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文檔簡介
1、擠出成型類型和工藝流程3. 擠出成型工藝與過程原料的預處理原料干燥物料稱重預混合擠出成型冷卻定型牽引和熱處理擠出工藝的調節冷卻方式的調節定型方式的選擇適當的牽引,保證一定的取向,同時消除部分離模膨脹效應。熱處理過程,使制品穩定性提高。3.1 管材成型工藝 塑料管材是塑料擠出成型的主要產品之一。塑料擠出管材就是將粒狀或粉狀塑料原料從料斗加入擠出機,物料被加熱成熔融的料流,經螺桿旋轉的推力使熔融料通過機頭環形通道,形成管狀物,經冷卻定型裝置對成型的管材進行冷卻定型即成為塑料管樹。 可供生產管材的塑料原料有:聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、ABS、聚酰胺、聚碳酸酯等。目前國內生產的塑料管材以聚乙烯、聚氯乙
2、烯、聚丙烯等材料為主。 與金屬管相比,塑料管材有以下優點:(1)相對密度小,僅為鐵的l8左右。(2)腐蝕性好。(3)電絕緣性優良。(4)不生銹,(5)耐磨性好,(6)鋪設施工方便宜。3.1.1 圓 管3.1.1.1 聚乙烯管 優點: 聚乙烯管材成型加工較容易,用擠出成型的方法可方便地加工成各種規格的管材。而且它具有良好的柔韌、無毒、耐腐蝕、電絕緣性、耐寒性、沖擊性能,所以這種管材廣泛地用于自來水管、排污管、農田排灌管、化工管道以及電器絕緣套管等。配方選擇:生產聚乙烯管材一般采用聚乙烯樹脂作為原料直接進行生產,而不需加入其他助刑。聚乙烯樹脂有高壓聚乙烯(低密度聚乙烯)與低壓聚乙烯(高密度聚乙烯)
3、兩種。作為原料的選擇主要依據所加工產品的使用要求,其次是加工設備的特性,原料的來源及價格等。工藝流程:低密度聚乙烯管材生產流程 (1)溫度控制 聚乙烯原料熔體指數不同,生產過程溫度控制也不同,應根據原料的熔體指數確定控制溫度。一般高密度聚乙烯結晶度高,結晶熔化潛熱大故成型溫度較低密度聚乙烯高一些。聚乙烯管加工溫度范圍 一般聚乙烯管溫度控制采取口模溫度低于機身最高溫度,其目的有三個,第一聚乙烯材料熔體粘度低,成型溫度范圍寬,降低溫度有利于提高成型性,使制品更密實,第二機頭溫度低有利于定型,可提高生產效率,第三可節約能源,減少浪費。 (2)冷卻控制 整個生產過程冷卻的部位有料斗、螺扦、定徑套、冷卻
4、水箱等處。1. 料斗:因聚乙烯軟化溫度較低,一般在料斗處設有夾套,內通冷卻水防止聚乙烯顆粒因受熱過早粘連,從而影響物料向前輸送。2. 螺桿:一般不需通冷卻水,為了提高生產效率也可在螺桿加料段通冷卻水。定徑套:不論是內壓法或真空法定徑,其定徑套內均需通水冷卻,以保證管材盡快固定形狀,由于管材剛離開口模溫度較高,為使其緩慢冷卻,一般用溫水(30一50C)較好,或者空氣中冷卻后再進行定徑。3. 冷卻水箱:為排出管空中余熱,使管材進一步冷卻,將已成型的管材通入冷卻水箱,水箱中進出水方向與管材擠出方向相反使管材逐漸冷卻,以減少內應力,水位應以浸沒管材為準,為防止管材在水箱中因浮力作用而彎曲,在水箱中設2
