一.怎样选用硬PVC低发泡型材原料
1.PVC树脂的选用
生产发泡制品的主要原料是悬浮法疏松型PVC树脂。
疏松型树脂的特点在于吸收添加剂快、易塑化、热稳定性较好,因此,易获得泡孔结构均匀、表面平整的制品。一般选用平均聚合度在800(K=62-65)的树脂。
2.稳定剂与发泡剂的配合
在低发泡硬质PVC配方中,常用的发泡剂是偶氮二甲酰胺(AC)。AC的发气量大,分解时放出的气体和分解残渣无毒、无害,与PVC树脂相容性、分散性均好。
按照发泡工艺的要求,发泡剂的分解温度应介于PVC树脂的塑化温度和降解温度之间,而纯AC的分解温度较高,分解速度也较快,在实际使用时必须添加一些发泡助剂,如稳定剂。通过稳定剂可对AC发泡剂的分解温度和分解速度进行调节,使之适合于硬PVC加工的需求,并且使其发气量和分解速度达到最佳值。
常用的稳定剂对AC发泡剂的活化作用顺序为:三盐>二盐>硬脂酸铅>硬脂酸钡>硬脂酸钙。由于AC发泡剂活化中消耗了部分稳定剂,为保证同样的稳定效果,在含AC发泡剂的配方中,稳定剂的用量应比普通型材中的多一些,如:三盐的用量为4-6份,金属皂类的用量为1.5-2.5份,AC发泡剂的用量一般为0.3-0.75份。
3.其他助剂的配合
根据发泡机理,发泡熔体中应有促进发泡剂分解发泡和形成泡核的物质,即成核剂。对硬PVC发泡制品而言,填料及颜料具有成核剂的作用,如碳酸钙和钛白粉,它们对改善泡孔和提高制品强度十分有益。成核剂的用量通常控制在10份以内,用量过大将导致发泡体密度增大。
PVC树脂熔体缺乏弹性,熔体发泡时产生的膨胀压力易造成泡孔破裂,因此需要改性。常用的改性剂是CPE和ACR。但CPE因其熔融黏度较大,与发泡后的PVC低黏度熔体混合分散不均,引起泡孔大小不一,因此,建议使用ACR。ACR具有促进塑化、抑制大泡孔的形成、改善泡孔结构、使泡孔均匀、表面光亮,同时可提高PVC熔体的热强度和伸长率,有利于挤出定型。
二.挤出设备
1.挤出设备
硬PVC低发泡型材成型设备与一般型材生产设备没什么区别。单、双螺杆挤出机都可用于低发泡硬PVC门窗异型材的挤出加工,但以使用锥形异向双螺杆挤出机为最好。这类挤出机的优点在于:喂料区螺杆与机筒表面积大,传热好、输送效率高,不需造粒;剪切发热小,料温低,温度范围小,树脂温度易控,可低温挤出。
除主机外,发泡挤出还要求辅机具有足够的冷却定型能力和较大的牵引能力。
2.模具
低发泡挤出模头和一般型材模头在结构上相似。但发泡材料的出口膨胀率大于非发泡材料,如普通截面的低发泡PVC,当其离开口模时,在宽度和厚度方面的膨胀率分别为10%-30%和60%-100%,因此,口模的断面尺寸可按制品厚度的0.5-0.65和制品宽度的0.77-0.9的经验数据计算。
为避免物料在模内发泡,模具的流道截面应逐渐缩小,在口模处达到极限,而且模具流道应尽量设计成流线型,以免流道中有滞料现象。另外,口模定型段的长度通常比普通型材的要短,一般取口模间隙的5-10倍,以减少口模处的压力,引发发泡。依据经验,挤出低发泡PVC的模压缩比应为3-8。还有,为减少物料因分流梭分割后的熔合痕,分流锥上的分流梭应尽量少设。
3.冷却定型模
设置在离口模10-300mm处,它随制品质量要求和牵引速度的变化而调整。定型模的口模尺寸与模头的口模尺寸应保持一致,以保证表皮在快速冷却下形成光滑致密的皮层结构,而芯部会由于压力降低和较慢的冷却形成发泡的核层结构。
低发泡定型冷却要求较高,若采用较先进的干式真空定型和湿式真空定型并用的方法,不但能保证制品结皮发泡和制品精度,也能保证型材不产生内应力,同时加强了冷却效果,提高了成型速度。
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