主要加工設(shè)備數(shù)控機(jī)床加工設(shè)備數(shù)量20 加工能力100工藝類型擠壓成型模 模具分型面數(shù)目多個分型面型腔數(shù)目多型腔模具 模具安裝方式半固定式模具適用范圍其他 質(zhì)量體系ISO9001排列方式臥式 模具材質(zhì)3CR13

硬聚氯乙烯異型材一般是以聚氯乙烯（pvc）為主要原料，加上一定比例的穩(wěn)定劑、潤滑劑、抗沖改性劑、流動改性劑、紫外線吸收劑、著色劑和填充劑等多種加工助劑，經(jīng)過配混、擠出而成。
　　近年來，一種新型的硬聚乙烯低發(fā)泡異型材在國內(nèi)逐步興起。它采用硬聚氯乙烯塑料擠 出發(fā)泡而成，先用于裝飾建筑材料（如：扣板等）。后來又以復(fù)合材料的優(yōu)勢進(jìn)入門窗建筑材料，大有迅猛發(fā)展之勢。
　　硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材的生產(chǎn)加工與不發(fā)泡的硬聚氯乙烯異型材基本相同。只不過是 在擠出過程中，增加了發(fā)泡成型加工的過程，提高了技術(shù)復(fù)雜因素。有的企業(yè)在生產(chǎn)中又增加了鋼塑復(fù)合、形成木紋等成型加工過程，大大增加了生產(chǎn)中的相互制約的因素，使生產(chǎn)控制的難度大大增加。在硬聚乙烯低發(fā)泡異型材的生產(chǎn)過程中，糊料問題是人們經(jīng)常會遇到的主要生產(chǎn)技術(shù)問題之一。分析和探討硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材生產(chǎn)中糊料的原因，從中找出解決糊料問題的方法，是我們每個工程技術(shù)人員的應(yīng)盡職責(zé)。
　　1、糊料原因的基本分析
　　硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材生產(chǎn)中容易產(chǎn)生糊料問題，其根本原因是由于pvc樹脂的熱穩(wěn)定性差。由于考慮加工過程中的發(fā)泡工藝所限，生產(chǎn)中只能采用sg8型的pvc樹脂。與硬聚氯乙烯異型材生產(chǎn)中采用的sg5型pvc樹脂相比較，sg8型pvc樹脂的分子量低，流動性好，有利于發(fā)泡成型加工，但熱分解溫度低，在高于其熱分解溫度的加工溫度下加工時極易分解變色（表1）。
表1　sg5型和sg8型pvc性能對比表

pvc型號

η

p

熱分解溫 度 (℃)

sg5

118～107

1151～1000

151～158

sg8

86～73

765～630

118～139

　　因此，在硬聚氯乙烯發(fā)泡異型材的生產(chǎn)過程中，凡是影響熔體熱穩(wěn)定性和流動的因素, 都可能是產(chǎn)生糊料的原因。例如：螺桿、模具的死角、原材料的析出物在機(jī)頭或模具的粘 結(jié)等。
　　與硬聚氯乙烯型材生產(chǎn)相似，硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材在生產(chǎn)過程中常發(fā)生的糊料問題 通常可分為兩大類：一是整個體系糊料。其主要表現(xiàn)為：硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材在加工時熔體整體顏色變深；二是局部糊料，特別是在機(jī)頭和模具部位。其表現(xiàn)為：1、在異型材表 面出現(xiàn)黃線、褐線或黑線（如為帶色的異型材表面也可能出現(xiàn)白線）；2、在異型材表面出 現(xiàn)凹凸線；3、異型材壁厚突然變化產(chǎn)生壁厚不均；4、異型材表面局部有黃褐色塊；等等。
　　對整個體系糊料而言，糊料問題產(chǎn)生的原因，主要是：1、pvc樹脂的熱穩(wěn)定性較差，造成了整個體系的熱穩(wěn)定性差。如山東某公司采用某國進(jìn)口的pvc樹脂（sg5）生產(chǎn)異型材，熱分解溫度Zui低僅為123℃，低于國產(chǎn)同型號pvc樹脂近30℃，造成生產(chǎn)中出現(xiàn)整體糊料。2、 有關(guān)生產(chǎn)人員工作疏忽，造成未配、少配或錯配熱穩(wěn)定劑的事故，造成生產(chǎn)中整體糊料。3 、熱穩(wěn)定劑生產(chǎn)廠家質(zhì)量事故造成穩(wěn)定劑用量不足。
　　一般來說，對于一個具有一定生產(chǎn)技術(shù)管理水平的異型材生產(chǎn)企業(yè)而言，發(fā)生整個體系 糊料的情況是比較少見的。在通常的情況下，由于多種因素的影響和相互制約，企業(yè)在生產(chǎn)硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材時，經(jīng)常出現(xiàn)的是后一種局部糊料的問題。因此，本文試圖從配方 及原材料、混料工藝、擠出設(shè)備及模具和擠出工藝等幾個方面來分析生產(chǎn)中產(chǎn)生局部糊料的原因，從中尋求解決糊料問題的方法。