5、4個定位環。 (3)冷卻速度 聚乙烯管材應緩慢冷卻,否則管材表面無光澤,且易產生內應力。綜上所述,冷卻過程不僅對生產過程,對產品質量均有重要的影響。3.1.1.2 聚氯乙烯管 優點:聚氯乙烯管材分軟硬兩種,硬聚氯乙烯管是將聚氯乙烯樹脂與穩定劑、潤滑劑等助劑混合,經造粒后擠出成型制成,也可采用粉料一次擠出成型。硬聚氯乙烯管耐化學腐蝕性與絕緣性好,主要輸送各種流體,以及用作電線套管等。硬聚氯乙烯管易切別、焊接、鉆接、加熱可彎曲,因此安裝使用非常方便。軟聚氯乙烯管是由聚氯乙烯樹脂加入較大量增塑劑和一定量穩定劑,以及其他助劑,經造粒后擠出成型制成。軟聚氯乙烯管材具有優良的化學穩定性,卓越的電絕緣性和良
6、好的柔軟性和著色性,此種管常用來代替橡膠管,用以輸送液體及腐蝕性介質,也用作電纜套管及電線絕緣管。 (1)硬聚氯乙烯管材 聚氯乙烯原料的聚合度愈高,其物理力學性能及耐熱性愈好,但樹脂流動性差,給加工帶來一定困難所以一般選用粘度為(1718)10 -3 PaS的SG一5型樹脂為宜。硬管一般采用鉛系穩定劑其熱穩定性優秀,常用三鹽基性硫酸鉛,但它本身潤滑性較差,通常和潤滑性好的鉛、鋇皂類并用。加工硬管,潤滑劑的選擇和使用很重要,既要考慮內潤滑降低分子間作用力,使熔體粘度下降有利成型,又要考慮外潤滑,防止熔體與熾熱的金屬粘連,也使制品表面光亮。內潤滑一般用金屬皂類,外潤滑用低熔點蠟,填充劑主要用碳酸鈣
7、和硫酸鋇(重晶石粉)碳酸鈣使管材表面性能好,硫酸鋇可改善成型性,使管材易定型,兩者都可降低成本,但用量過多會影響管材性能,壓力管和耐腐蝕管最好不加或少加填充劑。硬聚氯乙烯管材的生產配方軟聚氯乙烯管材的生產配方工藝流程: 為提高助劑和聚氯乙烯基體的塑化混煉效果,通常經過初混合,造粒的過程。 在生產過程中,由于聚氯乙烯是熱敏性材料,即使加入熱穩定劑也只能是提高分解溫度,延長穩定時間而不可能不出現分解,這就要求聚氯乙烯的成型加工溫度應嚴格控制。特別是硬聚氯乙烯因其加工溫度與分解濕度很接近,往往因為溫度控制不當造成分解現象。因此,擠出溫度應根據配方、擠出機特性、機頭結構、螺桿轉速、測溫點位置、測溫儀器
8、的誤差及測溫點深度等因素確定。 (1)溫度控制 如前所述,生產管材軟硬品種不同其加工溫度不同硬管比軟管加工溫度高1020C。原料狀態不同加工溫度也不同,粒料比粉料加工溫度高10C左右。具體的溫度控制應根據具體配方確定。聚氯乙烯管加工溫度范圍 (2)螺桿冷卻 由于硬聚氯乙烯熔體粘度大,流動性差,為防止螺桿因摩擦熱過大而升溫,引起螺桿粘料分解或使管材內壁毛糙,必須降低螺桿溫度,這樣可使物料塑化好,管內表面光亮,提高管材內外質量。螺桿溫度一般控制在80一100 C之間,若溫度過低反壓力增加,產量大大下降,甚至會發生物料擠不出來而損壞螺桿軸承的事故,因此,螺桿冷卻應控制出水溫度不低于70一80 C。冷
9、卻方法是在螺桿內部用通銅管的方法進行水冷卻 。 (3) 牽引速度 牽引速度直接影響管材生產的產量,同時影響管材壁厚,牽引速度不穩定會使管徑出現忽大忽小的現象。牽引速度應與管材的擠出速度密切配合。正常生產時,牽引速度應比擠出線速度稍快l一10。牽引速度愈侵,管壁愈厚,牽引速度愈快,管壁愈薄還會使管材縱向收縮率增加,內應力增大,從而影響管材尺寸合格率及使用效果。 生產中調節牽引速度可用以下簡單方法,將擠出的管材放于牽引履帶內,但履帶不夾緊管材,觀察履帶與管材線速度差,若牽引速度比擠出速度慢,應調節加快到壁厚符合要求為止。3.1.1.3 聚丙烯管 聚丙烯是無色蠟狀材料,外觀似聚乙烯但比聚乙烯更透明、
