PVC線纜用色母粒制造技術(shù)

———PVC線纜用色母粒制造技術(shù)隨著國(guó)內(nèi)電線電纜市場(chǎng)的高速發(fā)展，目前PVC絕緣和PVC護(hù)套用電線應(yīng)用越來(lái)越廣泛，不同的用戶會(huì)針對(duì)電線電纜提出不同的顏色標(biāo)準(zhǔn)（RAL、MUNSELL、REA等），這樣對(duì)PVC電線電纜制造廠家在PVC著色上提出了更高的要求，目前國(guó)內(nèi)PVC色母生產(chǎn)制造僅僅是起步階段，筆者在該行業(yè)就職多年，就PVC色母粒生產(chǎn)和制造提出幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)和看法。PVC樹(shù)脂是一種熱敏性和剪切敏感性的樹(shù)脂，若對(duì)其進(jìn)行“多次加工”操作，會(huì)影響其應(yīng)用性能。由于種種原因，常常會(huì)遇到“一次加工”的產(chǎn)品質(zhì)量不符合要求，而不得不進(jìn)行多次加工情況。這樣，不僅影響了生產(chǎn)效率，增加原料消耗，提高了生產(chǎn)成本，而且還可能會(huì)影響產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。因此，仔細(xì)分析造成“多次加工”操作的原因，了解影響“一次加工”合格率的主要因素，尋求提高“一次加工”合格率的方法，對(duì)于高效、低耗和優(yōu)質(zhì)地生產(chǎn)PVC線纜色母粒具有重要的意義。

一、PVC線纜色母粒加工現(xiàn)狀

PVC線纜色母粒的品種繁多、成分復(fù)雜、配方各異。有的經(jīng)“一次加工”就能合格，而有的要經(jīng)數(shù)次加工才符合要求。其中顏色譜系不同，其“一次加工”合格率相差甚大，合格率的關(guān)系大致如下：白色﹥灰色﹥黃色﹥橙色﹥棕色﹥黑色﹥蘭色綠色紅色。

二、PVC線纜色母粒生產(chǎn)中常見(jiàn)的“加工”問(wèn)題

PVC線纜色母粒“一次加工”不合格的，其不符合項(xiàng)主要集中在以下幾條：粒形不良分散不佳顏色偏差其中顏色偏差而導(dǎo)致“一次加工”不合格的，主要是配方方面出現(xiàn)的一些問(wèn)題，不在本文討論范圍之列，因?yàn)閷?duì)于一個(gè)成熟的配方，首先其顏色是應(yīng)當(dāng)不會(huì)有問(wèn)題的。

造成粒形不良的原因、不良情況的分類及其分析，其中最常見(jiàn)的情況有以下三種：1、擠出條料牽引困難，時(shí)粗時(shí)細(xì)，粒形不佳。2、擠出條料表面有凸起物。3、擠出條料表面極其粗糙。

其中第一種情況，主要是由于擠出機(jī)加料量不穩(wěn)定所造成的。在生產(chǎn)中常遇到兩種情況：（1）預(yù)混料結(jié)塊，造成加料器下料困難或結(jié)塊料堵塞在擠出機(jī)加料口處。（2）預(yù)混料堆積密度太小，在料斗加料口處因“氣阻”而造成底部結(jié)塊，預(yù)混料在料斗中架橋。這樣，造成擠出機(jī)機(jī)頭熔體的壓力波動(dòng)很大，流出口模的物料時(shí)多時(shí)少，極不均衡，當(dāng)然就很難得到好的粒形。

第二種情況，通常出現(xiàn)在硬度比較低的產(chǎn)品上，有的經(jīng)“二次加工”后，擠出條料的平滑感覺(jué)得到明顯改善，但有的產(chǎn)品，卻并無(wú)明顯好轉(zhuǎn)。若檢測(cè)其分散性，卻是符合要求的。

第三種情況，則出現(xiàn)在某些使用了特種增塑劑或某些顏料含量特別高的產(chǎn)品上。此時(shí)生產(chǎn)狀況可能是良好的，但擠出條料表面相當(dāng)毛糙，唯有經(jīng)過(guò)多次加工后，擠出條料手感才光滑平整。

至于遇到分散不佳問(wèn)題，生產(chǎn)上通常上能選用最簡(jiǎn)單的方法，即“二次加工”了。

三、影響“一次加工”合格率的主要原因分析

影響PVC線纜色母粒產(chǎn)品“一次加工”合格率的因素是相當(dāng)多的。為了便于分析和比較，不考慮人、料和環(huán)這三項(xiàng)可控制的因素及機(jī)這個(gè)客觀上不可變的因素對(duì)“一次加工”合格率的影響。每一種產(chǎn)品也是從多批生產(chǎn)的加工情況綜合起來(lái)的，具有一定的代表性，若從配方的角度作分析，會(huì)給我們一些啟示。

1、有機(jī)顏料含量的影響

將色母粒按照有機(jī)顏料含量和加工次數(shù)以遞減法排序則可看到：當(dāng)配方中有機(jī)顏料含量超過(guò)2%時(shí)，其“一次加工”合格率僅為25%；而有機(jī)顏料含量低于2%時(shí)，其“一次加工”合格率高達(dá)80%。這表明，有機(jī)顏料含量高低對(duì)“一次加工”合格率有著舉足輕重的影響。且其臨界濃度在2%左右。超過(guò)此值大多數(shù)要進(jìn)行“二次加工”。其原因之一是有機(jī)顏料堆積密度小，體積大，加工時(shí)預(yù)混料比重較輕，常常會(huì)造成“加料”困難，影響擠出操作；原因之二是有機(jī)顏料的分散性較差，含量越高，分散越困難，造成產(chǎn)品的分散性不佳。

