PVC加工专题

PVC加工专题

编者按:PVC加工在整个塑料行业中占着举足轻重的地位,尽管由于大众对PVC安全性的顾虑使得PVC塑料制品在食品包装和医疗器械方面的使用受到严重的限制,但是PVC在化学建材、管材、门窗型材和防水材料等方面的应用日益广泛,特别是在经济危机中建材行业的突出表现更是促进了PVC加工行业的大发展。PVC由于具有特殊的分子结构,其配方体系在整个塑料加工行业的中属于最复杂的体系之一,如何使各种助剂合理搭配,生产出高性价比的产品,是大家广为关注的话题,“中塑互联”塑料技术论坛里很多网友对PVC的加工进行了深入的讨论,本期推出PVC加工专题,整理了网友们讨论的几个热点问题,供读者参考。

问:采用南京科亚公司的双螺杆生产70/90PVC护套电缆料,加工温度在120～150℃之间,料温在168～170℃之间,热稳定剂采用三盐或二盐体系,产品颗粒断面发现有气孔,螺杆组合调整多次效果不明显,粒料端面气孔明显。电缆料粒子的气孔会影响电缆产品的表面质量,经常会出现因气孔导致表面粗糙的现象,但产品性能都符合检测要求,其他厂家生产的电缆料也有气孔,只有苏州德威的电缆料粒子没有气孔,据说也是用科亚双螺杆生产的,请问这是什么原因造成的?如何解决?

答:颗粒料出现气孔的原因主要有以下几种可能:

(1)原料控制不严,容易吸潮的组分没有完全干燥;

(2)热稳定剂有问题,稳定剂如果为水滑石和沸石的配方体系,会导致气孔的产生,可以更换稳定剂;

(3)可能与环境有关,空气湿度大,料因天气原因吸水;

(4)四区和模头温度过高;

(5)工艺问题,这是夹气塑化,关键是抽气位置;

(6)润滑体系不合理,润滑不足,导致内摩擦加剧,料温升高使低沸点物质气化而产生气泡。所以应首先考虑润滑是否不足,其次模头压力是否过大;

(7)还有可能是低分子物质挥发孔、收缩孔以及塑化不好的生料孔。低分子物质挥发孔是由混合料中带来的低分子物质及加工中分解的低分子物质挥发造成的;收缩孔主要是由熔体温度过高及冷却过快造成的;生料孔主要是由于塑化不完全造成的。

此问题的解决方案如下:

(1)提高挤出温度;

(2)更换稳定剂,建议使用复合稳定剂;

(3)挤出温度过高,单螺杆的温度不要超过120℃;

(4)查看抽真空装置,真空度是多少,如果真空度低,挥发物不能抽吸干净很容易造成气孔现象;

(5)严格控制原料水分,特别是一些易吸潮的原料。高混机出料温度提高一些,对于比较潮湿的地区必须抽真空,就是原料没有水分超标的情况也要抽真空,不然料混的再好,都会产生气孔;

(6)前端温度不能过高,否则螺杆没有内压,造成物料塑化不均,再者二段、三段温度达到150℃,很易焦料,容易变色;

(7)察看配方组分中有无用到挥发性高的原料;

(8)调整挤出温度,65/150挤出机参考温度:双螺杆挤出机为118、120、125、125、135℃;单螺杆挤出机为145、145、155℃;有网友认为可以调整到更低,请参照实际情况调整。

(问题和解决方案来自“中塑互联www.ourp las. cn”网友沙漠骆驼、halinfox、wangjinqiao、hadamc、lostemp le、luckyp las、xiaow d2004、yulihua、amoyga、tiandi1213、ytao9、海湘、赵建荣、poly273、zzhhonglin、李工、ajhjh01、567、啊梁、tiandi、m sg0310、低烟无卤等。参与讨论请访问中塑互联塑料技术论坛:http://bbs. ourp las.cn/read.php?tid=2670)

问:我公司现有1种出口用环保PVC管件注塑料,配方如下:PVC100份、活性钙粉50份、ACR2份、硬钙1份、石蜡1份、聚乙烯蜡0.6份、甲基锡稳定剂2份、大豆油2份、DOP1份、颜料若干,采用65型锥双生产,挤出机温度设定分别为180、180、175、181、182℃。现存在如下问题:(1)产量极低,同一台机器,相同转速下,产量是其他配方的1/2,约8～9h才能生产1t料; (2)真空排气口往外飘粉,观察物料,没有完全塑化; (3)打好的粒子可看到白色粉体,应该是没有塑化好的钙粉,请各位帮助分析一下是什么原因造成的?

