硬聚氯乙烯結(jié)皮低發(fā)泡鋼塑復(fù)合擠出異型材加工技術(shù)

1、硬聚氯乙烯結(jié)皮低發(fā)泡鋼塑復(fù)合擠出異型材加工技術(shù)卓創(chuàng)資訊     本網(wǎng)編輯 編輯于：2005-12-31 9:11:06       【大 中 小】【關(guān)閉】    一、概述如眾所知，塑料門窗型材一般是指以聚氯乙烯（PVC）為主要原料。加上一定比例的穩(wěn)定劑、潤滑劑、抗沖擊改性劑、流動改性劑、紫外線吸收劑、著色劑和填充劑等多種加工劑，經(jīng)過混配、擠出而成。塑料門窗型材是繼木、鋼、鋁合金之后發(fā)展起來的第四代新型門窗材料。應(yīng)用塑料門窗，不僅可以節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，改善居住環(huán)境和

2、條件，提高建筑物功能，而且還具有易于著色、造型美觀、防火防潮、耐腐蝕、壽命長和維護(hù)方便等優(yōu)良性能。但是，硬聚氯乙烯（UPVC）塑料門窗雖然具有一些天然材料所沒有的獨特性能，也存在著強(qiáng)度、耐熱性和線脹系數(shù)較差的缺陷。盡管依靠加入鋼襯在UPVC型材型腔中二次增強(qiáng)，也難以做到真正的“塑料門窗”。北京眾和門窗有限公司研制開發(fā)的硬聚氯乙烯結(jié)皮低發(fā)泡鋼塑復(fù)合擠出型材（以下簡稱“JFG型材”），為日新月異的塑料門窗行業(yè)增添了一個“脫胎換骨”的全新產(chǎn)品。JFG型材是一種真正稱得上“塑料門窗”的新一代塑料門窗型材。它采用國際國內(nèi)首創(chuàng)的鋼塑復(fù)合擠出技術(shù)和UPVC結(jié)皮低發(fā)泡工藝，將UPVC結(jié)皮低發(fā)泡塑料層巧妙地包覆

3、在精心軋制的異型鋼襯上，成為一種新型的鋼塑一體的復(fù)合異型材，具有高強(qiáng)度、低成本、節(jié)能、仿天然木紋、易組裝等特點，是塑料門窗型材“脫胎換骨”、更新?lián)Q代的發(fā)展方向。與UPVC塑料門窗型材相比較，JFG型材除具有許多與其共同的優(yōu)點以外，還具有以下5個特點 ：1.塑鋼一體，機(jī)械性能超強(qiáng)。由于UPVC結(jié)皮低發(fā)泡塑料層是包覆在異型鋼襯上，形成真正的鋼塑復(fù)合擠出型材，既具有鋼襯超強(qiáng)的機(jī)械性能，又具有硬PVC泡沫塑料良好的隔音、保溫、防火、防腐等優(yōu)異的性能。GB/T8814-1998規(guī)定：一般UPVC塑料門窗異型材的拉伸屈服強(qiáng)度37MPa，而JFG型材鋼襯的拉伸屈服強(qiáng)度300MPa，是前者的8倍多。另外，UP

4、VC經(jīng)過結(jié)皮低發(fā)泡，又加上鋼襯的增強(qiáng)，其低溫沖擊性能大大增強(qiáng)，JFG型材在20±1條件下放置4h后進(jìn)行落錘沖擊試驗，試樣基本上全部完好無損。2.結(jié)皮低發(fā)泡，節(jié)能保溫特優(yōu)。JFG型材結(jié)皮發(fā)泡塑料層的密度只有0.70g/cm3左右，與UPVC塑料密度1.42g/cm3相比 ，在同等體積下的材料用量可節(jié)約50以上。同時，JFG型材結(jié)皮發(fā)泡塑料層的保溫效果大 大優(yōu)于靠中空型腔來保溫的一般UPVC門窗型材，可以大大節(jié)約能源，特別適用于高寒地帶建 筑門窗應(yīng)用。3.木紋仿真，可以同時成型。JFG型材可以采用本體著色直接擠出成型的方法很方便地制得各種仿天然木紋的型材，可以做到同時成型，增加塑料門窗的

