為保證PVC制品的物理性能和外觀質量,傳統 的PVC—U注塑工藝需要將捏合好的材料經造粒 后再使用注塑機進行生產.伴隨著PVC—U行業 的發展,各種新加工助劑的應用和專用注塑機的不斷改進,粉料注塑工藝也逐漸發展.當填充劑用量 較多時,造粒效率較低,也使企業向粉料注塑方向發 展.筆者從實際生產出發,分析比較了粒料注塑與粉料注塑2種工藝的特點.
1.粒料注塑
注塑機采用單螺桿熔膠,塑化能力有限,容易使 產品產生冷斑起皮現象,且料簡沒有排氣裝置,產品 易產生氣泡(水珠),放射狀流紋現象.而造粒時使 用的雙螺桿擠出機塑化能力強,有排氣裝置,剛好能 彌補注塑機的不足. 粒料經過雙螺桿擠出機塑化后,物料可以達到 分子級分散,真空排氣裝置可吸走多余的水分.粒料存放在空氣中化學性能穩定,對注塑機的二次塑 化幫助很大,具體表現為:制品密度,物理性能穩定, 不易產生冷斑起皮,能有效控制氣泡流紋現象,表面 光潔度好.粒料在工廠內較易運輸,泄漏損耗小,對 車間環境污染少. 但造粒工序的人力,物力投人大,效率低,如能 減少這個工序將有利于企業的節能降耗.
2.粉料注塑
粉料注塑減少了造粒這道中問工序,可以減少 人力,設備等資源的投入,減少水電能耗,從而降低 制造成本;工序的精簡也相應減少了車間的管理成本.
粉料雖然經過高速混合機捏合,但各種助劑只 能達到團狀分散,單螺桿注塑機不能完全使助劑分散,熔體達不到理想效果,從而影響產品的物理性能,具體表現為:產品脆性大,表面粗糙且有冷斑起 皮.受生產場地和環境的限制,且為了便于管理,一 般混好的粉料可能要存放幾天才用于注塑.由于粉 料易吸潮,所以受車間地理位置或季節變化的影響, 當空氣濕度較大時,會造成粉料含水量過大,產品表面出現氣泡,影響外觀質量. 以上問題在小規格產品上影響不大,但在大規格產品上就有明顯的視覺缺陷,因此小規格產品可 考慮使用粉料注塑.但小規格產品以給水管件居 多,其需重點控制物理性能,用粒料注塑能更有效地 控制其物理性能,這點應引起注意.
3. 影響粉料注塑的因素
3.1設備
粉料注塑專用注塑機與粒料注塑機有很大的差異,如螺桿與料筒,射嘴的設計,料斗與螺桿根部的設計與密封性問題等,在購買設備時應向設備生產廠家詳細了解.就螺桿而言,可按填充量大小進一步細分,如某機械有限公司的PVC—U粉料專用 注塑機配備的螺桿. 粉料注塑對注塑機的要求及整個生產流程的控制極為嚴格.如果采用粒料注塑機注塑粉料,會出現加工范圍狹窄,生產不穩定的情況.若PVC樹脂,助劑質量不穩定,配料,捏合操作存在誤差,就會出現成批產品不合格的情況.另外,一般的粒料注塑機泄漏粉料情況較為嚴重.對于填充量較大的粉料,還會發生頻率較高的落料不勻問題,導致模具不能充滿或密度偏小而收縮過大,注塑量越大這種現象越明顯. 使用多年的老式粒料注塑機塑化能力較差,壓力不穩定,一般不能用于粉料注塑.
3.2模具
模具流道設計對粉料注塑影響很大.主流道和副流道一般短而粗,截面為圓形.冷料井直徑應大于主流道,深度與直徑接近.過去為了節省澆口料而設計的模具不適于粉料注塑,澆口應盡量開大些,只要不使產品產生回料凹陷即可.對于填充量較大 的粉料,更應注意模具流道的設計.
3.3配方
造粒時會消耗部分潤滑劑,而粉料注塑時可考慮適當減少配方中潤滑劑的用量;另外,粉料注塑為一次塑化,熱穩定劑的用量也可酌情減少;填充劑方面,輕質碳酸鈣的吸潮能力比重質碳酸鈣強,其用量越大,因碳酸鈣吸濕引起產品表面出現氣泡或放射狀流紋等外觀質量問題就越明顯.
3.4工藝
為使助劑分散得更好,應適當提高混合溫度或延長混合時間,熱混溫度以120,135?為宜.粉料在車間內運輸造成的損耗和污染因操作人員技術水平而異,以防泄漏為主要措施.針對粉料注塑冷料,氣體較多的特點,螺桿轉速宜較低,注塑過程主要分4級.
(1)第1級低速,注塑量較少(在總注塑量的10%以下),使射嘴的冷料進入冷料井或黏附在流道 表面,以避免進入型腔.
(2)第2級快速,注塑量較多(約為總注塑量的80%),在不致發生熔體燒焦的情況下快速充滿型腔的大部分空問,以減少熔體在長流程的運動中遇冷產生的阻力降.
(3)第3級慢速,注塑量較少(約為總注塑量的5%),因上一級快速充模引起型腔內氣體在產品熔合線附近聚積,影響熔合線粘接強度和產品外觀,所以這一級主要作用是排氣,使熔體熔合在一起.
(4)第4級慢速,高壓,注塑量較少(在總注塑量的5%以下),起補縮的作用. 另外,注塑時間應比實際充填時間長一些,以提 高產品的物理性能.
4. 結語
粒料注塑工藝所具有的優點,使其在PVC—U 管道行業中得到大量的應用.相對于粒料注塑來說,粉料注塑表現出許多不足,如生產過程難控制, 成品率低,經濟效應不明顯,產品力學性能與物理性能不穩定等.但粉料注塑可減少資源投入與能耗, 有利于節能減排與可持續發展,具有一定的研究價值. 綜上,目前國內做UPVC管件的主要原料還是以PVC粒料為主.

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