PVC木塑型材的生产过程主要分为配料、混合和挤出三个工序。
(1)配料工序:
把树脂与各种助剂组分相互混合在一起,成为均匀体系。
(2)混合工序:
混料过程就是按照工艺配方的要求,将不同原料从料仓中抽出,经计量,加入到高速热混机混合,并因高速搅拌剪切摩擦力使物料达到预塑化和混合均匀。然后进入冷混机进一步混匀、降温后,分别输送到皮层混料仓储存备用。高速热混时间为每批6-8分钟,混合时温度控制在100至120摄氏度之间,由控制混合搅拌速度实现升温和温度控制。低速冷混时间为6-8分钟,温度在35-45摄氏度之间。热混时不需要外加热源,而是利用高速搅拌使物料摩擦产生热量。低速冷混机由循环冷却水系统实现降温。
(3)挤出工序:
挤出成型主要是利用螺杆旋转加压方式,连续地将塑化好的成型物料从挤出机的机桶中挤出机头模具,熔融物料通过机头口模成型为与口模型状相仿的连续体,用牵引装置将成型品连续地从模具中拉出,同时进行冷却定型,使挤出的连续体失去塑性状态而变为固体,制得所需形状的产品。
挤出成型主要包括加料、塑化、成型、定型及定长切断四个过程。挤出成型的第 1阶段是塑化,即成型物料由挤出机料斗加入到挤出机机筒,在机筒温度和螺杆的旋转压实及混合作用下,物料由粉状或粒状固体转变成为具有一定流动性的均匀连续熔体的过程。
经过塑化以后的塑料熔体移动到机筒前段附近以后,在螺杆的旋转挤压作用下经过多孔板流入机头,并按照机头中成型口模和新模的形状成型为高温木塑型材型柸,这是成型的第二阶段,简称成型。挤出成型的第三个阶段叫做冷却定型,即高温型柸在挤出压力和牵引作用下,经过真空冷却定型模以后,形成具有一定强度、刚度和径向尺寸精度的过程。冷却定型之后再按一定长度进行切断,检验、包装,便是生产所要求的PVC木塑板材、型材制品。
PVC木塑的原材料组成及其性能
PVC树脂加木纤维和无机物填充(木粉、碳酸钙)、润滑剂、稳定剂、发泡剂、发泡调节剂、色粉和其他相关助剂(增塑剂、增韧剂、偶联剂)等组成。
1,树脂国内用SG-7为主,SG-7树脂流动性好有利于发泡。
2,填充基本以木粉(一般用80-120目左右的木粉且用杨木粉较多),碳酸钙以轻质碳酸钙较多(1000-1200目左右)。
3,润滑剂一般用硬脂酸,石蜡,PE蜡、硬脂酸钙等搭配按所需比例来组成木塑润滑剂体系。硬脂酸,石蜡价格便宜润滑性能好,其缺点是熔点太低(50多度),低熔点的润滑剂在赋予润滑性的同时也起到增塑剂的作用,这样影响产品的刚性,产品的维卡和热变形温度低使产品随温度升高极易变形,且极易析出影响生产。PE蜡如果是新PE料来生产且是百分百纯的,熔点可达到80度以上是不会降低产品的维卡。如果PE蜡生产商为了降低成本采用回收PE料且加一定比例的硬脂酸和石蜡这样就不是真正的PE蜡同样会影晌产品的使用性能。
4,稳定剂:用于PVC生产的稳定剂有复合铅盐稳定剂,有机锡,钙锌系稳定剂等国内一般用于木塑的稳定剂是复合铅盐稳定剂,它的优点是价格便宜,热稳定性能好。缺点是有毒不环保。但是复合铅盐稳定剂润滑剂所占比例基本在50%左右,如果其所添加的润滑剂全是低熔点的润滑剂也会影晌产品的使用性能。环保钙锌稳定剂由是以脂肪酸盐为主体的金属皂,辅以多元醇,B-二酮,亚磷酸酯,抗氧化剂等协效稳定剂及润滑剂复合优化而成的一类无毒环保稳定剂,适用于环保型PVC制品和高填充制品的生产,是木塑制品的优良的热稳定剂。
4)热稳定性和初期着色性好,加工性能优于有机锡和铅盐稳定剂。;
5)由于环保钙锌稳定剂的密度与PVC树脂密度相当所以其分散性好于有机锡和铅盐稳定剂,更利于其在树脂中的分散;
5,发泡剂一般采用AC发泡剂和小苏打搭配使用,也有用AC发泡剂和碳酸氢钠盐来搭配。AC发泡剂优点是发气量大,用量小,缺点是分解不完全会残留一小部分在产品里,这样使用过程中会影晌到产品表观,发泡剂迁移到产品表面产生斑点和影晌产品的耐候性能加速产品的老化。
6,发泡调节剂有丙烯酸类和甲酯类。丙烯酸类的分子量和粘度较低发泡效果不如甲酯类的但所生产的产品刚性比甲酯类的好。甲酯类的分子量和粘度高有利于发泡但生产的产品刚性比丙烯酸类的要差。所以丙烯酸的发泡调节剂适用于真空定型发泡类等产品如型材而甲酯类的发泡调节剂适用于自由发泡类的产品如发泡板材。
7,适用于生态木的色粉一般用黄、红、黑、钛白粉等。黄、红两种色粉有无机和有机两种。无机色粉的优点是在耐候性和抗迁移耐高温等方面优于有机色粉缺点是添加量大,对于较鲜艳的颜色不适用,但价格便宜。有机色粉反之。生态木一般用有机和无机色粉搭配使用。钛白粉有R钛型和锐钛型两种。R钛遮盖力和耐候性优于锐钛,所以生态木一般用R钛型钛白粉。
8,用于PVC生态木增塑剂常用的有DOP和环氧大豆油。DOP可以降低树脂分子间的作用力提高流动性,有一定的润滑性利于生产加工。但是它能降低产品的维卡,一公斤DOP可降低维卡3度。大豆油其增塑效果不如DOP且具有一定的热稳定性,也会降低产品的维卡。
安徽威尼泰克公司生产的PVC木塑型材专用钙锌稳定剂,具有具有优良的热稳定性和润滑性,分散性。抗析出性好,具有独特偶联作用,赋予填充剂良好的分散性,增进与树脂的包裹。