具，其性能要求如下。

1）棒材密度为0.6～0.8g/cm³。

2）弯曲试验不能有裂纹或断裂现象。

3）加热（120℃）后无气泡、斑点、裂纹。

4）简支梁冲击试验（整体）强度大于18kJ/m²。

5）吃钉强度大于180N/mm。

6）燃烧性（氧指数）大于40。

结皮发泡棒材的密度应控制在0.6～0.8g/cm³。发泡过度、结皮层过薄会使棒材密度过小，在制作家具中容易产生加热弯曲时塌陷，用螺钉固定时吃钉强度低的问题；密度过大，棒材抗冲击强度差，以后加工时难以弯曲和拧入螺钉。热处理后的状态和吃钉强度对棒材的以后加工影响很大。