10、更硬、更輕。聚丙烯的拉伸強度比聚乙烯、聚苯乙烯、ABS均大,特別是當溫度超過80C時,聚丙烯的拉伸強度下降不大,即使在100C時仍保留常溫時拉伸強度的一半。 聚丙烯管材是以聚丙烯為原料經擠出成型制成,其特點是無毒、耐酸、耐化學腐蝕、相對密度小,比聚乙烯管堅韌,耐熱性好。在低負荷下于110 C,可以連續使用,間歇使用溫度可達120C,耐環境應力開裂性優于聚乙烯。所以,聚丙烯管主要用于腐蝕性化工液體和氣體輸送管、農田排灌管、城市排水管、熱交換管、太陽能加熱器管、井水管、自來水管等等。 如前所述,聚丙烯與其他通用塑料相比,有很多優點,其應用領域不斷擴大。但聚丙烯也有自身的缺欠,從結構分析,聚丙烯與聚
11、乙烯相比,被甲基取代氫原子的主鏈,由于甲基空間位阻大,使整個分子鏈運動困難,宏觀上表現為低溫脆性。又由于甲基取代了氫原子,使主鏈上出現很多叔碳原子,而叔碳原子上的氫原子極為活潑,特別容易發生氧化反應,宏觀上表現為耐老化性很差,特別是光氧老化,不加入抗氧劑無法作為制品使用。 為了改善聚丙烯的低溫脆性,一般采取丙烯與乙烯(30左右)共聚的方法,因聚乙烯是柔性鏈,補充到聚丙烯分子鏈中可提高低溫柔性,降低脆性。而對光氧老化的問題,則在聚丙烯樹脂中加入適量的抗氧劑和光穩定劑等。 因聚丙烯材料導熱性差,傳熱慢,結晶熔化潛熱大,所以加熱塑化所需的熱量多,最好選用長徑比大一些的螺桿式擠出機。冷卻時移出的熱量慢
12、,冷卻過程比其他管材長,故一般采用兩個冷卻水槽串聯形式進行逐步冷卻。(1)溫度控制 聚丙烯是結晶高聚物,熔點在170C左右,但因熔化潛熱大,故熔融溫度比熔點高,大致在200一210C。生產聚丙烯管材必須注意使擠出機溫度達到足夠高,而且控制擠出機溫度在一個較窄的范圍內,才能保證均勻擠出。聚丙烯管材加工成型溫度范圍3.1.2 波紋管、夾網管、增強管3.1.2.1 波紋管 塑料波紋管具有柔軟、抗壓和高抗沖的特點,廣泛用于電器絕緣管、地面排水管、電纜管道、道路排水管和污水管。在日常生活中,洗衣機的排水管、吸塵器的吸塵軟管等都采用塑料波紋管。近年來,它還廣泛用于飛機制造船舶制造,家用器具,食品工業、化學
13、工業以及眾多的保護套管和各種輸送管。 一般來說,一切通用熱塑性塑料均可加工成波紋管,通常的塑料波紋管用原料有:聚乙烯、聚氯乙烯等。下面以聚氯乙烯為例進行討論。 聚氯乙烯波紋管是以聚氯乙烯樹脂為主要原料,加入適當添加劑經擠出成型制成。聚氯乙烯波紋管利用其環形槽的結構,可兼具硬聚氯乙烯的剛性和軟聚氯乙烯的柔性,因此,可使管材具有剛中帶柔的特點。聚氯乙烯波紋管可以代替傳統的鋼管和塑料硬管用于輸送某些液體和氣體等。聚氯乙烯波紋管工藝流程圖2. 工藝流程 3生產工藝過程 物料經擠出造粒或采用雙螺桿擠出機粉料一次成型,將物料充分塑化,利用壓縮空氣,從芯模中將管吹脹后,立即由波紋成型機制成波紋狀。波紋成型機
14、的上下成型模的環形槽必須對正,不應錯位。4. 溫度控制 波紋成型裝置 它是生產塑料波紋管的關鍵設備。主要由成型模具、傳動系統、控制系統組成。其中,成型模具是由數十對上下對開的連續吹塑模組成,上下模以履帶式分別固定在兩個傳動帶上。在擠出管子的正前方設置一波紋成型裝置,由傳動系統帶動模具轉動,上下模具重復進行閉合、打開動作,模具閉合構成圓形管子的成型腔,模具打開,可使制品脫模。其成型原理見圖 聚氛乙烯夾網增強軟管是以聚氯乙烯樹脂、增塑刑、穩定劑、潤滑劑等為原料,經擠出內管、纏網、復合外管而制成的透明或不遠明的軟管。該產品易成型加工,又具有耐腐蝕、可承受較高壓力、不易形成死皺、耐一定負壓等特性。所以