　　2、配方及原材料對糊料的影響
　　對普通異型材而言，硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材在基本相同的情況下，除了要完成塑化和擠出定型以外，同時還要進(jìn)行發(fā)泡和結(jié)皮定型的過程。為了節(jié)省投資，不少硬氯乙烯低發(fā)泡異型材生產(chǎn)企業(yè)采用的是直接粉料擠出的國產(chǎn)單螺桿擠出機(jī)，這就更加要求配方和原材料體系塑化時間短，塑化效率高，因而對配方和原材料提出了更高更嚴(yán)格的要求。所以，對硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材配方體系而言，就要求體系的流動性能更好，塑化時間短，體系的平衡扭矩高，熔體溫度低。從生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)踐來看，我們認(rèn)為采用稀土sr“1＋2”的配方體系有較好的流變性能，比采用復(fù)合配方體系更適合用于生產(chǎn)硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材。稀土類sr“1+2 ”配方體系和復(fù)合鉛配方體系的流變性能見表2：
表2　不同配方體系的流變性能

配　　方

塑化時間/s

Zui大扭矩/n.m

平衡扭矩/n.m

熔體溫度/％

1

98

17.0

19.0

184

2

52

27.0

20.0

180

3

88

28.0

18.5

184

4

52

29.0

19.0

184

備　注 木紋、復(fù)合鉛 木紋、s“1+2” 白色、復(fù)合鉛 白色、s“1+2”
　　從生產(chǎn)實(shí)際統(tǒng)計來看，稀土類sr“1+2”配方體系在相同時間內(nèi)的糊料次數(shù)也 比復(fù)合鉛類配方體系少得多，根據(jù)某公司1～3月份統(tǒng)計，在相同的生產(chǎn)條件下，稀土類sr“1+2”配方體系僅糊料5次，而復(fù)合鉛配方體系糊料37次，為前者的7.4倍（表3）。
表3　糊料次數(shù)與配方體系對比表
糊料次數(shù) sr“1+2”配方體系復(fù)合鉛配方體系
　 次數(shù) ％ 次數(shù) ％
42 5 12 37 88
　　由于在硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材生產(chǎn)中采用分子量低、熱分解溫度低的sg8型pvc樹脂， 所以在配方和原材料選用時，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化熱穩(wěn)定性能，改善流動性能，考慮體系的綜合性能。 　　首先，要選擇高效無毒的熱穩(wěn)定劑。在選用復(fù)合型熱穩(wěn)定劑時，如生產(chǎn)廠只考慮熱穩(wěn)定性而選用其他組分或用量不當(dāng)時，在異型材加工時就會造成個別組分析出粘模，在粘模部位 就會引起局部糊料。所以要選擇質(zhì)量好和質(zhì)量穩(wěn)定的熱穩(wěn)定劑生產(chǎn)廠家作為企業(yè)的長期供貨對象。
　　其次，要注意保持體系內(nèi)外潤滑系統(tǒng)的平衡。潤滑劑量少時，容易造成熔體粘壁和過熱分解；潤滑劑量大時，又會析出造成無機(jī)組份（如：caco3、tio2等）共同粘結(jié)，使熔體停留時間過長而局部糊料。
　　第三，要考慮配方體系的綜合性能，保持配方體系的相對穩(wěn)定。不要隨意變更、調(diào)整體 系中各個組份的生產(chǎn)廠家、型號、規(guī)格或用量，以免造成某一組分的過量析出粘模糊料。
　　第四，要注意控制樹脂和主要組份的水份及低揮發(fā)物的含量，防止在生產(chǎn)中與無機(jī)組份形成不熔不溶物，造成局部糊料。

