PVC加工專題

編者按:PVC加工在整個(gè)塑料行業(yè)中占著舉足輕重的地位,盡管由于大眾對(duì)PVC安全性的顧慮使得PVC塑料制品在食品包裝和醫(yī)療器械方面的使用受到嚴(yán)重的限制,但是PVC在化學(xué)建材、管材、門窗型材和防水材料等方面的應(yīng)用日益廣泛,特別是在經(jīng)濟(jì)危機(jī)中建材行業(yè)的突出表現(xiàn)更是促進(jìn)了PVC加工行業(yè)的大發(fā)展。PVC由于具有特殊的分子結(jié)構(gòu),其配方體系在整個(gè)塑料加工行業(yè)的中屬于最復(fù)雜的體系之一,如何使各種助劑合理搭配,生產(chǎn)出高性價(jià)比的產(chǎn)品,是大家廣為關(guān)注的話題,“中塑互聯(lián)”塑料技術(shù)論壇里很多網(wǎng)友對(duì)PVC的加工進(jìn)行了深入的討論,本期推出PVC加工專題,整理了網(wǎng)友們討論的幾個(gè)熱點(diǎn)問題,供讀者參考。

問:采用南京科亞公司的雙螺桿生產(chǎn)70/90PVC護(hù)套電纜料,加工溫度在120～150℃之間,料溫在168～170℃之間,熱穩(wěn)定劑采用三鹽或二鹽體系,產(chǎn)品顆粒斷面發(fā)現(xiàn)有氣孔,螺桿組合調(diào)整多次效果不明顯,粒料端面氣孔明顯。電纜料粒子的氣孔會(huì)影響電纜產(chǎn)品的表面質(zhì)量,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因氣孔導(dǎo)致表面粗糙的現(xiàn)象,但產(chǎn)品性能都符合檢測(cè)要求,其他廠家生產(chǎn)的電纜料也有氣孔,只有蘇州德威的電纜料粒子沒有氣孔,據(jù)說也是用科亞雙螺桿生產(chǎn)的,請(qǐng)問這是什么原因造成的?如何解決?

答:顆粒料出現(xiàn)氣孔的原因主要有以下幾種可能:

(1)原料控制不嚴(yán),容易吸潮的組分沒有完全干燥;

(2)熱穩(wěn)定劑有問題,穩(wěn)定劑如果為水滑石和沸石的配方體系,會(huì)導(dǎo)致氣孔的產(chǎn)生,可以更換穩(wěn)定劑;

(3)可能與環(huán)境有關(guān),空氣濕度大,料因天氣原因吸水;

(4)四區(qū)和模頭溫度過高;

(5)工藝問題,這是夾氣塑化,關(guān)鍵是抽氣位置;

(6)潤(rùn)滑體系不合理,潤(rùn)滑不足,導(dǎo)致內(nèi)摩擦加劇,料溫升高使低沸點(diǎn)物質(zhì)氣化而產(chǎn)生氣泡。所以應(yīng)首先考慮潤(rùn)滑是否不足,其次模頭壓力是否過大;

(7)還有可能是低分子物質(zhì)揮發(fā)孔、收縮孔以及塑化不好的生料孔。低分子物質(zhì)揮發(fā)孔是由混合料中帶來的低分子物質(zhì)及加工中分解的低分子物質(zhì)揮發(fā)造成的;收縮孔主要是由熔體溫度過高及冷卻過快造成的;生料孔主要是由于塑化不完全造成的。

此問題的解決方案如下:

(1)提高擠出溫度;

(2)更換穩(wěn)定劑,建議使用復(fù)合穩(wěn)定劑;

(3)擠出溫度過高,單螺桿的溫度不要超過120℃;

(4)查看抽真空裝置,真空度是多少,如果真空度低,揮發(fā)物不能抽吸干凈很容易造成氣孔現(xiàn)象;

