1、制品表面光亮度的影響因素1.1 配方及原材料
配方是保證聚氯乙烯加工性能獲得質(zhì)量?jī)?yōu)異異型材的前提。由于PVC樹(shù)脂性能較差, 加工范圍較窄, 成型條件極為苛刻,因而在配方中加入不同用量的穩(wěn)定劑、改性劑、潤(rùn)滑劑 、填充劑等助劑,使其性能適 應(yīng)加工及使用條件。而各種助劑的選用及含量, 不僅關(guān)系到物 料的加工性能及物化性能,而且最終對(duì)產(chǎn)品 的外觀質(zhì)量保證有著極為重要的影響。比如, 穩(wěn)定劑能提高聚氯乙烯加工的熱穩(wěn)定性,如果其在配方中的 用量偏少就可能導(dǎo)致 PVC加工過(guò)程 中受熱分解,從而使制品表面呈現(xiàn) (淺 ) 黃色,影響制品的表面光亮度。配方中的加工改性劑 促進(jìn)物料塑化、改善加工流動(dòng)性的作用,如果其用量較低,物料的加工流動(dòng)性變差, 易產(chǎn)生 塑化不良而使制品表面粗糙、無(wú)光澤,降低了制品表面的光亮度。而配方中的潤(rùn)滑劑的選擇 和配 比特別是外潤(rùn)滑的用量對(duì)制品的外觀影響更為明顯, 由于與 PVC 的相容性較差, 用量過(guò) 多不僅會(huì)在制品表 面產(chǎn)生析出使表面變得粗糙出現(xiàn)條紋或云紋, 而且過(guò)多的析出物粘附在模 具的型腔內(nèi)壁從而會(huì)大大影響了 制品表面的光亮度,這一影響在高速擠出生產(chǎn)時(shí)表現(xiàn)得尤為 明顯;而潤(rùn)滑劑的用量不夠物料流動(dòng)性變差、 塑化不良,同樣也會(huì)使制品表面光亮度下降。另外,某些廠家為提高型材表面的光亮度,還在配方中加入 少量的熒光增白劑, 但由于熒光 增白劑的分子結(jié)構(gòu)所限, 其在后期使用過(guò)程中一般會(huì)加速型材的老化, 不適合推廣。
原材料對(duì)制品外觀質(zhì)量的影響亦不容忽視。制品表面出現(xiàn)的某些缺陷都會(huì)不同程度地影響到 表面光亮度, 而這些缺陷的產(chǎn)生往往與原料的質(zhì)量有關(guān)。如 PVC 的水分及揮發(fā)分的含量超標(biāo) , 就往往導(dǎo)致物料在加工過(guò) 程產(chǎn)生過(guò)多的氣體不能完全排除而產(chǎn)生氣泡,影響了制品表面的 光澤性;填充劑 CaCO3的表面一般要經(jīng)過(guò)活性處理,以增加與聚合物的親合力,但如果其 粒 徑過(guò)大,活化度不夠,在制品表面分散不均勻, 則同樣會(huì)使制品光澤性下降;配方中加人的 抗沖改性劑 CPE 的殘留結(jié)晶度超過(guò) 5%-10%時(shí),則可能在加工 過(guò)程中難以塑化而在制品表面上形成麻點(diǎn),這都會(huì)使制品表面光亮度受到一定的影響。
1.2、PE蠟的用量對(duì)型材表面光亮度的影響PE 蠟是一種較為常見(jiàn)的外潤(rùn)滑劑。加工過(guò)程中，在壓力作用下，很容易從混合物料中擠出，移析到表面，PE分子取向排列，極性基團(tuán)向著金屬表面，通過(guò)物理吸附和化學(xué)鍵，形成一個(gè)潤(rùn)滑劑分子層，因此，它可以減少聚合物和設(shè)備表面的摩擦力，提高型材表面光亮度。
當(dāng)PE蠟用量與擠出塑化良好相配，這時(shí)表面較光亮。但當(dāng)將其用量繼續(xù)增加，會(huì)造成物料塑化不良。這是因?yàn)闈?rùn)滑劑加入過(guò)多，形成一層隔離膜，混合物料和設(shè)備之間會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，物料得不到塑化應(yīng)有的剪切應(yīng)力，不能良好地塑化，因此型材性能檢測(cè)不合格，表面光亮度反而下降。因此，合理的潤(rùn)滑劑用量是保證管型材性能和表面光亮度的關(guān)鍵。
1.3、ACR的用量對(duì)型材表面光亮度的影響
ACR 做為一種加工助劑可改善硬質(zhì)PVC 的成型加工性能。它的加入可提高樹(shù)脂與機(jī)械之間的摩擦系數(shù)，使硬質(zhì)PVC 由滑壁體轉(zhuǎn)變?yōu)檎潮隗w，增加剪切應(yīng)力，物料得到良好塑化，從而才會(huì)有良好的表面光亮度。
而當(dāng)ACR用量加大后，物料可以得到足夠的剪切應(yīng)力，塑化良好，因此，管型材物理性能與表面光亮度均有所提高。但ACR 用量并非越多越好，因?yàn)锳CR 的加入可加速物料塑化過(guò)程。若物料塑化過(guò)早，在擠出口模之前，將有部分物料分解，這也同樣會(huì)使型材表面光亮度下降。因此，找出合適的ACR 用量，使其與其他助劑相互良好配合，將會(huì)大大改善管型材表面及內(nèi)在性能。
2.1 機(jī)頭的流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
模具也是制品成型的關(guān)鍵部件,因而模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工精度對(duì)產(chǎn)品的表面光亮度有著直接的的影響。
