挤出PVC结皮发泡异型材

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挤出PVC结皮发泡异型材pvc专辑  2008-09-1510:59  阅读95   评论0 字号：大大 中中 小小 挤出PVC结皮发泡异型材的研究摘　要：使用国产φ65单螺挤出机和自产结皮发泡模具并进行针对性改进，应用各种进口材料和国产材料进行配方工艺实验。结果表明：通过调整发泡剂，改性调节剂，流变润滑剂等材料的品种和用量，获得挤出发泡体稳定、发泡均匀、表观效果良好的结皮发泡异型材，制品密度0.4～0.8g/cm3。　　关键词：PVC结皮发泡；挤出；国产机械模具　　对于PVC结皮与自由发泡型材/板材，挤出机械和模具设计技术，发泡剂、改性调节剂和流变润滑剂等材料的应用技术是关键。国内近年来此方面的研究和开发日趋增多，但基本局限于进口设备和原材料。本文使用佛山塑料机械厂φ65单螺杆挤出机和湖北普辉塑料模具有限公司结皮发泡模具，使用各种进口和国产原材料进行配方研究。　　1　实验部分　　1.1　主要原料　　PVC树脂粉(P=700，山东齐鲁，湖南株州，日本等地产)；SW-401多元综合安定剂(广州通达橡塑有限公司产)；发泡调节剂(PA-60，日本钟渊产；K-400，ROHM&HASS公司产；10F，德国熊牌公司产；ACR-401，温州产)；发泡剂(CT232，德国BoehringerIngeigeim公司产；AC，韶关产；CN-010，广州通达橡塑有限公司产)；流变润滑剂(LUB-201，广州通达橡塑有限公司产)；轻质碳酸钙(花都产)。　　1.2　设备　　高速捏合机，冷却混合机，辽宁产；SJ-φ65单螺杆挤出机，佛山塑料机械厂产；结皮发泡模具，湖北普辉塑料模具有限公司产。　　1.3　实验方法　　将PVC树脂粉、复合稳定剂、润滑剂、填充剂、发泡剂、发泡调节剂等原材料按一定的配比置捏合机上捏合，在佛山单螺杆挤出机和湖北普辉模具上挤出发泡异型材。适当调整温度、螺杆转速、冷却水温度等加工工艺。　　2　工艺与讨论　　2.1　机械与模具设计及其相关控制工艺　　2.1.1　挤出机机颈改造与开停机工艺控制针对发泡的特点，作出如下改进：　　(1)在机颈增加内置发热圈，克服开机时机颈部分受热不均造成冷料积压而导致的料流紊乱，发泡不均。 　　(2)通过调整分流板网孔大小来调整挤出压力，使之与模具压缩段的压力匹配，从而使料流在分流板出来后到模具压缩段的流动保持均匀，防止熔体紊乱和提前发泡。　　(3)开机时，先趟开机颈，挤出停留在挤出机内因受热不均而部分焦化或未塑化的物料，然后停主机，迅速合上机颈法兰板，再开机挤出。如开机时使用特别配制的开停机料，则不需此步骤。　　(4)停机时，停加生产料，换用开停机料，待开停机料挤出摸头后，停机。　　2.1.2　结皮发泡异型材模具的设计与改进　　(1)参考发泡倍率放大的腔体直接放大法　该法制作的模具易出现挤出不稳定而导致的熔体紊乱或破裂，挤出发泡倍率不能高，挤出制品密度大(一般为0.7g/cm3以上)。　　(2)芯体法　利用芯体的厚度和长度、分流层的厚度等参数控制发泡倍率，根据模具大小考虑是否在芯体内置发热棒。该法制得的模具相对来说挤出料流稳定，发泡倍率较高。但对于扁平形状制品两边和中间易出现挤出料流不均匀的现象。　　(3)多棒组合芯体法　参照壁板模具设计，利用一组组合芯体制使品(尤其是扁平制品)挤出更加稳定，发泡体密度规则，制品性能更好。　　(4)任何设计均应考虑发泡膨胀和制品收缩。　　2.1.3　冷却定型部分的设计与结皮皮层的控制　　(1)采用真空水冷却型；　　(2)使用冷水机，使模具冷却温度可控制在5～40℃；　　(3)制品的不同部位采用不同的冷却水温和真空度，从而获得结皮皮层可控的发泡制品。　　2.2　配方设计与生产工艺控制　　2.2.1　开停机料的配制　　配方：PVC(100)，PA-60(2)，SW-401(15)，LUB-201(1)，　硬脂酸(1)，PE蜡(0.5)，轻质碳酸钙(10)酞青蓝(0.1)。　　主要考虑：①稳定性，确使物料在开机预热和停机时不至烧焦；②增加挤出流动性，使物料易于快速挤出，避免冷料积压；③加入颜料酞青蓝与生产料颜色相区分，以确认停机时挤出所有生产料。　　