15、可以廣泛地應用于汽車、拖拉機、柴油機,以及液壓、氣動等化工,輕工業輸送某些液體或氣體的機械設備中。如目前日常牛活中煤氣灶具的連接管,已逐漸由塑料夾網管取代了不耐油的橡膠管。 3.1.2.2 夾網管 3生產工藝過程 將物料加入擠出機內,經擠管機頭擠出內管,內管充分冷卻后,在內管的外壁上纏網,(在纏網機上進行)然后在纏網的內管上用第二臺擠出機擠出復合外管,再經冷卻,制取即得到成品。內管可為各種顏色,外管呈透明狀。3.1.2.3 增強管 工業上有實用意義的增強管都是以增強填料增強的熱固性樹脂復合管,或稱熱固性樹脂增強塑料管。熱固性增強塑料管是以熱固性合成樹脂為粘結劑。以玻璃纖維、碳纖維及其制品(布、
16、帶、氈)為增強材料通過各種成型工藝所制得。制造這類增強材料管的方法大致分為手糊、卷繞、纏繞、拉拔等四種。手糊制品工藝落后,制品質量不高應用不多。現將其他三種工藝做一簡單介紹。1卷繞法 卷繞法是將浸有各種熱固性樹脂的增強織物(浸膠布)利用卷管機卷繞在管芯上(模具),然后固化、脫管芯成為制品。 常用原料有酚醛樹脂、環氧樹脂、有機硅樹脂、不飽和聚酯樹脂等等。 工藝流程圖如下: 2纏繞法 纏繞法制管通常用不飽和聚酯樹脂和環氧樹脂為粘結劑,玻璃纖維絲或帶為增強材料,所制管最大長度可達300-400cm,管徑140 cm。壁厚O22cm,管的強度可以通過鋪層設計達到所需的橫向縱向強度的要求,該法制備的管材
17、多用于化工防腐、拖油及一些受力的管形制品。 工藝流程如下: 3拉拔法 拉拔法制管是在卷繞及纏繞兩種制管法基礎上新開發的方法。拉拔法理論上可以制造無限長的管樹,還可以根據拉拔模具構型的不同,分別制造各種斷面形狀的異型管材。此外,此法生產效率高,拉擠速度可達45mmin,因而生產成本低。由于以上優點,此法生產的管道及其他異型制品,每年以17左右速度增長。它主要用于化工管遁及受力構件。 浸好樹脂的纖維按制品要求經過分配盤進行分配后進入預成型模具,預成型摸具的作用是使浸膠后的纖維在此模具中預先制成制品的坯料,再經過主成型模具使坯料壓實,固化。主成型模具的幾何形狀與制品的要求輪廓完全相同。一般模具長度為
18、100cm的鍍鉻鋼模,該模可連續拉制80000m以上的型材。固化后由持殊的第一夾頭夾住管子送交第二夾頭,在此過程中完成脫模冷卻,當第二夾頭夾住制品后,第一夾頭向前運動,再去夾住從主模具出來的制品,第二夾頭向后退*將制品繼續冷卻并送去切割成一定長度的成品。3.2 板材成型工藝 擠出方法是生產片材和板材最簡單的方法其他尚有壓延法、層壓法、澆注法、流延法等以上幾種方法。3.2.1 平板3.2.1.1 聚氯乙稀平板 聚氯乙烯為多組分塑料,按其加入增塑劑份數不同,有軟硬之分主要產品有:硬片、板和軟板。硬片主要通過二次成型制成各種物品如食品、藥品的包裝,還可作為室內裝飾及制作廣告牌等。硬板可分為工業板材、