答:可能的原因主要有:

(1)外润滑剂太多,减少外润滑剂,增加DOP,减多少外润滑剂就加多少DOP,同时提高混料温度和时间;

(2)调整润滑剂品种和用量,如增加 HSt、聚乙烯蜡等,外润滑剂过多容易造成塑化不良。同时配方调整后工艺也应做适当调整。现在的产量也不是很低;要适当增加内润滑剂,用有机锡做稳定剂,再加一些ZnSt较好;

(3)加入的润滑剂过多,做出来的料在性能上也会有问题;

(4)适当调整ACR用量或适当加入一些α甲基苯乙烯,以改善主体材料流动性及塑化性能,再配合一些外润滑剂使用;

(5)如果采用的是粉料的话,粉料的松散程度对产量的影响很大;

(6)喂料不满也会产生排气飘粉的现象,导致粒子产生气孔,润滑剂的添加量与碳酸钙的细度有关,如果采用的是800目的轻钙,可以少加一些外润滑剂,多用内润滑剂;

(7)真空排气口飘粉,是塑化不好的表现,此段应达到半塑化状态,混料温度可以提高一些,生产温度也可以适当提高;

(8)如果加料螺杆上有附着会导致加料不均匀,喂料不足;查看主机电流是否比平时要低,以前做过一批高填充产品,碳酸钙都附着在加料螺杆上面,实际输送到机器中的碳酸钙很少;

(9)甲基锡稳定剂含量高也会影响出料速度。建议用钙锌稳定剂,同时也要减少外润滑剂用量,增加内润滑剂用量;

(10)可以提高机器的加工温度,一区、二区可以提高到200℃,稳定剂有机锡用量增加到2份,造粒应该不会有问题;

(11)配方中石蜡、聚乙烯蜡用量减少1/2,DOP不用也可以,也可以加入一些辅助加工助剂;

(12)加破碎料有利于下料和塑化,可以防止架桥现象,冷却后下料产量会提高;

(13)有可能是料的流动性太好,上料困难,以前我们公司也遇到过这种情况,用弹簧根本无法上料,建议加一些磨粉料,也就是回收料,也许效果会好一些;

(14)100℃打粉后直接上机,没有经过冷混工序,可以考虑110～115℃出料;粉料流动性好,弹簧打不上去,适当加一些粒料可以降低流动性,不过一定要混合均匀,不然加料速度不稳定;塑化方面似乎外润滑剂少一些;从正常生产情况看,没有架桥说明粉料没有问题;

(15)甲基锡没有润滑性,要多加一些润滑剂,采用G-70S高级润滑剂配合有机锡使用,用量在0.5～1份之间;生产硬质PVC产品可以减少碳酸钙用量,或用活性钙,越细越好,用800目的碳酸钙配合增强剂使用效果较好,大豆油少用一点,用DOP代替大豆油塑化效果更好;

(16)熔体压力是不是很低,可以适当增大喂料速度,提高熔体压力来试一下;磨粉料同样也会提高压力,提高塑化,增大产量。

提问网友反馈:

(1)我们的管件是出口到中东的,所以没有过多添加DOP;

(2)有机锡稳定剂效果较好;

(3)因为稳定剂是用的有机锡,ACR用的是加工型的,有效成分高,成本比较高,加50份的碳酸钙粉一是出于成本压力,二是客户的使用环境决定的;

(4)其实我们有些 PVC制品的填料用量很大,力学性能也没有出现问题;

(5)我们用的是7型和8型的PVC树脂粉;

(6)生产中,将一区、二区的温度提高,但不超过200℃。产量低的原因主要是喂料螺杆的速度太慢,螺杆转速虽然较高,但是加料量较低。可能是打粉温度太低的缘故,100℃打粉后直接上机,没有经过冷混工序;

(7)提高打粉温度,产量会提高。但效果不是特别的明显。温度也没有提高太多,怕影响稳定性。配方中外润滑剂减少后塑化情况有改善,但产量没有变化;

(8)塑化不好的问题各位分析的都有一定的道理。结合自己的情况,添加了汉高的复合蜡 G32,效果较好,产量的问题还在继续摸索;

(9)主要问题是喂料螺杆的喂料量太小,将喂料电机的转速设为1000 r/min,产量还是较低。双螺杆的吃料是一点问题也没有。在打粉的时候加入5份颗粒状的破碎料,产量提高很明显;

(10)如果架桥,产量应该是不稳定的,目前产量很稳定;

(11)产量低的主要原因钙粉吸附到喂料螺杆上,导致螺槽变小,粉体输送量减少;而且与混料工艺有关,温度低、湿度太大,容易黏附到螺杆上;结合生产实际,我们还是采取了添加部分破碎回料的方法,通过回料颗粒的摩擦,清理喂料螺杆上的积料,达到正常的喂料速度;

(12)α-甲基苯乙烯应该就是95型树脂,成本很高,效果不佳,201的效果更加明显。

(问题和解决方案来自“中塑互联www.ourp las. cn”网友wang0990、silence83、cbx021、李工、peng921、热稳定、ddai4701、阳光、zest168、海湘、w lgw lgw lg、ddai4701、iambest600、惊鸿照影、zhangyelin、金牛、浮萍470、shm hngd、断点、春天里的承诺、w q_012等。参与讨论请访问中塑互联塑料技术论坛:http://bbs. ourp las.cn/read.php?tid=9151&uid=1787)

问:汽车PVC密封条的配方如下:PVC(聚合度2500～5000)100份、丁晴橡胶粉30份、DOP45份、DOA15份、氯化石蜡10份、环氧大豆油5份、复合稳定剂5份,请问在成本和加工方面有何问题?汽车用密封条要到北方使用,必须要考虑耐寒问题,如果聚合度降低,力学性能会下降,加工上是否考虑用增塑效率高的增塑剂?