2.2.2　PVC树脂粉的选择　　固定配方：PVC(100)，PA-60(7)，SW-401(5)，LUB-201(1.2)，轻质碳酸钙(5)，钛白粉(2)，CN-010(0.9)。固定工艺：挤出-145℃，挤出二150℃，挤出三160℃，挤出四165℃，机颈170℃，模具170℃。改用不同厂家树脂粉，结果如表1。表1　不同树脂粉的挤出发泡性能 齐鲁S-700日本TK-700日本S-1007株州SG-7熔融性能好较好好一般 挤出流动性好好好一般发泡倍率好较好好一般表面光泽好好好一般　　一般认为，树脂粉的K值越小，分子量分布越均匀，其熔融效果越好，越适宜发泡。一般选择齐鲁S-700。　　2.2.3　发泡剂的选择与用量　　固定配方：PVC(100)，PA-60(7)，SW-401(5)，LUB-201(1.2)，轻质碳酸钙(5)，钛白粉(2)。改变发泡剂的品种和用量，生产工艺同前，结果如表2。表2　不同发泡剂的挤出发泡性能发泡剂用量(PHR) CT232ACCN-010 0.81.01.20.30.50.70.60.81.0制品密度，g/cm30.700.600.550.600.520.450.650.600.55制品外观好好好表面软表面软表面软好好一般　　可见，使用德国CT232(1.0PHR)和国产CN-010(0.8～1.0PHR)的效果较好。对于表面不要求硬度的制品，可使用AC(0.3～0.7PHR)。　　2.2.4　发泡改性调节剂的选择　　固定配方：PVC(100)，SW-401(5)，LUB-201(1.2)，轻质碳酸钙(5)，钛白粉(2)，CN-010(1.0)。改变发泡改性调节剂的品种和用量，生产工艺同前，结果如表3。表3　发泡改性调节剂的选择 PA-60K-40010FACR-401 68106810681081012制品密度0.580.550.550.600.560.550.580.530.530.700.650.62制品外观好好好好好好好好好一般一般一般生产稳定性仿木效果好生产稳定生产稳定生产稳定生产不稳定易出现中间离层两边烂花　　可见，PV-60、K-400、10F在工艺条件适宜的情况下均可获得发泡良好的制品，而国产ACR-401的发泡调节性能较差。　　2.2.5　流变润滑剂的选择与用量 　　固定配方：PVC(100)，PA-60(7)，SW-401(5)，轻质碳酸钙(5)，钛白粉(2)，CN-010(1.0)。改变润滑流变剂的品种和组合，生产工艺同前，结果如表4。表4　流变润滑剂的选择与用量 润滑组合 LUB-201(1.2)StH(1.0)，PE(0.3)，硬丁脂(1.5)StH(1.0)，PE(0.3)，PCI(2.5)K175(1.5)，PA-C(0.35)氧化PE(0.25).PCI(2.5)制品密度0.580.700.680.61性能泡孔均匀，表面光滑，无云彩泡孔不均匀，表面有云彩泡孔不均匀，表面有云彩泡孔有改善.表面有云彩　　一般认为，润滑流变剂的选用与组合，直接影响到物料的熔融、流动与流体压力的形成，是整个配方技术的关键，而且，不同机台，需要做不同程度的调整。上述组合中，LUB-201表现了较好的综合性能。　　2.2.6　填充剂的选择与用量　　固定配方：PVC(100)，PA-60(7)，SW-401(5)，LUB-201(1.2)轻质碳酸钙(5)，钛白粉(2)，CN-010(1.0)。改变碳酸钙的品种和用量，生产工艺同前，结果如表5。表5　填充剂的选择与用量(PHR) 花都轻质碳酸钙花都活性碳酸钙清远重质碳酸钙 510155101551015挤出性能好好较好好好较好好好较好制品密度0.550.600.680.560.620.700.580.650.72表观质量好好较好好好较好好好较好　　一般选择加入轻质碳酸钙5～10PHR。　　3　结论　　(1)通过对国产φ65单螺杆挤出机的改进，使用国产结皮发泡模具，使用合适的配方工艺，可获得良好的挤出发泡制品。　　(2)最佳配方建议为：PVCS-700(100)，PA-60(7)，SW-401(5)，LUB-201(1.2)，轻质碳酸钙(5)，CN-010(0.8)，颜料(适量)。