19、透明板材、彩色裝飾板村。工業用板主要作化工防腐材料的耐腐蝕設備和風道。透明板材主要用于建筑材料、包裝材料及機械設備的視窗,在某些場合可代替玻璃。彩色裝飾板主要作為裝橫材料大量用作廣告宣傳和匠牌等制品可作為有機玻璃的代用品。而軟板因其具有耐磨和耐腐蝕性廣泛用于實驗室、辦公室、住宅、旅館及車輛的鋪地材料。也可做防腐設備襯里。1原料選擇及典型配方聚氯乙烯擠出硬片典型配方聚氯乙烯軟板典型配方(卷材地板)2工藝流程聚氯乙烯擠出軟板工藝流程聚氯乙烯板、片材加工溫度范圖 機頭溫度 一般比機身溫度稍高5一10C左右,因若機頭溫度偏低,板、片材表面無光澤易斷裂。但機頭溫度過高,物料易分解變色。另外,機頭溫度沿寬
20、度方向控制為中間低兩端高。其原固有二。其一,機頭兩瑞散熱快熱損失大;其二,機頭兩端料流流程長而小間部位料流流程短,為提高兩端物料流動性,所以考慮略提高兩端溫度。 三輥壓光溫度 :從機頭擠出的板片材溫度較高,為使其均勻緩慢冷卻,要求三輥筒應加熱,并設置調溫裝置。加熱介質有蒸汽、熱水、電熱、熱油等,根據具體情況而定,一般根據溫度高低多采用蒸汽、熱水加熱方法。輥簡表面溫度應保持足以使熔料和輥簡表面完全貼緊。溫度過高難以脫輥,溫度過低不易緊貼輥表面。聚氯乙烯板片生產時,輥簡溫度不超過100C,三輥溫度控制如表所示,一船控制中輥溫度最高,上輥溫度稍低,下輥溫度最低。包輥方向為上中輥至中下輥。3.2.1.
21、2 聚乙烯板材 聚乙烯板、片材是以聚乙烯為原料經擠出成型生產的板材和片材,其產品具有表面光滑平整、耐腐蝕、無毒、低溫性能好、電絕緣性優異等待點。廣泛應用在包裝、化工、電力等上業上。 1原料選擇 聚乙烯板片材通常用聚乙烯樹脂生產在有特殊用途要求時可加入助劑。一般選用擠出板、片專用樹脂生產,其熔體指數為低密度聚乙烯0.31g10min,高密度聚乙烯一15g10min,若制成彩色片需加入色母料。2工藝流程聚乙烯板片加工溫度范圖三輥壓光機溫度3.2.1.3 聚丙烯板材 聚丙烯板片材具有質輕、厚度均勻、表面光滑、力學強度高、耐熱性好、無毒、優良的化學穩定性及電絕緣性等待點,廣泛用于化工、機械、電器及電子
22、工業,特別是在較高溫度環境下使用性能基本不降低。聚丙烯片材經過熱成型可制成飲料杯等日用品。 1原料 一般選用適于擠出板材的熔體指數一10min范圍內的牌號。 2工藝流程 與聚氯乙烯板、片材工藝流程相同。聚丙烯板片材加工溫度范圍3.2.2 波紋板和鈣塑板 (一)波紋板 波紋板是在擠出板材的板機頭前設置一波紋成型裝置,而成型加工各種波峰距的波紋板。波紋板的規格是技通用波紋的波峰距大小規定的隊36,63,76,130mm最常用的是63mm的波紋板。根據使用要求可制成透明半透明與不透明波紋板。 波紋板是在普通平板的基礎上增加了波紋這樣提高了板材的力學強度,特別是沖擊性能、彎曲性能等,可大量代替石棉瓦作
23、屋頂材料。既成型容易又安裝方便,而且質量輕、美觀,可根據需要制成各種顏色波紋板。 波紋板生產過程是擠出板材離開機頭后,立即被上下可移動的輥夾持而成型,并經冷卻定型,牽引定長切割。另一種是擠出板材后,先冷卻定型裁成一定長度,置于帶波紋的模具中,經熱壓成型。前一種生產方法簡單,生產效率高較多采用。如圖所示。波紋板成型原理示意簡圖(二)鈣塑板 鈣塑板是以聚乙烯和碳酸鈣為主要原料,適當加入交聯劑、發泡劑等助劑,經配料捏合、塑煉、擠出等工序而制成的高填充的鈣塑板。 鈣塑板具有塑料的二次成型性又兼具木材的機械加工性。具有質輕保溫性好、隔音、耐腐蝕和優良的電絕緣性。所以在某些場合下可代替木材在建筑、化工、交