答:(1)PVC树脂的聚合度太高,因为要添加丁腈粉末橡胶,所以PVC的聚合度为1300～2500就够了,再高会导致加工性不好;

(2)增塑剂用DOP就可以,DOA对耐寒性能的效果更好,但生产密封条不需要,除非生产户外电缆;

(3)填料(如碳酸钙)还是要加15～20份,可以降低成本,也可以提高硬度;

(4)润滑体系也需要考虑,可以加1份的炭黑;

(5)耐寒问题主要考虑2个方面,体系的 Tg要低,另外在低温下物理性能的保持要好;前者可以通过加入增塑剂或者低 Tg的液体橡胶来实现,在耐寒方面DOA、DOS效果最好,DOP次之,氯化石蜡效果最差,但综合考虑成本采用DOP更好。如果要求-30℃～-40℃的低温柔性,增塑剂DOP的加入量必须在50份以上,最高可以加入70份;

(6)高聚合度的树脂可以提高产品的拉伸强度和回弹性,不过会提高成本,导致加工困难,润滑剂体系用量要增大,可通过加入预交联的粉末丁腈来解决,但一定要使用半交联型的,才能保证力学性能和物理性能与低温性能的平衡,国内有些粉末丁腈是粉碎法生产的,属于未交联的,对力学性能帮助不大;

(7)Dupont的741和441是E/BA/CO三元共聚物,非常适合做密封条PVC的增塑剂,不会析出,产品表面质量好;

(8)欧洲很多密封条(汽车及门窗)都采用PVC/丁腈橡胶来替代EPDM或PP/EPDM弹性体,PVC/丁腈橡胶有几个好处,首先性能虽然比PP/EPDM稍差,但能达到全部EN标准的要求;其次成本大幅下降,产品可以回收再用;第三,可焊接;第四,可以与ABS等工程塑料或硬质PVC共挤生产。

(问题和解决方案来自“中塑互联www.ourp las. cn”网友黄云、sunnysunny、ju2008、shanghaipoly、jackee、king_hsieh等。参与讨论请访问中塑互联塑料技术论坛:http://bbs.ourp las.cn/read.php?tid= 1258)

问:生产的PVC电线电缆粒料表面光泽非常好,采用武汉产锥形双螺杆挤出机,温度设定为200、200、190、170、160、150℃,但温度稍下降出来的料就塑化不好;打粉的顺序是先放PVC树脂粉、DOP、加工助剂,打粉打到 60℃加入碳酸钙(占70%).升温到100℃,排粉,没有冷却,直接挤出(如果用冷却机冷却到60℃就会抽粉,真空度0.7MPa);配方如下: 5型PVC50份、DOP15份、氯化石蜡6份、硬脂酸0.3份、PE蜡0.8份、重钙35份、热稳定剂3份、增亮剂0.4份。

问题一:打粉打到70～80℃再加入碳酸钙就会有团聚或者小白点的问题产生,为什么?正确的打粉顺序应该怎样?

问题二:一般挤出机的温度都比较低,但为什么该设备偏偏要这么高的温度PVC才能塑化?

问题三:在碳酸钙加多的情况下要保持表面光泽度,多加一些DOP或减小氯化石蜡可以吗?采用8型PVC粉生产会加快其分散性吗?

答:加料顺序没有问题,但应该根据电流值来调整钙粉加入时间,这种设备有1个特点,混料初期电流很不稳定,但不高,在50 A左右;经过一段时间的搅拌,温度升高,料开始结块,电流开始升高到80 A左右,这时有大量热气从锅内溢出;温度继续升高,到80℃左右,料开始松散,电流开始下降至50 A左右,然后平稳,这时可以降低速度,倒入钙粉,低速打料至110℃出料,打第一锅粉温度升的慢,第二锅温度升高速度快。

温度设置应该为:110、125、135、145、155、165℃,前端温度不要过高,否则会发生抽粉;喂料速度要匹配,喂料不足也可能出粉,塑化也不好。

另外,采用活化后的粒径较小的碳酸钙,塑化效果更好,加工温度也不用很高。如采用湖南祁阳建明化工的100 nm超细活性钙、湖南大乘资氮有限责任公司的超细活性碳酸钙等。

(问题和解决方案来自“中塑互联www.ourp las. cn”网友m ingzhu、海湘等。参与讨论请访问中塑互联塑料技术论坛:http://bbs.ourp las.cn/read.php?tid =2670)

(《中国塑料》杂志社整理)