5、花色品種，改變原來UPVC塑料門窗顏色單一的局面。4.組裝快捷，投資少見效快。應(yīng)用JFG型材組裝塑料門窗，只需要采用特別的金屬插件連接固定，省去了焊接設(shè)備的投資，極大地方便了塑料門窗的現(xiàn)場施工。5.衛(wèi)生無毒，綠色環(huán)保建材。JFG型材采用新型無毒環(huán)保型配方和加工助劑制成，經(jīng)過北京市塑料制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站檢測，其衛(wèi)生性能達(dá)到GB9914-1988要求，為最新一代綠色環(huán)保型塑料建材。二、生產(chǎn)流程和主要設(shè)備1.生產(chǎn)流程 圖1JFG型材生產(chǎn)工藝流程 2、主要設(shè)備JFG型材主要生產(chǎn)設(shè)備與一般UPVC塑料門窗型材主要生產(chǎn)設(shè)備大體相近，在關(guān)鍵技術(shù)部 分采用了目前國內(nèi)外最先進(jìn)的技術(shù)。擠出機(jī)生產(chǎn)JFG型材的擠出機(jī)

6、采用一步法PVC結(jié)皮低發(fā)泡單螺桿擠出機(jī)成套設(shè)備。這種設(shè)備可以滿足兩方面的工藝要求：一是可以直接用粉料擠出UPVC結(jié)皮低發(fā)泡塑料；二是經(jīng)過塑化，在型材擠出時可同時在型材表面形成仿木紋的紋路。復(fù)合擠出機(jī)頭采用芯層發(fā)泡和型鋼復(fù)合擠出機(jī)頭模具設(shè)計和制造新技術(shù)加工制成。真空定型模采用真空冷卻定型結(jié)皮發(fā)泡塑料模具設(shè)計和制造新技術(shù)加工制成。薄壁鋼板32輥精密軋機(jī)二、生產(chǎn)流程和主要設(shè)備采用精整鍍鋅鋼板，經(jīng)過剪切，由意大利引進(jìn)的32輥精密軋機(jī)軋制而成各種規(guī)格尺寸的異型鋼襯。三、原輔材料選用PVC樹脂JFG型材加工過程主要是UPVC結(jié)皮發(fā)泡過程，因此，應(yīng)當(dāng)選用懸浮法疏松型PVC樹脂，以利于加工過程中塑化。同時，擠

7、出發(fā)泡工藝要求PVC樹脂的分子量小，熔體流動性好，一般要求采用K值在58-65之間的低粘度PVC樹脂。發(fā)泡劑JFG型材表層是UPVC結(jié)皮發(fā)泡塑料，其發(fā)泡倍率在5倍以下，密度為0.7g/cm3左右。在生產(chǎn)中選用無毒、無臭、無污染、不助燃、發(fā)氣量最高的AC發(fā)泡劑（偶氮二甲酰胺）作為發(fā)泡劑。熱穩(wěn)定劑（活化劑）由于PVC樹脂在受熱時容易產(chǎn)生分解反應(yīng)，在加工過程中必須要加入熱穩(wěn)定劑。常用的熱穩(wěn)定劑有鉛鹽類、金屬皂類、有機(jī)錫類和新開發(fā)的稀土復(fù)合穩(wěn)定劑等2。在UPVC結(jié) 皮發(fā)泡過程中，熱穩(wěn)定劑除了在加工過程中起到PVC樹脂的熱穩(wěn)定劑作用外，同時還兼作AC發(fā)泡劑的活化劑，用來降低AC發(fā)泡劑的分解溫度和調(diào)節(jié)發(fā)泡