24、通等部門使用。可加工成天花板、車輛車廂隔板、化學工業中的腐蝕性材料和生產車間的裝修材料等。1. 原料及典型配方聚乙烯鈣塑板材配方 3生產工藝過程 鈣塑板材加入大量碳酸鈣一定要分散均勻,另外發泡劑應在擠出離開口模后減壓而發泡,以保證板材發泡均勻。3.3 異型材成型工藝 異型材種類繁多,有軟質、硬質之分,有不發泡與低發泡之分。其品種以聚氯乙烯為主,也有聚烯烴、聚苯乙烯、ABS、聚甲基丙烯酸酯及工程塑料等品種。按斷面形狀有以下幾大類: (一)敞口型異型材 敞口型異型材是異型材中最一般的制品。已經開發的主要制品有住宅天花板圍條、住宅門檻、天花板分型條、窗框、長凳板條、雨水糟(管)、配線槽等便聚氯乙烯制
25、品,主要用作建筑材料。 除以上硬制品外,還有軟質聚氯乙烯嵌條,如鋁門窗玻璃嵌墊、皮箱包邊牙子家具鑲邊等。 (二)中空異型材 與上述敞口異型材一樣,以往只能制造小型中空異型材制品,幾乎不能制造復雜而精密的大型制品。但是由于真空定型技術的發展,制造這種制品就較容易了。 大型中空異型材的代表為聚氯乙烯窗框和中空板材等建材構件。 采用雙層玻璃的硬質聚氯乙烯窗框是中空異型材的代表性制品,它是節約資源的一個重要措施,需要量急劇增加。 中空板材和雙層表皮片材可以提高隔熱效果、隔音效果和采光性,而且質量輕,采用硬聚氯乙烯、聚碳酸酷和聚甲基丙烯酸甲酯制造,廣泛用于室內游泳池頂棚、園藝溫室和太陽能集熱器等。 中空
26、板材的另一種是中空瓦楞板。將高密度聚乙烯、聚丙烯或高抗沖聚苯乙烯等熱塑性樹脂擠出通過具有聯片狀模隙和瓦楞片狀模隙的口模,再通過前面與其相連接的受壓熔接口模,將成型的薄片和瓦楞片連同它們之間的間隙,在背壓的作用下將熔體粘接成一體。 (三)實心異型材 代表性的實心異型材有:圓棒、方棒、超厚壁管、厚板等。這些異型材大多用作各種機械部件的坯料或直接用作建材構件和機械構件。 制造實心異型村所用的樹脂通常有高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、硬聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛樹脂,此外還有改性聚苯撐氧、聚研和聚芳醋樹脂等。 異型材成型工藝流程 異型材的擠出設備,主要有擠出成型機、機
27、頭、定型冷卻裝置、牽引裝置及其他附屬裝置等。異型材制品的成型工藝流程見圖。配方及工藝條件(一)配方 聚氯乙烯異型制品種類繁多,如軟質與硬質、發泡與不發泡、高填充與無填充等,由于使用要求不同,因此對原材料的選擇和配方組成也應不同。 1原材料選擇 (1)聚氯乙烯樹脂 應根據制品所要求的強度及其使用方向確定,最好選擇琉松型、粒度均勻、相對分子質量分布窄、雜質較少、熱穩定性高、流動性好的懸浮法樹脂。硬質制品主要選用SG一4、8G一5、SG一6型樹脂;軟質制品則選用SG一2、SO一3型樹脂。 (2)穩定刑 應根據型材的用途及成型的要求選擇。對不透明制品多采用熱鏡定性好的鹽基性鉛鹽,代表品種是三鹽基性硫酸