(5)嚴(yán)格控制原料水分,特別是一些易吸潮的原料。高混機(jī)出料溫度提高一些,對(duì)于比較潮濕的地區(qū)必須抽真空,就是原料沒有水分超標(biāo)的情況也要抽真空,不然料混的再好,都會(huì)產(chǎn)生氣孔;

(6)前端溫度不能過高,否則螺桿沒有內(nèi)壓,造成物料塑化不均,再者二段、三段溫度達(dá)到150℃,很易焦料,容易變色;

(7)察看配方組分中有無用到揮發(fā)性高的原料;

(8)調(diào)整擠出溫度,65/150擠出機(jī)參考溫度:雙螺桿擠出機(jī)為118、120、125、125、135℃;單螺桿擠出機(jī)為145、145、155℃;有網(wǎng)友認(rèn)為可以調(diào)整到更低,請(qǐng)參照實(shí)際情況調(diào)整。

(問題和解決方案來自“中塑互聯(lián)www.ourp las. cn”網(wǎng)友沙漠駱駝、halinfox、wangjinqiao、hadamc、lostemp le、luckyp las、xiaow d2004、yulihua、amoyga、tiandi1213、ytao9、海湘、趙建榮、poly273、zzhhonglin、李工、ajhjh01、567、啊梁、tiandi、m sg0310、低煙無鹵等。參與討論請(qǐng)?jiān)L問中塑互聯(lián)塑料技術(shù)論壇:http://bbs. ourp las.cn/read.php?tid=2670)

問:我公司現(xiàn)有1種出口用環(huán)保PVC管件注塑料,配方如下:PVC100份、活性鈣粉50份、ACR2份、硬鈣1份、石蠟1份、聚乙烯蠟0.6份、甲基錫穩(wěn)定劑2份、大豆油2份、DOP1份、顏料若干,采用65型錐雙生產(chǎn),擠出機(jī)溫度設(shè)定分別為180、180、175、181、182℃?，F(xiàn)存在如下問題:(1)產(chǎn)量極低,同一臺(tái)機(jī)器,相同轉(zhuǎn)速下,產(chǎn)量是其他配方的1/2,約8～9h才能生產(chǎn)1t料; (2)真空排氣口往外飄粉,觀察物料,沒有完全塑化; (3)打好的粒子可看到白色粉體,應(yīng)該是沒有塑化好的鈣粉,請(qǐng)各位幫助分析一下是什么原因造成的?

答:可能的原因主要有:

(1)外潤(rùn)滑劑太多,減少外潤(rùn)滑劑,增加DOP,減多少外潤(rùn)滑劑就加多少DOP,同時(shí)提高混料溫度和時(shí)間;

(2)調(diào)整潤(rùn)滑劑品種和用量,如增加 HSt、聚乙烯蠟等,外潤(rùn)滑劑過多容易造成塑化不良。同時(shí)配方調(diào)整后工藝也應(yīng)做適當(dāng)調(diào)整?，F(xiàn)在的產(chǎn)量也不是很低;要適當(dāng)增加內(nèi)潤(rùn)滑劑,用有機(jī)錫做穩(wěn)定劑,再加一些ZnSt較好;

(3)加入的潤(rùn)滑劑過多,做出來的料在性能上也會(huì)有問題;

(4)適當(dāng)調(diào)整ACR用量或適當(dāng)加入一些α甲基苯乙烯,以改善主體材料流動(dòng)性及塑化性能,再配合一些外潤(rùn)滑劑使用;

(5)如果采用的是粉料的話,粉料的松散程度對(duì)產(chǎn)量的影響很大;

(6)喂料不滿也會(huì)產(chǎn)生排氣飄粉的現(xiàn)象,導(dǎo)致粒子產(chǎn)生氣孔,潤(rùn)滑劑的添加量與碳酸鈣的細(xì)度有關(guān),如果采用的是800目的輕鈣,可以少加一些外潤(rùn)滑劑,多用內(nèi)潤(rùn)滑劑;

