PVC木塑型材的生產過程主要分為配料、混合和擠出三個工序。
(1)配料工序:
把樹脂與各種助劑組分相互混合在一起,成為均勻體系。
(2)混合工序:
混料過程就是按照工藝配方的要求,將不同原料從料倉中抽出,經計量,加入到高速熱混機混合,并因高速攪拌剪切摩擦力使物料達到預塑化和混合均勻。然后進入冷混機進一步混勻、降溫后,分別輸送到皮層混料倉儲存備用。高速熱混時間為每批6-8分鐘,混合時溫度控制在100至120攝氏度之間,由控制混合攪拌速度實現升溫和溫度控制。低速冷混時間為6-8分鐘,溫度在35-45攝氏度之間。熱混時不需要外加熱源,而是利用高速攪拌使物料摩擦產生熱量。低速冷混機由循環冷卻水系統實現降溫。
(3)擠出工序:
擠出成型主要是利用螺桿旋轉加壓方式,連續地將塑化好的成型物料從擠出機的機桶中擠出機頭模具,熔融物料通過機頭口模成型為與口模型狀相仿的連續體,用牽引裝置將成型品連續地從模具中拉出,同時進行冷卻定型,使擠出的連續體失去塑性狀態而變為固體,制得所需形狀的產品。
擠出成型主要包括加料、塑化、成型、定型及定長切斷四個過程。擠出成型的第 1階段是塑化,即成型物料由擠出機料斗加入到擠出機機筒,在機筒溫度和螺桿的旋轉壓實及混合作用下,物料由粉狀或粒狀固體轉變成為具有一定流動性的均勻連續熔體的過程。
經過塑化以后的塑料熔體移動到機筒前段附近以后,在螺桿的旋轉擠壓作用下經過多孔板流入機頭,并按照機頭中成型口模和新模的形狀成型為高溫木塑型材型柸,這是成型的第二階段,簡稱成型。擠出成型的第三個階段叫做冷卻定型,即高溫型柸在擠出壓力和牽引作用下,經過真空冷卻定型模以后,形成具有一定強度、剛度和徑向尺寸精度的過程。冷卻定型之后再按一定長度進行切斷,檢驗、包裝,便是生產所要求的PVC木塑板材、型材制品。
PVC木塑的原材料組成及其性能
PVC樹脂加木纖維和無機物填充(木粉、碳酸鈣)、潤滑劑、穩定劑、發泡劑、發泡調節劑、色粉和其他相關助劑(增塑劑、增韌劑、偶聯劑)等組成。
1,樹脂國內用SG-7為主,SG-7樹脂流動性好有利于發泡。
2,填充基本以木粉(一般用80-120目左右的木粉且用楊木粉較多),碳酸鈣以輕質碳酸鈣較多(1000-1200目左右)。
3,潤滑劑一般用硬脂酸,石蠟,PE蠟、硬脂酸鈣等搭配按所需比例來組成木塑潤滑劑體系。硬脂酸,石蠟價格便宜潤滑性能好,其缺點是熔點太低(50多度),低熔點的潤滑劑在賦予潤滑性的同時也起到增塑劑的作用,這樣影響產品的剛性,產品的維卡和熱變形溫度低使產品隨溫度升高極易變形,且極易析出影響生產。PE蠟如果是新PE料來生產且是百分百純的,熔點可達到80度以上是不會降低產品的維卡。如果PE蠟生產商為了降低成本采用回收PE料且加一定比例的硬脂酸和石蠟這樣就不是真正的PE蠟同樣會影晌產品的使用性能。
4,穩定劑:用于PVC生產的穩定劑有復合鉛鹽穩定劑,有機錫,鈣鋅系穩定劑等國內一般用于木塑的穩定劑是復合鉛鹽穩定劑,它的優點是價格便宜,熱穩定性能好。缺點是有毒不環保。但是復合鉛鹽穩定劑潤滑劑所占比例基本在50%左右,如果其所添加的潤滑劑全是低熔點的潤滑劑也會影晌產品的使用性能。環保鈣鋅穩定劑由是以脂肪酸鹽為主體的金屬皂,輔以多元醇,B-二酮,亞磷酸酯,抗氧化劑等協效穩定劑及潤滑劑復合優化而成的一類無毒環保穩定劑,適用于環保型PVC制品和高填充制品的生產,是木塑制品的優良的熱穩定劑。
4)熱穩定性和初期著色性好,加工性能優于有機錫和鉛鹽穩定劑。;
5)由于環保鈣鋅穩定劑的密度與PVC樹脂密度相當所以其分散性好于有機錫和鉛鹽穩定劑,更利于其在樹脂中的分散;
5,發泡劑一般采用AC發泡劑和小蘇打搭配使用,也有用AC發泡劑和碳酸氫鈉鹽來搭配。AC發泡劑優點是發氣量大,用量小,缺點是分解不完全會殘留一小部分在產品里,這樣使用過程中會影晌到產品表觀,發泡劑遷移到產品表面產生斑點和影晌產品的耐候性能加速產品的老化。
6,發泡調節劑有丙烯酸類和甲酯類。丙烯酸類的分子量和粘度較低發泡效果不如甲酯類的但所生產的產品剛性比甲酯類的好。甲酯類的分子量和粘度高有利于發泡但生產的產品剛性比丙烯酸類的要差。所以丙烯酸的發泡調節劑適用于真空定型發泡類等產品如型材而甲酯類的發泡調節劑適用于自由發泡類的產品如發泡板材。
7,適用于生態木的色粉一般用黃、紅、黑、鈦白粉等。黃、紅兩種色粉有無機和有機兩種。無機色粉的優點是在耐候性和抗遷移耐高溫等方面優于有機色粉缺點是添加量大,對于較鮮艷的顏色不適用,但價格便宜。有機色粉反之。生態木一般用有機和無機色粉搭配使用。鈦白粉有R鈦型和銳鈦型兩種。R鈦遮蓋力和耐候性優于銳鈦,所以生態木一般用R鈦型鈦白粉。
8,用于PVC生態木增塑劑常用的有DOP和環氧大豆油。DOP可以降低樹脂分子間的作用力提高流動性,有一定的潤滑性利于生產加工。但是它能降低產品的維卡,一公斤DOP可降低維卡3度。大豆油其增塑效果不如DOP且具有一定的熱穩定性,也會降低產品的維卡。
安徽威尼泰克公司生產的PVC木塑型材專用鈣鋅穩定劑,具有具有優良的熱穩定性和潤滑性,分散性。抗析出性好,具有獨特偶聯作用,賦予填充劑良好的分散性,增進與樹脂的包裹。