28、鉛,戶外制品可適當添加二鹽基性亞磷酸鉛,兩者比例可用2:1;透明制品可采用馬來酸型有機錫,戶內用制品也可用含硫有機錫;半透明制品可采有鋇、鍋金屬皂與有機錫并用。 異型材用在建筑上的場合較多,大多數用在戶外,這時還應添加紫外線吸收劑和抗氧刑。 (3)增塑劑 應根據制品用途和成型要求來選擇增塑劑的品種和使用量,通常情況下軟質制品才使用增塑劑,代表品種有鄰苯二甲酸二辛酯。硬質制品有時添加少量環氧酯作助穩定劑使用。 (4)抗沖改性劑 由于聚氯乙烯耐沖擊強度較低,不能滿足某些使用要求,對一些高抗沖要求的異型材配方中應添加抗沖擊改性劑。 通常的辦法是將聚氯乙烯樹脂與橡膠、類橡膠的聚合物進行共混。主要品種有
29、丁腈橡膠(NBR)、甲基丙烯酸酯丁二烯一苯乙烯(MBS)、氯化聚乙烯(CPE)、乙烯一醋酸乙烯酯(EVA)、丙烯酸酯(ACR)。 丁腈橡膠多為粒狀,不易與聚氯乙烯混合均勻,目前國內用的較少。MBS主要用在透明制品中。CPE、EVA、ACR主要用在不透明制品中,一般加入量為6一8%。采用配VA時,最好不與鉛穩定劑并用,共用時加工性能較差,又易起粉斑;使用CPE時,最好不與鋅穩定劑并用,而且CFE的低溫性能不太好。 (5)加工改性劑 硬聚氯乙烯熔體鉆度大,尤其斷面不同的異型材的擠出更為困難,這時配方可加入加工改性劑,代表品種為丙烯酸酯,如K120NDyK175等。 (6)填充劑 應根據制品的品種和
30、用途來選擇。一般要求填料的細度小、含水量低,同時也應考慮原料來源和價格。異型材配方中加入境充劑的目的是提高剛性和降低成本,日前采用較多的是輕質碳酸鈣、赤泥(鋁廠廢渣)、木粉等。(二)成型工藝1混合 混合料的捏合是在高速混合機或捏合機(低速)中進行的。高速混合機轉速475950rmin 、 6501300rmin、10002000rmin等幾種,物料在機內高速摩擦生熱至93100 C即可出料,全過程1520min。捏合機(低速工作時需向物料補充熱量至料溫9598C),全過程約需45一肋min。 混合是重要的工序之一。對于易吸濕的原材料,必要時成型前應預先干燥,如鹽基性鉛鹽。有些原材料有結塊、雜質
31、必要時應粉碎、篩析(一般篩網肋一80目)。混合時為使樹脂與助劑充分分散均勻,有些助劑應在混合的后期(一半時間)加入,這樣的材料包括填充劑、抗沖改性劑、潤滑劑等。 2造粒 造粒工序對于單螺桿擠出機生產異型材一般是必需的,而雙螺桿擠出機(錐形)可直接使用捏合好的粉料生產異型材。造粒可使用單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機和雙輥煉塑機,單螺桿造粒,料溫度170C左右,雙螺桿造粒機(平行)可比單螺稈低10一15C,雙輥煉塑機輥溫在160一180C。3擠出成型 塑料異型材擠出是由一條生產線完成的,生產線包括單螺桿或雙螺桿擠出機、異型材擠出機頭、真空定型(或其他定型)及風冷(或水冷)裝置、牽引裝置、切割裝置、堆料
32、臺等。當型材斷面小,每米質量小于250g時,只能用單螺桿擠出機生產;型材斷面大時,可用單螺稈或雙螺桿擠出機。單螺桿擠出,機頭溫度170190C,雙螺桿擠出,機頭要低1015C。 真空定型套的真空度大于67kPa。根據型材大小及牽引速度高低,設置多個或一個定型套,定型套可由黃銅、鋼或不銹鋼制成。牽引裝置一般為腰帶式,速度連續可調,一般min。切割鋸為圓片式旋轉鋸,切割時必須保持與異型材相同的移動速度。部分異型材制備生產參考工藝條件4. 切割5. 焊接6. 修整3.4 電線電纜成型工藝一、電線電纜用塑料 (一)聚氯乙烯電纜科 電線電纜工業用的是軟聚氯乙烯塑料,簡稱電纜科。 1電纜科的品種 電纜料的