管型材機(jī)頭流道設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則就是要使機(jī)頭各流道部分的截面間隙的料流阻力平衡和 流量對(duì)稱, 口模處橫斷面的物料流速一致。外壁的滯后性而產(chǎn)生一定的后收縮從而會(huì)在制品的表面形成一“收縮 痕”。不管是“暗痕” 還是“收縮痕”,都會(huì)使制品的表面看上去有一條 “不光亮帶”,從而影響了制 品表面的 光亮度,這一點(diǎn)在高速擠出時(shí)顯得尤為明顯。2.2 模具型腔表面精度 從口模出來(lái)的料坯經(jīng)定型模的冷卻, 吸附成型為具有相應(yīng)形狀和尺寸的制品。同時(shí)通過(guò) 定型模的接觸摩擦 使制品具有了一定的表面光澤, 因此模具型腔表面的加工精度也決定了制 品表面的光亮度。一般來(lái)說(shuō), 精 加工完的型腔表面都要進(jìn)行衍磨拋光處理, 其表面粗糙度應(yīng) 控制在 Ra0.2mm 以上。為進(jìn)一步保證制品的表 面光亮度, 許多模具廠家對(duì)模具的材質(zhì)選擇都 有較高的要求, 并對(duì)模具的型腔進(jìn)行表面電鍍處理, 這一方 面會(huì)相應(yīng)提高制品表面的光亮度 ,另一方面也大大提高了模具的耐磨性,延長(zhǎng)了模具使用壽命。
3 提高制品表面光亮度的途徑
3.1 優(yōu)化配方設(shè)計(jì),保證原材料質(zhì)量
穩(wěn)定劑、加工改性劑等助劑在配方中的配比要保證 PVC 良好的熱穩(wěn)定性、加工流動(dòng)性;潤(rùn)滑 劑 (特別是 外潤(rùn)滑劑 ) 的用量要合理,以盡可能地減少擠出過(guò)程中的析出現(xiàn)象,保證物料良好 的塑化狀態(tài)。對(duì)原材料 的質(zhì)量要嚴(yán)格把關(guān),建議盡可能地選擇規(guī)模較大、設(shè)備完善、質(zhì)量穩(wěn) 定的廠家進(jìn)貨,并在原料進(jìn)廠后進(jìn)行 人廠檢驗(yàn)。如如采用納米級(jí) CaCOs填充能明顯提高光亮度，可達(dá)到 10分。
3.2 從模具設(shè)計(jì)和制造方面保證制品表面光亮度
模具對(duì)光亮度的影響僅次于配方，但對(duì)于常規(guī)配方，模具則起主要作用。通過(guò)對(duì)模具的研究發(fā)現(xiàn)，合適的擴(kuò)張角與壓縮比對(duì)光亮度有較明顯的改善,對(duì)定型模采用急冷設(shè)計(jì)處理,亦能明顯提高光亮度，其效果可達(dá) 6~7分。模具表面要達(dá)到足夠的加工精度,表面粗糙度一般要在 Ra0.2mm 以上,建議對(duì)定型模表面進(jìn)行電鍍處理;定型模的水氣路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要保證冷卻充分、均勻,吸附力足夠,并可在定型模入口處設(shè)置“亮度保持板”,以提高管型材使用可見(jiàn)面的亮度;定型模應(yīng)變量的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能地與物料的流變 狀態(tài)及生產(chǎn)速度相吻合。
3.3 合理調(diào)整擠出工藝,提高制品表面光亮度
通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，但適當(dāng)提高熔體溫度可使光亮度提高 1~2分，但不宜太高,對(duì)于熔體溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)降低光亮度。工藝的影響是一種綜合行為，單純調(diào)整油溫或料筒任一區(qū)溫度對(duì)光亮度均無(wú)改善效果。如45號(hào)鋼的模具其光亮度僅2~3分;采用普通不銹鋼的模具(如 3Cr13)，其光亮度為4~5分;采用較好的進(jìn)口合金鋼材的模具其光亮度為7~8分;而進(jìn)口合金鋼材進(jìn)行表面熱處理后,其光亮度可達(dá) 10 分,且能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。選用國(guó)產(chǎn)含有Mo元素的模具，能達(dá)到進(jìn)口鋼材模具的效果，且目前國(guó)內(nèi)含Mo的合金鋼產(chǎn)量及質(zhì)量基本能滿足要求，價(jià)格與常用的3Cr13或2Cr13差不多。使用含Mo元素合金鋼對(duì)模具的調(diào)整不僅適用于新模具，也適用于舊模的改造。
實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,根據(jù)物料的塑化狀態(tài)合埋地調(diào)整工藝溫度、速度及壓力,保證物料的 良好塑化,并在此 基礎(chǔ)上適當(dāng)提高口模溫度。如果在口模成形段出口處設(shè)一單獨(dú)加熱區(qū) (一 般長(zhǎng)約 10mm) 來(lái)獨(dú)立控制溫度, 則對(duì)提高制品表面光亮度會(huì)更加有利。
3.4、設(shè)備
根據(jù)對(duì)不同生產(chǎn)廠家的設(shè)備進(jìn)行比較，螺桿結(jié)構(gòu)及螺桿與料筒間隙的不同，對(duì)光亮度的影響很大，這主要是由于對(duì)物料的塑化效果不同。