(7)真空排氣口飄粉,是塑化不好的表現(xiàn),此段應(yīng)達(dá)到半塑化狀態(tài),混料溫度可以提高一些,生產(chǎn)溫度也可以適當(dāng)提高;

(8)如果加料螺桿上有附著會(huì)導(dǎo)致加料不均勻,喂料不足;查看主機(jī)電流是否比平時(shí)要低,以前做過一批高填充產(chǎn)品,碳酸鈣都附著在加料螺桿上面,實(shí)際輸送到機(jī)器中的碳酸鈣很少;

(9)甲基錫穩(wěn)定劑含量高也會(huì)影響出料速度。建議用鈣鋅穩(wěn)定劑,同時(shí)也要減少外潤(rùn)滑劑用量,增加內(nèi)潤(rùn)滑劑用量;

(10)可以提高機(jī)器的加工溫度,一區(qū)、二區(qū)可以提高到200℃,穩(wěn)定劑有機(jī)錫用量增加到2份,造粒應(yīng)該不會(huì)有問題;

(11)配方中石蠟、聚乙烯蠟用量減少1/2,DOP不用也可以,也可以加入一些輔助加工助劑;

(12)加破碎料有利于下料和塑化,可以防止架橋現(xiàn)象,冷卻后下料產(chǎn)量會(huì)提高;

(13)有可能是料的流動(dòng)性太好,上料困難,以前我們公司也遇到過這種情況,用彈簧根本無法上料,建議加一些磨粉料,也就是回收料,也許效果會(huì)好一些;

(14)100℃打粉后直接上機(jī),沒有經(jīng)過冷混工序,可以考慮110～115℃出料;粉料流動(dòng)性好,彈簧打不上去,適當(dāng)加一些粒料可以降低流動(dòng)性,不過一定要混合均勻,不然加料速度不穩(wěn)定;塑化方面似乎外潤(rùn)滑劑少一些;從正常生產(chǎn)情況看,沒有架橋說明粉料沒有問題;

(15)甲基錫沒有潤(rùn)滑性,要多加一些潤(rùn)滑劑,采用G-70S高級(jí)潤(rùn)滑劑配合有機(jī)錫使用,用量在0.5～1份之間;生產(chǎn)硬質(zhì)PVC產(chǎn)品可以減少碳酸鈣用量,或用活性鈣,越細(xì)越好,用800目的碳酸鈣配合增強(qiáng)劑使用效果較好,大豆油少用一點(diǎn),用DOP代替大豆油塑化效果更好;

(16)熔體壓力是不是很低,可以適當(dāng)增大喂料速度,提高熔體壓力來試一下;磨粉料同樣也會(huì)提高壓力,提高塑化,增大產(chǎn)量。

提問網(wǎng)友反饋:

(1)我們的管件是出口到中東的,所以沒有過多添加DOP;

(2)有機(jī)錫穩(wěn)定劑效果較好;

(3)因?yàn)榉€(wěn)定劑是用的有機(jī)錫,ACR用的是加工型的,有效成分高,成本比較高,加50份的碳酸鈣粉一是出于成本壓力,二是客戶的使用環(huán)境決定的;

(4)其實(shí)我們有些 PVC制品的填料用量很大,力學(xué)性能也沒有出現(xiàn)問題;

(5)我們用的是7型和8型的PVC樹脂粉;

(6)生產(chǎn)中,將一區(qū)、二區(qū)的溫度提高,但不超過200℃。產(chǎn)量低的原因主要是喂料螺桿的速度太慢,螺桿轉(zhuǎn)速雖然較高,但是加料量較低。可能是打粉溫度太低的緣故,100℃打粉后直接上機(jī),沒有經(jīng)過冷混工序;

(7)提高打粉溫度,產(chǎn)量會(huì)提高。但效果不是特別的明顯。溫度也沒有提高太多,怕影響穩(wěn)定性。配方中外潤(rùn)滑劑減少后塑化情況有改善,但產(chǎn)量沒有變化;