33、品種很多,常用的有以下幾種。 (1)絕緣級 一般用于通信、控制、信號及低壓電纜和具有較高電性能要求的絕緣電線,長期使用溫度為65C。允許最高使用溫度70 C。 (2)普通絕緣級 適用于室內固定敷設電線、護套軟線、500V農用電纜絕緣以及儀表安裝線等,長期使用溫度為65C。最高使用溫度70 C。 (3)普通護層級 適用于橡皮和塑料絕緣電纜護套及其外護層,長期使用溫度為65C。最高使用溫度70C。 (4)耐寒護層級 適用于戶外及耐寒電線電統的塑料護層。允許最高使用溫度70C。 (5)柔軟護層級 適用于耐寒柔軟電線電線的保護層。允許最高使用溫度70 C。 此外,還有耐熱90C電纜料、耐熱105C電纜
34、料、防霉電纜料及其他特殊用途的電纜料。 2電纜料的應用 (1)用于固定敷設在交流50Hz、額定電壓6kV及以下輸配電路上的銅芯和鋁芯聚氯乙烯絕緣和護層電力電纜。 (2)用于各種交直流電氣裝置、電工儀器、儀表、電信設備、動力及照明線路敷設用聚氯乙烯絕緣電線電纜。(3)用于各種交直流移動電器、電子儀器、電信設備及自動化裝置用的銅芯聚氯乙烯絕緣軟線。 (4)用于交流額定電壓250V及以下的電器、儀表、電信電子設備及自動化裝置屏蔽線路用聚氯乙烯絕緣屏蔽電線等。 3電纜料的改性 聚氯乙烯電纜料的主要缺點是電、熱性能不夠理想,使用溫度范圍較窄。近年來,電纜料在向耐高溫、阻燃、耐低溫、改進增塑劑的遷移性、高
35、彈性及高介電性能等方面發展。 (二)聚乙烯電纜料 與聚氯乙烯比較,聚乙烯的電絕緣性、化學穩定性、耐溶劑性要好一些。但是聚乙烯的耐大氣老化性較差,所以聚乙烯主要用作護層級電纜料,這是因為炭黑能大大提高聚乙烯的耐大氣老化性能。 1聚乙烯護套料 黑色聚乙烯護套料的耐大氣老化性比聚氯乙烯優越的多。聚乙烯護套價格便宜,加工方便,使用壽命長,可達90年以上。 2聚乙烯電纜料的應用 聚乙烯在通信和電力電纜方面應用較為廣泛。 在通信電纜方面,可作長途高頻通信電纜、市內電話電纜、同鉑電纜、海底通信電纜、泡沫聚乙烯絕緣中繼電纜、導彈控制用通信電線等。 3聚乙烯的改性 聚乙烯的缺點是熔點低易軟化變形,耐環境應力性差
36、,收縮率大等。針對這些缺點,研制了交聯聚乙烯。用輻射和化學法交聯豪乙烯改善了聚乙烯的以上缺點,成為一種優越的電線電纜絕緣和護層材料。 (三)取丙烯電線料 聚丙烯電纜料主要用在耐高溫電纜,如果環境溫度為100 C,它能在較廣泛頻率下應用,介電系數小于聚乙烯。聚丙烯可作高額電纜的絕緣材料。聚丙烯柔韌、耐磨,可以做成較薄的電線電纜護層。聚丙烯也可作成特種電纜,如深海小直徑多芯電纜。另外泡沫聚丙烯是電話電纜非常好的絕緣材料。 (四)其他電纜料 1聚酰胺電纜 聚酰胺電纜有較好的耐磨、耐光、耐油、耐溶劑、耐臭氧性能,提高抗韌性,廣泛應用于汽車、飛機、拖拉機等裝配用電線。 2聚苯乙烯電纜聚苯乙烯電線有較好的介電性能,主要用作長途通信電纜絕緣。二、工藝流程(一)電纜料工藝流程1聚氯乙烯電纜料生產工藝流程三、配方及成型工藝1.聚氯乙烯 聚氯乙烯樹脂應選用懸浮法疏松型的,相對分子質量較高,雜質較少、“魚眼”較少的。 增塑劑應以主增塑劑鄰苯二甲酸二
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