　　3、混料設(shè)備和工藝對糊料的影響
　　混料的目的是要使pvc配方體系達(dá)到均勻、致密化和部分凝膠化。
　　可靠、有效的混料設(shè)備是達(dá)到混料目的的基本保證。在混料設(shè)備方面，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：
　?。?）高速攪拌機(jī)的攪拌漿葉和折流板安裝是否正確，否則影響攪拌均勻，會造成局部 糊料；
　　（2）溫控系統(tǒng)是否正常，如溫控失靈造成局部過熱，也會產(chǎn)生局部糊料；
　　（3）水氣排放是否有效，否則鍋蓋內(nèi)壁結(jié)塊粘壁，也會造成擠出生產(chǎn)時局部糊料；
　　（4）高速攪拌機(jī)出料門是否開關(guān)可靠？如將未混合好的組分放入冷混，也會在擠出加 工時粘壁糊料。
　　正確的混料工藝也是防止糊料的重要措施。在混料工藝方面，應(yīng)當(dāng)注意：
　　（1）嚴(yán)格執(zhí)行混料工藝，才能保證干混料的均勻化、致密化與凝膠化，同時也可防止 局部糊料問題的發(fā)生；
　?。?）加料時注意將輔料放在pvc中間加入，防止少量輔料粘鍋、沉底、混合不勻；
　?。?）混好的料應(yīng)在室溫下放置12小時后再擠出加工。目的是使物料進(jìn)一步均勻化、致密化和部分凝膠化。
　　不少硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材生產(chǎn)企業(yè)對混料設(shè)備和混料工藝的正確使用和控制不太注 意，因而給擠出工序帶來了許許多多的問題，其中包括局部糊料問題。只有每道工序、每個部門都認(rèn)認(rèn)真真地做好了自己的工作，生產(chǎn)中的問題才能逐步減少，加以解決。

　　4、擠出設(shè)備和模具對糊料的影響
　　用于硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材生產(chǎn)的多采用單螺桿擠出機(jī)，螺桿與螺筒的間隙對異型材 的擠出影響很大。螺桿與機(jī)筒間隙過大時，易產(chǎn)生較大的漏流；回流的料受熱時間過長，產(chǎn)生分解，導(dǎo)致局部糊料的產(chǎn)生；嚴(yán)重時糊料粘附機(jī)頭，逐漸加厚，直到使擠出中斷。螺桿與 機(jī)筒間隙過小時，則易產(chǎn)生局部磨擦過熱，出現(xiàn)黑線等局部糊料問題。螺桿由于材質(zhì)或加工不好，在使用中變形后螺桿與料筒局部直接接觸，在產(chǎn)生磨損的同時產(chǎn)生了較大的熱量，使 料筒及機(jī)頭溫度失控，使經(jīng)過過熱區(qū)的pvc熔體產(chǎn)生熱降解，發(fā)生較嚴(yán)重的局部糊料。定期測量并調(diào)整螺桿與機(jī)筒的間隙在設(shè)計范圍之內(nèi)，是防止局部糊料的有效措施。對螺桿嚴(yán)重變 形和料筒磨損的設(shè)備，必須及時更換新的螺桿和機(jī)筒，以保證在生產(chǎn)時其間隙保持在設(shè)計范圍之內(nèi)。
　　在硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材生產(chǎn)中，模具設(shè)計和制作上的缺欠和不足也是糊料問題產(chǎn)生 的主要原因。模具設(shè)計和制作上的缺欠和不足主要表現(xiàn)在死角、臺階、毛刺和不光潔表面。在生產(chǎn)中，這些缺欠和不足的相同作用都有降低熔體流動的速度，使熔體在局部范圍停止流 動，使熔體在局部范圍上受熱時間過長而分解，以致于產(chǎn)生局部糊料。
　　從模具中取出的糊料料頭上均可看出，在熔體流動的局部糊料區(qū)，物料的顏色已由原來 的白色（或淺黃色）變?yōu)辄S褐色或深褐色。硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材的Zui高加工溫度為180℃左右，根據(jù)我們對不同配方干混粉料在不同溫度下熱分解時間的測定（表4），在模具死角部位的物料只需2個小時便可出現(xiàn)局部的糊料。因此，不斷改進(jìn)模具的設(shè)計和制作水平，盡量減少模具的死角、臺階、毛刺和表面不光潔處，才是解決生產(chǎn)中局部糊料問題的主攻方向。
表4　不同溫度下pvc干混粉料的熱分解時間表