(8)塑化不好的問題各位分析的都有一定的道理。結(jié)合自己的情況,添加了漢高的復(fù)合蠟 G32,效果較好,產(chǎn)量的問題還在繼續(xù)摸索;

(9)主要問題是喂料螺桿的喂料量太小,將喂料電機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)為1000 r/min,產(chǎn)量還是較低。雙螺桿的吃料是一點(diǎn)問題也沒有。在打粉的時(shí)候加入5份顆粒狀的破碎料,產(chǎn)量提高很明顯;

(10)如果架橋,產(chǎn)量應(yīng)該是不穩(wěn)定的,目前產(chǎn)量很穩(wěn)定;

(11)產(chǎn)量低的主要原因鈣粉吸附到喂料螺桿上,導(dǎo)致螺槽變小,粉體輸送量減少;而且與混料工藝有關(guān),溫度低、濕度太大,容易黏附到螺桿上;結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,我們還是采取了添加部分破碎回料的方法,通過回料顆粒的摩擦,清理喂料螺桿上的積料,達(dá)到正常的喂料速度;

(12)α-甲基苯乙烯應(yīng)該就是95型樹脂,成本很高,效果不佳,201的效果更加明顯。

(問題和解決方案來自“中塑互聯(lián)www.ourp las. cn”網(wǎng)友wang0990、silence83、cbx021、李工、peng921、熱穩(wěn)定、ddai4701、陽(yáng)光、zest168、海湘、w lgw lgw lg、ddai4701、iambest600、驚鴻照影、zhangyelin、金牛、浮萍470、shm hngd、斷點(diǎn)、春天里的承諾、w q_012等。參與討論請(qǐng)?jiān)L問中塑互聯(lián)塑料技術(shù)論壇:http://bbs. ourp las.cn/read.php?tid=9151&uid=1787)

問:汽車PVC密封條的配方如下:PVC(聚合度2500～5000)100份、丁晴橡膠粉30份、DOP45份、DOA15份、氯化石蠟10份、環(huán)氧大豆油5份、復(fù)合穩(wěn)定劑5份,請(qǐng)問在成本和加工方面有何問題?汽車用密封條要到北方使用,必須要考慮耐寒問題,如果聚合度降低,力學(xué)性能會(huì)下降,加工上是否考慮用增塑效率高的增塑劑?

答:(1)PVC樹脂的聚合度太高,因?yàn)橐砑佣‰娣勰┫鹉z,所以PVC的聚合度為1300～2500就夠了,再高會(huì)導(dǎo)致加工性不好;

(2)增塑劑用DOP就可以,DOA對(duì)耐寒性能的效果更好,但生產(chǎn)密封條不需要,除非生產(chǎn)戶外電纜;

(3)填料(如碳酸鈣)還是要加15～20份,可以降低成本,也可以提高硬度;

(4)潤(rùn)滑體系也需要考慮,可以加1份的炭黑;

(5)耐寒問題主要考慮2個(gè)方面,體系的 Tg要低,另外在低溫下物理性能的保持要好;前者可以通過加入增塑劑或者低 Tg的液體橡膠來實(shí)現(xiàn),在耐寒方面DOA、DOS效果最好,DOP次之,氯化石蠟效果最差,但綜合考慮成本采用DOP更好。如果要求-30℃～-40℃的低溫柔性,增塑劑DOP的加入量必須在50份以上,最高可以加入70份;

(6)高聚合度的樹脂可以提高產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度和回彈性,不過會(huì)提高成本,導(dǎo)致加工困難,潤(rùn)滑劑體系用量要增大,可通過加入預(yù)交聯(lián)的粉末丁腈來解決,但一定要使用半交聯(lián)型的,才能保證力學(xué)性能和物理性能與低溫性能的平衡,國(guó)內(nèi)有些粉末丁腈是粉碎法生產(chǎn)的,屬于未交聯(lián)的,對(duì)力學(xué)性能幫助不大;