2、無(wú)機(jī)顏料含量的影響

PVC線纜大多數(shù)要求有良好的遮蓋性，，著色時(shí)除用有機(jī)顏料或無(wú)機(jī)顏料之外，通常要加入適量的鈦白粉來(lái)提高遮蓋性。統(tǒng)計(jì)表明，無(wú)機(jī)顏料含量不同，同樣對(duì)”一次加工”合格率有影響。

3、增塑劑品種的影響

增塑劑是PVC線纜色母料的主要成分之一。它影響產(chǎn)品的可加工性、耐熱性、耐寒性及柔軟性。

4、增塑劑含量的影響

不僅增塑劑的品種影響合格率，而且即使用同一種增塑劑，因其用量不同，也會(huì)影響“一次加工”合格率，若以樹(shù)脂和增塑劑的重量份數(shù)之比為參數(shù)，當(dāng)比值小于1時(shí)，其“一次加工”合格率明顯低于比值大于1的。因?yàn)楫?dāng)增塑劑用量增加時(shí)，會(huì)增加預(yù)混料操作的難度，易造成預(yù)混料“過(guò)濕”而結(jié)塊成團(tuán)，在擠出加工時(shí)會(huì)堵塞加料口影響操作或擠出條料太“軟”而造成切粒困難。

5、填料含量的影響

PVC線纜色母粒中加入填料，不僅可以降低產(chǎn)品成本，還可以改善熔體的流動(dòng)性能，有利于控制生產(chǎn)工藝條件及方便操作。不過(guò)其含量也應(yīng)恰當(dāng)，否則也會(huì)影響“一次加工”的合格率。當(dāng)填料含量為樹(shù)脂的兩倍以上時(shí)，其“一次加工”合格率不足40%；若含量為樹(shù)脂的1~2倍時(shí)，則其“一次加工”合格率達(dá)75%。因?yàn)橹刭|(zhì)碳酸鈣類填料畢竟與樹(shù)脂的親和性能差，若含量較高時(shí)，則“一次加工”時(shí)可能在熔體中不能達(dá)到均勻分布與分散，造成擠出條料毛糙或有凸起的感覺(jué)。若經(jīng)“二次加工”后，則條料明顯光滑。

6、硬度的影響

硬度的影響比較復(fù)雜。因?yàn)橛捕炔皇且粋€(gè)的變量，它受樹(shù)脂的制法、增塑劑的品種和用量，填料及顏料的種類和用量所支配的。不過(guò)縱觀生產(chǎn)中碰到的情況，經(jīng)驗(yàn)告訴我們可以認(rèn)為硬度高的，其“一次加工”合格率也較高，這可能是因?yàn)橛捕雀?，有利于預(yù)混料操作及改善顏料的分散性的緣故。

四、提高“一次加工”合格率的方法與措施

1、改進(jìn)預(yù)混料的質(zhì)量

良好的預(yù)混料應(yīng)當(dāng)是混和均勻的，不結(jié)塊的比較疏松的。因此，在預(yù)混料操作時(shí)：選擇合適的預(yù)混設(shè)備，恰當(dāng)選擇預(yù)混料的重量。

合理安排配方中各組分的加料次序：a、先加樹(shù)脂、蠟、潤(rùn)滑劑、熱穩(wěn)定劑，并高速預(yù)混。b、再加預(yù)料、填料、高速預(yù)混。c、再加流變性調(diào)節(jié)劑，高速預(yù)混。d、最后一次性加入增塑劑，低速短時(shí)間混合。

2、調(diào)正預(yù)混料的堆積密度

目的是為了減少或消除預(yù)混料再擠出機(jī)加料口處“氣阻”及架橋現(xiàn)象。可采用的方法如：

從配方上考慮：在用戶許可的情況下，降低使用時(shí)的稀釋比，以降低母料中有機(jī)色粉的含量。重新配色，選用色力更高的有機(jī)顏料。在保證硬度的前提下，采用增加活性填料的含量，減少增塑劑用量。在硬度許可的情況下，盡量少加增塑劑，多加填充劑。在硬度較高配方中，少加或不加流變性調(diào)節(jié)劑。

從工藝上考慮在預(yù)混時(shí)，先加入20%左右的同品種同批次的成品粒子，這樣可以提高預(yù)混料的比重，有利于加料操作。

3、改進(jìn)加料計(jì)量裝量

若將加料計(jì)量器的閘板的寬度設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)式，即在生產(chǎn)PVC線纜色母粒時(shí)，通過(guò)調(diào)整閘板的寬度與高度，就可更方便、更精確地控制加料速度。例如，當(dāng)閘板寬度設(shè)定至原來(lái)的二分之一，閘板高度保持不變，那么其加料速度的控制范圍就比原來(lái)提高一倍。這樣就可能解決較“輕”的預(yù)混料的加料問(wèn)題，從而提高“一次加工”的合格率。

4、優(yōu)化工藝參數(shù)

擠出操作的重要工藝參數(shù)是溫度（螺桿、機(jī)筒、機(jī)頭、口模）、加料速度、螺桿轉(zhuǎn)速以及口模板的孔徑與孔數(shù)，另外還有熔體的溫度，扭矩及壓力。不同的配方，應(yīng)有其最佳操作參數(shù)。

五、幾條重要建議

盡快改進(jìn)加料計(jì)量裝置，以