配方/熱分解時間 /試驗(yàn)溫度

200℃

190℃

180℃

1

29′07′

56′21′

90′15′

2

239′09′

59′16′

113′02′

3

335′45′

57′12′

103′22′

4

436′50′

64 ′56′

124′30′

　　還應(yīng)當(dāng)注意，由于模具安裝和使用不當(dāng)，也會造成局部糊料。如模具安裝不 水平或不在同一直線上，在生產(chǎn)應(yīng)用時就會造成物料流動狀態(tài)的變化，產(chǎn)生新的滯料部位也易發(fā)生局部糊料。在使用模具時，由于原來生產(chǎn)中的粘結(jié)物沒有清理干凈，使流道不潔凈物逐步產(chǎn)生局部糊料。因此，正確安裝模具和徹底清理模具也是解決生產(chǎn)中局部糊料問題的有效手段。
　　5、擠出工藝對糊料的影響
　　調(diào)整和控制適當(dāng)?shù)臄D出工藝也是非常重要的。它是順利進(jìn)行硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材生 產(chǎn)的關(guān)鍵，也是防止局部糊料的重要的保證。
　　從擠出加工溫度來看，過高的溫度和過低的溫度都會導(dǎo)致局部糊料。如擠出溫度過高， ac發(fā)泡劑提前分解并放熱，造成物料在模頭局部過熱發(fā)黃，發(fā)生發(fā)泡膨脹，使結(jié)皮低發(fā)泡工藝難以控制。如擠出溫度過低，物料在不完全塑化的狀態(tài)下向前流動，容易造成局部滯料、 局部粘料，進(jìn)而形成局部糊料。通常造成擠出溫度過高或過低的原因大多是由于擠出機(jī)的溫控系統(tǒng)失靈造成。因此，定期檢查溫控儀表和傳感器的質(zhì)量，也是防止局部發(fā)發(fā)生糊料的一 項(xiàng)重要措施。
　　同樣，在硬聚氯乙烯發(fā)泡異型材生產(chǎn)中，螺桿轉(zhuǎn)速也應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和控制。螺桿轉(zhuǎn)速 過高或轉(zhuǎn)速過低都會出現(xiàn)局部糊料。在螺桿轉(zhuǎn)速過高的情況下，在螺桿的熔融段和送料段由于螺桿剪切力和螺桿與料筒之間磨擦力的強(qiáng)烈作用，熔體溫度急劇升高，同時局部過熱又促 使ac發(fā)泡劑分解，放出大量的熱，造成局部糊料。而在螺桿轉(zhuǎn)速過低的情況下，物料在料筒中因局部受熱時間過長而分解變色。因此，在生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)備塑化的能力及狀態(tài)將其調(diào) 整和控制在轉(zhuǎn)速附近，從而生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的硬聚氯乙烯低發(fā)泡型材。

　　6、小　結(jié)
　?。?）硬質(zhì)氯乙烯發(fā)泡型材加工是包含擠出和發(fā)泡等多種成型加工工藝的一項(xiàng)較復(fù)雜的 系統(tǒng)工程，需要從配方及原材料、混料設(shè)備及工藝、擠出設(shè)備及模具、擠出發(fā)泡工藝等多方面協(xié)調(diào)和配合。
　?。?）硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材生產(chǎn)中的糊料問題，其根本原因是：由于發(fā)泡工藝所限 而采用的sg8型pvc樹脂分子量小，熱分解溫度低，在加工溫度大大高于其熱分解溫度的情況下，熔體極易局部受熱而造成局部糊料。
　?。?）硬聚氯乙烯低發(fā)泡異型材生產(chǎn)中的糊料問題，應(yīng)當(dāng)實(shí)事求是地從配方及原材料、 混料設(shè)備及工藝、擠出設(shè)備及模具、擠出工藝等多方面進(jìn)行分析，抓住重點(diǎn)，逐步解決