(7)Dupont的741和441是E/BA/CO三元共聚物,非常適合做密封條PVC的增塑劑,不會(huì)析出,產(chǎn)品表面質(zhì)量好;

(8)歐洲很多密封條(汽車及門窗)都采用PVC/丁腈橡膠來替代EPDM或PP/EPDM彈性體,PVC/丁腈橡膠有幾個(gè)好處,首先性能雖然比PP/EPDM稍差,但能達(dá)到全部EN標(biāo)準(zhǔn)的要求;其次成本大幅下降,產(chǎn)品可以回收再用;第三,可焊接;第四,可以與ABS等工程塑料或硬質(zhì)PVC共擠生產(chǎn)。

(問題和解決方案來自“中塑互聯(lián)www.ourp las. cn”網(wǎng)友黃云、sunnysunny、ju2008、shanghaipoly、jackee、king_hsieh等。參與討論請(qǐng)?jiān)L問中塑互聯(lián)塑料技術(shù)論壇:http://bbs.ourp las.cn/read.php?tid= 1258)

問:生產(chǎn)的PVC電線電纜粒料表面光澤非常好,采用武漢產(chǎn)錐形雙螺桿擠出機(jī),溫度設(shè)定為200、200、190、170、160、150℃,但溫度稍下降出來的料就塑化不好;打粉的順序是先放PVC樹脂粉、DOP、加工助劑,打粉打到 60℃加入碳酸鈣(占70%).升溫到100℃,排粉,沒有冷卻,直接擠出(如果用冷卻機(jī)冷卻到60℃就會(huì)抽粉,真空度0.7MPa);配方如下: 5型PVC50份、DOP15份、氯化石蠟6份、硬脂酸0.3份、PE蠟0.8份、重鈣35份、熱穩(wěn)定劑3份、增亮劑0.4份。

問題一:打粉打到70～80℃再加入碳酸鈣就會(huì)有團(tuán)聚或者小白點(diǎn)的問題產(chǎn)生,為什么?正確的打粉順序應(yīng)該怎樣?

問題二:一般擠出機(jī)的溫度都比較低,但為什么該設(shè)備偏偏要這么高的溫度PVC才能塑化?

問題三:在碳酸鈣加多的情況下要保持表面光澤度,多加一些DOP或減小氯化石蠟可以嗎?采用8型PVC粉生產(chǎn)會(huì)加快其分散性嗎?

答:加料順序沒有問題,但應(yīng)該根據(jù)電流值來調(diào)整鈣粉加入時(shí)間,這種設(shè)備有1個(gè)特點(diǎn),混料初期電流很不穩(wěn)定,但不高,在50 A左右;經(jīng)過一段時(shí)間的攪拌,溫度升高,料開始結(jié)塊,電流開始升高到80 A左右,這時(shí)有大量熱氣從鍋內(nèi)溢出;溫度繼續(xù)升高,到80℃左右,料開始松散,電流開始下降至50 A左右,然后平穩(wěn),這時(shí)可以降低速度,倒入鈣粉,低速打料至110℃出料,打第一鍋粉溫度升的慢,第二鍋溫度升高速度快。

溫度設(shè)置應(yīng)該為:110、125、135、145、155、165℃,前端溫度不要過高,否則會(huì)發(fā)生抽粉;喂料速度要匹配,喂料不足也可能出粉,塑化也不好。

另外,采用活化后的粒徑較小的碳酸鈣,塑化效果更好,加工溫度也不用很高。如采用湖南祁陽(yáng)建明化工的100 nm超細(xì)活性鈣、湖南大乘資氮有限責(zé)任公司的超細(xì)活性碳酸鈣等。

(問題和解決方案來自“中塑互聯(lián)www.ourp las. cn”網(wǎng)友m ingzhu、海湘等。參與討論請(qǐng)?jiān)L問中塑互聯(lián)塑料技術(shù)論壇:http://bbs.ourp las.cn/read.php?tid =2670)

(《中國(guó)塑料》雜志社整理)