1.配方和混合工藝不合理。
1,包裝太多
鑒於目前市場上型材價格低廉,原材料價格不斷上漲,型材廠家都在寫降低成本的文章。常規型材制造商通過配方的優化組合,在不降低質量的情況下降低了成本。壹些制造商已經降低了產品的成本和質量。由於配方的組成,最直接有效的方法就是增加填充劑。PVC-U塑料型材中常用的填料是碳酸鈣。在以前的配方體系中,大多填充重鈣,目的是增加剛性,降低成本。但由於顆粒形狀不規則,粒度較粗,重鈣的添加量很低,數量的增加會影響型材的顏色和外觀。現在隨著技術的發展,大多使用超細光活性碳酸鈣,甚至納米碳酸鈣,不僅起到增加剛性和填充的作用,還有改性的作用。但其添加量不是無限的,其比例應加以控制。現在有些廠家為了降低成本,將碳酸鈣添加到20-50質量份,大大降低了型材的物理機械性能,造成本章所說的型材脆裂現象。
2.添加的抗沖改性劑的類型和數量
抗沖改性劑是壹種能提高PVC在應力下斷裂總能量的聚合物。目前硬質聚氯乙烯抗沖改性劑的主要品種有CPE、ACR、MBS、ABS、EVA等。其中,CPE、EVA、ACR改性劑分子結構中沒有雙鍵,耐候性好,適用於室外建築材料。當它們與PVC * * * *混合時,能有效改善硬質PVC的抗沖擊性能、加工性能、耐候性和焊縫強度。
在PVC/CPE***混合體系中,其沖擊強度隨著CPE含量的增加而增加,呈S形曲線。當添加量低於8質量份時,體系的沖擊強度增加很小;當劑量為8-15質量份時,發現最大的增加。之後增速趨於平緩。當CPE的量小於8質量份時,不足以形成網狀結構;當CPE用量為8-15質量份時,在* * *混合體系中連續均勻分散,形成無相分離的網絡結構,使* * *混合體系的沖擊強度增加最多;當CPE用量超過15質量份時,不能形成連續均勻的分散,但部分CPE形成凝膠,在兩相界面將沒有適合分散的CPE顆粒吸收沖擊能,因此沖擊強度增長趨於緩慢。
在PVC/ACR***混合體系中,ACR能顯著提高***混合體系的抗沖擊性能。同時,“核殼”粒子可以均勻分散在PVC基體中,PVC為連續相,ACR為分散相。當分散在PVC連續相中時,它們與PVC相互作用,起到加工助劑的作用,促進PVC的塑化和凝膠化,塑化時間短,加工性能好。成型溫度和塑化時間對缺口沖擊強度影響不大,彎曲彈性模量下降不大。壹般用量為5-7質量份,ACR改性的硬質PVC制品具有優異的室溫沖擊強度或低溫沖擊強度。
實驗結果表明,ACR的沖擊強度比CPE高30%左右。因此,配方中應盡量使用PVC/ACR***混合體系,用CPE改性且用量小於8質量份時,型材會發脆。
3.穩定劑過多或過少
穩定劑的作用是抑制降解,或與釋放的氯化氫反應,防止PVC在加工過程中變色。穩定劑的用量根據類型不同而不同,但壹般來說,用量過多會延緩材料的塑化時間,導致材料出模時塑化不足,配方體系中的分子沒有完全溶解,導致分子間結構不穩定。但用量過少時,會導致配方體系中分子量相對較低的物質降解或分解(也可以說是過塑化),破壞各組分分子間結構的穩定性。因此,穩定劑的用量也會影響型材的沖擊強度。過多或過少都會降低型材的強度,導致型材變脆。
4.使用了過多的外部潤滑劑。
外部潤滑劑與樹脂相容性低,能促進樹脂顆粒間的滑動,從而減少摩擦熱,延緩熔化過程。潤滑劑的這種作用在加工初期(即在外加熱和內耗熱使樹脂完全熔化,熔體中的樹脂失去鑒別特征之前)最大。外部潤滑劑可分為預潤滑和後潤滑。在各種條件下,過度潤滑的材料外觀不佳。如果潤滑劑用量不合適,可能會造成流痕、產量低、渾濁、沖擊性差、表面粗糙、粘連、塑化不良。尤其是用量過多時,會造成型材致密性和塑化性差,導致沖擊性能差,型材脆裂。
