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2.5 PVC低发泡制品调节剂的选择
发泡调节剂也叫发泡助剂,生产PVC发泡制品时常常因发泡剂的分解温度较高,不能与树脂的熔融温度或增塑剂的胶凝温度相适应,故需添加发泡助剂俗称促进剂,以降低发泡剂的分解温度。对常用的发泡剂如偶氮二酰胺AC发泡剂来说,若与硬脂酸铅、镉、锌等化合物并用,会促进偶氮二酰胺分解。由于均聚PVC的低延伸率,不可能得到密度低于1.0g/cm3的发泡制品。在发泡剂压力的作用下,分子外壁预先张开。可通过加入发泡改性剂如丙烯酸聚合物、苯乙烯聚合物,使发泡体密度低于1.0g/cm3 。改性剂还可提高熔体在型腔中的流动性、冲击强度和表面性质
2.6 PVC低发泡制品的填料与颜料
用在PVC中的填料通常是不可溶的固体无机物,有的包有灰层,有的没有。填料在PVC发泡成型中起重要作用。填料它不仅使制品的价格大大降低,对制品的推广应用起到促进作用,而且更重要的是能显著改善制品的机械性能,耐摩擦性、导热性、耐老化性能等。填料能克服PVC塑料的低强度,不耐高低温、低刚性、易膨胀性、易蠕变性、尺寸不稳定等缺点。但并非所有的填料都起这种作用,大多数为惰性填料,少数为活性填料。但随着填料的表面处理与否,处理剂的种类不同,则惰性填料会向活性填料转化。如PVC低发泡制品挤出成型时,主要的填料是轻质碳酸钙,轻质碳酸钙既是填充剂,又是发泡成核剂。
颜料通常加入到PVC粉末中,用以制造彩色PVC制品。用于PVC聚合物的高速搅拌机,可将粉末颜料很好地与物料混合均匀。颜色是否合适,主要取决于它的耐温性和迁移性。另外,对颜料更严格的要求是感光不褪色,耐候性好,特别是用作建筑材料时,选择颜料还必须考虑它是否与其他组份,如发泡剂、稳定剂、润滑剂作用。TiO2钛白粉常用作白色颜料,炭黑作黑色颜料。有木质外观的PVC制品可通过加入少量特殊颜色浓缩物制成。非常典型的是TiO2颜料在PVC低发泡挤出成型过程中,同时还起成核剂的作用。
2.7 PVC低发泡原料的混合技术
PVC低发泡干混料的制备,是在标准的加热、冷却混合机组该机组是把高速混合机与冷却混合机组合成一体上进行。高速混合机的混料原理是,物料在高速旋转的搅拌桨叶推动下,沿容器壁急剧散开,并从容器中心部位落下,形成漩涡状运动,以达到迅速混合均匀的效果。在高速搅拌时,物料得到混合的同时,会产生物料间的摩擦,即同时有摩擦热的产生,物料与搅拌桨叶和容器壁间也有摩擦,也产生摩擦热,以及在容器外部加热源的共同作用下,促使各种助剂很快的渗入到PVC树脂中去,并形成半凝胶化的干混料。冷却混合机的原理是通过容器内外套通入冷却水,在桨叶的低速搅拌下,使110-120℃左右的干混料迅速冷却到45℃以下,防止热料结团、分解、发泡,混合机中卸出的混合好的干混料,应进行过筛,以除去结块料和熔粒,以备下一步挤出造粒,或直接挤出低发泡制品。
在PVC低发泡配方混料中,组份很多,加料时各种助剂:如稳定剂、改性剂、润滑剂、发泡剂、发泡调节剂、颜料、填料等要按顺序加入,这一点很关键,加料顺序不对会严重影响正常生产和产品质量。正常的加料顺序如下:
1 在低转速下,将PVC树脂加到高速混合室中;
2 在60℃高转速下,将稳定剂及金属皂类加到PVC树脂中;
3 在75℃高转速下,将加工改性剂、内润滑剂、颜料、抗冲击改性剂、以及发泡剂加到料中;
4 在90℃左右,在高速搅拌下加入发泡调节剂,外润滑剂;
5 在100℃左右高转速下加入填料;
6 在110℃~120℃左右,于低转速下排除物料,送入启动着的冷却混合机中;
7 在冷混机中,混合料冷却到45℃以下排出;
8 过筛包装或送入贮存罐。
PVC干混料,混好后应放置48小时以上,再送造粒工序或直接送去挤出成型加工工序。
.8 PVC低发泡原料配方原则
目前各种书本、资料中,所提供的各种国内外关于PVC低发泡挤出成型制品的配方很多,有板材、
管材、型材、又有片材等,应该说这些配方都属于指导性的配方,一般直接按这些指导性配方配料是不能进行正常生产的,因为具体配方的拟定要与特定的加工设备和最终产品相结合。
笔者在生产实践过程中遇到的一些实际问题充分地说明了上述观点。如我们的PVC低发泡干混料在单螺杆挤出机上造粒效果较好,产量、能耗、粒子质量都很正常。但把这种干混料拿到主电机功率为75Kw的Φ110双螺杆挤出机上造粒产量只有100Kg/h很不适应,粒子质量很难控制,后来通过反复调整工艺配方,产量提高到450Kg/h ,而且粒子质量很好。另外,同样的粒料或干混料,我们在小机组上挤出小截面制品时效果很好,但换到大机组上,挤出大截面制品时,就不能正常生产。再有模具的结构形状不同,对制品的影响也很大。我想这种情况很多人在生产中都遇到过。
总之,在生产挤出制品时,特别是在生产PVC低发泡挤出成型制品时,要把配方、设备、模具很好的结合起来,通过调整工艺配方来实现制品的正常生产。同时工艺配方需要在生产实践中不断改进、提高,保证各种制品的生产稳定性,提高制品质量,降低生产过程中的能耗,搞好配方只有在掌握理论的基础上不断实践。因此,具体配方本文就不介绍了。
3、发泡机理和方法
、发泡机理和方法
3.1发泡机理
首先从理论上阐明发泡的原理
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