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)量優(yōu)異異型材的前提。由于PVC樹脂性能較差, 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 促進物料塑化、改善加工流動性的作用,如果其用量較低,物料的加工流動性變差, 易產(chǎn)生 塑化不良而使制品表面粗糙、無光澤,降低了制品表面的光亮度。而配方中的潤滑劑的選擇 和配 比特別是外潤滑的用量對制品的外觀影響更為明顯, 由于與 PVC 的相容性較差, 用量過 多不僅會在制品表 面產(chǎn)生析出使表面變得粗糙出現(xiàn)條紋或云紋, 而且過多的析出物粘附在模 具的型腔內(nèi)壁從而會大大影響了 制品表面的光亮度,這一影響在高速擠出生產(chǎn)時表現(xiàn)得尤為 明顯;而潤滑劑的用量不夠物料流動性變差、 塑化不良,同樣也會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, 其在后期使用過程中一般會加速型材的老化, 不適合推廣。
原材料對制品外觀質(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 程產(chǎn)生過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)過活性處理,以增加與聚合物的親合力,但如果其 粒 徑過大,活化度不夠,在制品表面分散不均勻, 則同樣會使制品光澤性下降;配方中加人的 抗沖改性劑 CPE 的殘留結(jié)晶度超過 5%-10%時,則可能在加工 過程中難以塑化而在制品表面上形成麻點,這都會使制品表面光亮度受到一定的影響。
1.2、PE蠟的用量對型材表面光亮度的影響PE 蠟是一種較為常見的外潤滑劑。加工過程中，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，極性基團向著金屬表面，通過物理吸附和化學(xué)鍵，形成一個潤滑劑分子層，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，這時表面較光亮。但當(dāng)將其用量繼續(xù)增加，會造成物料塑化不良。這是因為潤滑劑加入過多，形成一層隔離膜，混合物料和設(shè)備之間會出現(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，因此型材性能檢測不合格，表面光亮度反而下降。因此，合理的潤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。它的加入可提高樹脂與機械之間的摩擦系數(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，因為ACR 的加入可加速物料塑化過程。若物料塑化過早，在擠出口模之前，將有部分物料分解，這也同樣會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，將會大大改善管型材表面及內(nèi)在性能。
2.1 機頭的流道結(jié)構(gòu)設(shè)計
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)計與加工精度對產(chǎn)品的表面光亮度有著直接的的影響。
管型材機頭流道設(shè)計的一個重要原則就是要使機頭各流道部分的截面間隙的料流阻力平衡和 流量對稱, 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在制品的表面形成一“收縮 痕”。不管是“暗痕” 還是“收縮痕”,都會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,這一點在高速擠出時顯得尤為明顯。2.2 模具型腔表面精度 從口模出來的料坯經(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。同時通過 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。一般來說, 精 加工完的型腔表面都要進行衍磨拋光處理, 其表面粗糙度應(yīng) 控制在 Ra0.2mm 以上。為進一步保證制品的表 面光亮度, 許多模具廠家對模具的材質(zhì)選擇都 有較高的要求, 并對模具的型腔進行表面電鍍處理, 這一方 面會相應(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,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、加工流動性;潤滑 劑 (特別是 外潤滑劑 ) 的用量要合理,以盡可能地減少擠出過程中的析出現(xiàn)象,保證物料良好 的塑化狀態(tài)。對原材料 的質(zhì)量要嚴格把關(guān),建議盡可能地選擇規(guī)模較大、設(shè)備完善、質(zhì)量穩(wěn) 定的廠家進貨,并在原料進廠后進行 人廠檢驗。如如采用納米級 CaCOs填充能明顯提高光亮度，可達到 10分。
3.2 從模具設(shè)計和制造方面保證制品表面光亮度
模具對光亮度的影響僅次于配方，但對于常規(guī)配方，模具則起主要作用。通過對模具的研究發(fā)現(xiàn)，合適的擴張角與壓縮比對光亮度有較明顯的改善,對定型模采用急冷設(shè)計處理,亦能明顯提高光亮度，其效果可達 6~7分。模具表面要達到足夠的加工精度,表面粗糙度一般要在 Ra0.2mm 以上,建議對定型模表面進行電鍍處理;定型模的水氣路結(jié)構(gòu)設(shè)計要保證冷卻充分、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面的亮度;定型模應(yīng)變量的設(shè)計應(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
通過實驗發(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,對于熔體溫度過高或過低都會降低光亮度。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)溫度對光亮度均無改善效果。如45號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;采用較好的進口合金鋼材的模具其光亮度為7~8分;而進口合金鋼材進行表面熱處理后,其光亮度可達 10 分,且能長期穩(wěn)定運行。選用國產(chǎn)含有Mo元素的模具，能達到進口鋼材模具的效果，且目前國內(nèi)含Mo的合金鋼產(chǎn)量及質(zhì)量基本能滿足要求，價格與常用的3Cr13或2Cr13差不多。使用含Mo元素合金鋼對模具的調(diào)整不僅適用于新模具，也適用于舊模的改造。
實際生產(chǎn)過程中,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)一單獨加熱區(qū) (一 般長約 10mm) 來獨立控制溫度, 則對提高制品表面光亮度會更加有利。
3.4、設(shè)備
根據(jù)對不同生產(chǎn)廠家的設(shè)備進行比較，螺桿結(jié)構(gòu)及螺桿與料筒間隙的不同，對光亮度的影響很大，這主要是由于對物料的塑化效果不同。