5.熱混合的順序、溫度設定和固化時間對型材的性能也有決定性因素。
PVC-U配方中的組分很多,選擇的加料順序要有利於充分發揮各添加劑的作用,提高分散速度,避免其不利的協同作用。添加劑的加料順序應有助於提高添加劑的互補作用,克服相互淘汰的影響,使本應分散在PVC樹脂中的添加劑充分進入PVC樹脂內部。
典型鉛鹽穩定系統配方的加料順序如下:
a .在低速運行時,將PVC樹脂加入到熱拌鍋中;
b .在60℃下,在高速運轉下加入穩定劑和肥皂;
C、在80℃左右的高速下加入內潤滑劑、顏料、抗沖改性劑和加工助劑;
d .在65438±000℃左右高速加入外部潤滑劑如蠟;
e、在110℃高速運轉下加入填料;
f、將物料以110 ℃- 120℃的低速排入冷混桶中冷卻;
G.冷混至進料溫度降至40℃左右,出料,過篩。
以上投料順序是合理的,但在實際生產過程中,根據自身設備和各種條件的不同而不同。大多數廠家除了樹脂之外,還會添加其他添加劑。還有與主料壹起添加的光活性碳酸鈣等等。這就需要企業技術人員根據企業的特點,制定出自己的加工工藝和投料順序。
壹般情況下,熱拌溫度約為120℃。當溫度過低時,材料不能膠凝和混合均勻。高於這個溫度,部分物質可能會分解揮發,幹混粉末會變黃。
壹般攪拌時間為7-10min,物料可壓實、均質、部分膠凝。但冷拌壹般在40℃以下,要求冷卻時間短。如果溫度高於40℃且冷卻速度較慢,所制備的幹混物的密度將比常規的差。幹混合料的固化時間壹般為24小時。超過這個時間,材料容易吸水或結塊。當短於該時間時,材料分子之間的結構不穩定,導致擠出過程中輪廓尺寸和壁厚的大波動。如果不加強以上環節,型材產品的質量會受到影響,在某些情況下,型材會變脆。
第二,擠壓工藝不合理
1,材料塑化過度或不足
這與工藝溫度和投料比的設定有關。如果溫度設置過高,材料會過度塑化,壹些分子量較低的成分會分解揮發。溫度過低時,組合物中的分子沒有完全融合,分子結構不牢固。但如果投料比過大,物料受熱面積和剪切力增大,壓力增大,容易造成過塑化。如果投料比過小,物料受熱面積和剪切力會減小,導致塑化不足。無論是過塑還是欠塑,都會造成型材切割崩邊現象。
2、機頭壓力不足
壹方面與模具設計有關(下面單獨說明),另壹方面與投料比和溫度設定有關。當壓力不足時,材料的致密性就會差,結構就會疏松易碎。此時,應調節計量進料速度和擠出螺桿速度,以將模頭壓力控制在25 MPa至35 MPa之間。
3.產品中的低分子成分沒有排出。
通常有兩種方法來生產產品中的低分子組分。壹種是在熱混時,熱混時可以通過除濕排氣系統排出。二是擠壓加熱壓縮時產生的壹些殘留水和氯化氫氣體。這個壹般通過主機排氣段的強制排氣系統強制排氣,真空度壹般在-0.05 MPa-0.08 MPa之間。如果不打開或太低,低分子成分將殘留在產品中,導致型材的機械性能下降。
4、螺釘扭矩太低
螺桿的扭矩是反力機在受力狀態下的數值。工藝溫度和進料比的設定值直接反映在螺桿的扭矩值上。過低的螺桿扭矩在壹定程度上反映了溫度低或餵料比小,使物料在擠出程度上不能充分塑化,也會降低型材的力學性能。根據擠出設備和模具的不同,螺桿扭矩壹般可以控制在60%-85%之間,以滿足要求。
5.牽引速度與擠壓速度不匹配。
牽引速度過快會降低型材壁的力學性能,而牽引速度過慢會對型材造成很大阻力,產品處於高拉伸狀態,也會影響型材的力學性能。