8、速度。潤滑劑常用的潤滑劑品種和用量與一般的UP-VC門窗型材應(yīng)用的品種和用量相同。主要應(yīng)注意體系內(nèi)、外潤滑劑的平衡。改性劑為了提高UPVC混合料的熔體強(qiáng)度，改善熔體流動性和發(fā)泡成型特性，必須添加少量的ACR或C PE作為加工改性劑與PVC進(jìn)行共混。填料（成核劑）在UPVC塑料型材中，填充劑的適量加入可以大大降低制品的成本，改善熔體的流動性，增加 制品的力學(xué)性能。對于UPVC發(fā)泡制品來說，填充劑在發(fā)泡熔體中還可起到形成泡核的作用。2.配方設(shè)計JFG型材的配方設(shè)計原則是：有利于物料塑化，有利于熔體發(fā)泡。有利于鋼塑復(fù)合擠出。JFG型材的生產(chǎn)配方參見表1：    

9、;               表1JGF型材的生產(chǎn)配方 組分  配方1 配方2  PVC 100100  AC發(fā)泡劑  0.1-0.5  0.1-0.5  改性劑 8-10 8-10 穩(wěn)定劑(活化劑) 6-8 5-7  填料(成核劑) 不大于10  不大于10  潤滑

10、劑 適量 適量 著色劑 適量 適量四、加工工藝1.混料工藝在JFG型材生產(chǎn)中，混料工序是一個主要環(huán)節(jié)。混料工藝包括兩個方面，一是加料順序；二是混料溫度?；炝瞎に嚨膬?yōu)劣也是影響產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要因素。應(yīng)當(dāng)注意：為保證JFG型材的質(zhì)量，混好的干混粉料應(yīng)當(dāng)在室溫下密封放置16h以上再供型材擠出車間使用。2.擠出工藝擠出溫度為使物料在擠出機(jī)內(nèi)塑化均勻、熔體致密，獲得良好的發(fā)泡體，擠出溫度的控制十分重要。JFG型材擠出溫度控制參見表2：    表2JFG型材擠出溫度控制 部位 機(jī)筒 法蘭

11、0;模具  分段 H1H2H3 H4H5H6 H7H8H9 擠出溫度() 140160 160180 165185 165185 165188 160180 160180 170190 170190  形成木紋：JFG型材采用本體著色直接擠出方法形成的木紋。鋼塑復(fù)合擠出：在JFG型材生產(chǎn)過程，為保證鋼襯與UPVC結(jié)皮低發(fā)泡體的復(fù)合質(zhì)量、通常采用兩項措施：一是將鋼襯表面涂上專用粘合劑，以保證在使用溫度變化的情況下伸縮一致，真正做到鋼塑一體；二是將涂布好粘合劑的鋼襯預(yù)熱后再進(jìn)入共擠機(jī)頭與UPVC結(jié)皮發(fā)泡體復(fù)合

12、。  表3常見問題和解決方法 常見問題 產(chǎn)生原因 解決方法  1、機(jī)身及模加不上溫 加熱圈熔斷熔斷器保護(hù) 檢修加熱圈 檢查加熱線路 2、個別加熱區(qū)升溫不準(zhǔn) 熱電偶位置插錯 溫控儀表失靈冷卻風(fēng)機(jī)不工作 插到正確位置上 檢修溫控儀 檢修風(fēng)機(jī)和線路 3、主電機(jī)熔斷器熔斷 電機(jī)導(dǎo)線短路 磁力按鈕開關(guān)短路 電機(jī)燒毀 輸入線變成單相 檢相處線路短路部位 更換開關(guān) 修理或更換電機(jī) 

13、檢查輸入線路熔斷器4、加熱系統(tǒng)熔斷器頻繁保護(hù) 加熱器接線與金屬接觸  加熱線路短路 排除接觸部位 檢查線路短路處 更換加熱器 5、設(shè)備本身電流過強(qiáng) 加熱器接線與金屬接觸 絕緣破壞 電機(jī)燒毀與外皮發(fā)生短路 排除接觸部位 檢修整個電路 檢修或更換電機(jī) 6、發(fā)生糊料現(xiàn)象 機(jī)頭螺栓不緊 機(jī)筒螺桿被硬物劃傷 溫控失靈 機(jī)頭型腔或口模有劃傷 配方不合理擰緊螺栓修復(fù)機(jī)筒和螺桿檢修加熱冷卻系統(tǒng)修復(fù)機(jī)頭檢查配方中穩(wěn)定劑的用量7、制品表面有明顯的

14、拼線縫  機(jī)頭溫度低 擠出速度過快 流動應(yīng)力未消除  提高機(jī)頭溫度 降低螺桿轉(zhuǎn)速 加大模具成型段長度 8、制品尺寸不穩(wěn)定 機(jī)身溫度波動 配方中潤滑劑過量 擠出和牽引速 度 不穩(wěn)定 定型套漏氣 嚴(yán)格控制機(jī)身溫度 酌情減少潤滑劑用量 穩(wěn)定擠出和牽引速度檢查漏氣部位，使真空穩(wěn)定 9、制品拉斷 原料有雜質(zhì) 原料塑化 不良 牽引速度太快 清除料中的雜質(zhì) 適當(dāng)提高加工溫度 降低牽引速度10、制品表面

15、粗糙、無光澤  原料潮濕有氣泡 口模內(nèi)壁粘有析出物 機(jī)身和 口模溫度過低 真空度不夠 烘干原料 清理口模 提高機(jī)身和口模溫度 提高真空度 11、制品加強(qiáng)筋變形 牽引速度過快 定型套冷卻不足定型套與口模間距不合適牽引機(jī)夾持過緊 降低牽引速度 提高冷卻效果 調(diào)整間距調(diào)整平持裝置  冷卻定型牽引五、生產(chǎn)中常見的問題及解決辦法JFG型材生產(chǎn)過程中，要同時解決物料塑化、結(jié)皮發(fā)泡、形成木紋和鋼塑復(fù)合擠出等四 個方面的技術(shù)問題。解決相應(yīng)的矛盾，在技術(shù)上有一定的

16、難度。加上由于設(shè)備和模具都是新 開發(fā)的加工技術(shù)，難免存在一些問題和缺陷，使技術(shù)上更增加了難度。所以，在JFG型材生 產(chǎn)過程中，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真調(diào)查研究，采取排除法逐個分析問題，實事求是地認(rèn)真加以解決。JFG型材生產(chǎn)中常見的問題和解決方法見表33。六、性能JFG型材是新一代的塑料建材，又是鋼塑一體的復(fù)合材料。由于影響因素較多而且復(fù)雜，其性能如何正確測定和表述。還有一定的難度和不同看法。作為結(jié)構(gòu)泡沫塑料，JFG型材發(fā)泡層密度目前為0.70.8g/cm3，因而在許多性能方面有一定的差異。另外，對JFG型材發(fā)泡層的性能檢測也有很大困難。如從JFG型材上取樣，由于鋼襯和發(fā)泡體之間通過專用粘合劑粘合得十分牢固，要

17、取得合格的樣條也十分困難；如從JFG型材干混粉料模塑制樣，由于加入了發(fā)泡劑，打片和壓制工藝不同時樣片的發(fā)泡倍率和密度也各不相同，樣條的均一性和可比性較差；最好的辦法是對JFG型材整體進(jìn)行檢測，但在制樣和檢測儀器上也會遇到一定困難。通過技術(shù)人員共同努力，現(xiàn)已較好地解決了以上問題。下面將JFG型材的鋼襯的性能和UPVC結(jié)皮發(fā)泡塑料的性能分別表述如下：1.JFG型材鋼襯的性能見表4。                 表4JFG型材鋼襯的性能 

18、序號 項目  單位 指標(biāo)  1 拉伸屈服強(qiáng)度 MPa 360  2 斷裂伸長率  30  3 彎曲彈性模量 GPa 196-206      表5JFG型材UPVC結(jié)皮發(fā)泡塑料的性能 序號 項目 單位 指標(biāo) 1 密度 kg/m3  700  2邵氏硬度  55  3 維卡軟化點 75   4 彎曲彈性模量 MPa 1000  5 氧指數(shù)  38  6 煮沸試驗 100lh 不剝離 7 簡支梁沖擊強(qiáng)度 kj/m2  15  8 加熱后狀態(tài)(120)  無氣泡、裂痕、麻點 9 加熱后尺寸變化率  2.5 10 高低溫反復(fù)