PVC-U塑料异型材生产疑难问题浅析

杜正富

（安徽公元科技发展有限公司， 安徽宣城，242200）

1 前言

随着国家提出转变经济增长方式，加快建设资源节约型、环境友好型社会，促进人们消费意识和观念发生转变。特别是在建筑领域，人们对建筑节能环保越来越受关注，而PVC塑料门窗正是凭着它在使用方面保温、隔热以及良好的使用性能，得到广大用户的认可。但由于受PVC自身加工性能原因，对原料使用质量、生产配方、工艺控制要求都较为苛刻，但由于受外围环境变化，上下游原料生产厂家对原料加工进行不断技术改进，原料性能也发生一些变化，时常给PVC塑料型材加工带来一定影响，造成生产过程不稳定，产品质量也会受到一定影响，如挤出观察孔积料、型材挤出生产时表面出现料脏，混合料粘附喂料螺杆等问题时常困扰PVC塑料型材生产加工。结合处理上述问题经验，对挤出观察孔积料、型材表面料脏、混合料粘附喂料螺杆问题进行分析探讨，下面将分别予以介绍。

2 观察孔积料和型材料脏

挤出机观察孔是为了方便查看混合料通过螺杆剪切和外加热后塑化效果，同时也是真空排湿部位，对挤出生产和产品质量控制起到较大作用。但由于受原料使用性能和加工工艺设置影响，以及设备自身加工能力影响，往往在挤出生产中，该部位易出现大量结块状物料，分析原因主要是由于混合料没有得到较好塑化所至，造成结块料料不能很好的包附在螺杆螺槽内，在螺杆转动中，不能通过螺槽进行有效的输送，在观察孔处物料由于失去机筒挤压而形成一定的舒展，以及在真空排湿泵负压抽吸作用下，造成结块料在观察孔处形成不断发生滞留；在连续生产运行状态下，物料在观察孔处产生堆积效应，严重时会堵塞观察孔。

从结块物料外观来看，结块料表面存在明显颗粒状混合料，附着在部分塑化后的结块料表面；受筒区加热高温影响，结块料和表面附着的混合料发生分解而形成碳化状，其中部分小颗粒碳化状物料受挤压后脱落，形成杂质通过口模挤出后析出在型材表面，从而影响型材外观，严重时造成型材卡料，给挤出生产和质量控制带来一定影响。

关于型材表面料脏,除了因挤出观察孔处脱落的炭化物造成型材出现(麻点)料脏外,在挤出生产中还出现型材表面存在明显黑色块状物；通过将挤出螺杆抽出,发现螺杆压缩段和对应机筒内壁上，结有少量的炭化物, 且螺杆的压缩区段螺杆表面颜色呈暗色，类似烧焦状，严重时造成机台停机。

几个影响因素方面分析

2.1 在原料配方方面

根据PVC配方设计中各种原料的功效，可以分为填充剂、热稳定剂、润滑剂、光稳定剂、抗冲剂、加工助剂等。

从影响挤出塑化效果的原料性能分析来看，其中在有利于提高挤出塑化方面，稳定剂和加工助剂可以提高PVC塑化速度，改善物料的流动性，如我公司使用的稀土稳定剂、ACR原料，此两种原料是提高挤出塑化质量关键原料。

从制约挤出塑化效果原料分析来看，填充剂等无机原料是制约挤出塑化效果的最大因素原料，如我公司使用的碳酸钙及钛白粉；一般来说加入此类原料后，熔体黏度增大，推迟推迟了物料的塑化。

2.2 在设备方面

从挤出塑化功能来说，主要是通过螺杆的剪切和外加热两个大的方面；

在设备方面，主要表现为螺杆长径比、螺杆制造精度以及螺杆与机筒内壁间隙等方面；以我公司目前平行双螺杆为例，按照螺杆各区的加工功能，挤出螺杆分为四段，分别为加料段、塑化段、排气段、均化段：

A、加料段：是螺杆四段中最长的一段，该段螺纹间距较大，主要是容纳较多的粉末颗粒，对原料进行预热，起到逐步将原料压缩密实的作用；

B、塑化段：此段螺纹间距由加料段的宽而深变的明显变窄，物料在此处受到的剪切和压力大大的加强；在剪切及外加热的作用下，物料由加料段的粉末状逐渐融化成半熔融状的，并能够很好的包覆在螺杆的螺槽表面上；

C、排气段：此段的主要作用是将混合料达到塑化状后的水份及低分子易挥发物在负压的作用下，通过观察孔被有效的排出；

D、均化段：此段的主要作用是在外加热的作用下，进一步促进塑化状的物料均匀塑化，利于模具挤出成型。

从机台螺杆抽出处理来看，产生的问题主要发生在压缩段的螺杆和机筒内壁上。由于在压缩段，物料要通过螺杆较大的剪切作用，如果螺杆和螺筒配合间隙过大，容易造成物料出现逆流现象，造成物料在该区内停留时间过长，并形成局部的滞留，容易造成黏度较大的物料出现黏附筒壁，逐渐形成结块。

在外加热方面，主要通过筒区、螺杆螺芯方面加热，由于我公司机筒温度测量采用金属探头感应方式，温度的测量精度由为重要。

3 混合料粘附喂料螺杆

挤出生产中混合料输送采用电机带动螺杆转动，物料在螺杆螺纹推动下，呈圆周运动将所需物料进行输送。从混合料粘附喂料螺杆现象看，主要表现为混合料经螺杆螺槽带动后不能均匀下料，挤出负荷出现下降和连续波动，影响生产稳定。

几个影响因素方面分析

3.1 混合料输送大小一般受螺杆直径、螺槽深度和电机带动螺杆转速大小影响。

3.2 混合料制备质量和加工环境也对其输送产生较大影响。

在混合料制备评价方面，主要表现为混合料表观密度和流动性能，一般可以通过检验仪器进行比较分析；在加工环境方面，主要有空气相对湿度和室外温度方面。由于我公司所处南方区域，受季节因素影响，突出表现为雨水较多，空气相对湿度较大，一般空气相对湿度在70%左右，最高可达到90%以上，同时夏季高温持续时间长，给混合料输送稳定产生较大影响。另外，我公司PVC和混合料采用风压自动装置输送系统，原料输送过程多次与空气产生接触，易造成原料出现受潮；同时，混合料经管道输送时产生较大碰撞和摩擦，造成混合料产生剥离效应，导致混合料经螺杆输送时，剥离的部分无机物易粘附在喂料螺杆螺槽内，通过累积后，使喂料螺杆出现下料不畅现象；同时在挤出下料口处出现混合料挂壁，导致挤出负荷出现下降，严重时造成挤出不能正常生产。

4 改进和解决上述问题方法及措施

出现上述问题后，根据混合料生产制备和挤出生产工艺情况，结合环境温度变化，从生产工艺控制、原料使用混合料质量和挤出工艺进行了调整，具体情况如下：

4.1 在观察孔积料和型材料脏改进及处理方面

1）在设备调整方面

考虑问题集中存在压缩段螺杆及机筒内壁上，由于前期也对该段螺杆和机筒进行打磨，原有的金属表面硬制层已缩减，更加容易造成在此处局部金属高温部分出现物料黏附现象，为此，通过对螺杆的齿合间隙方面进行调整，减少物料在剪切作用下发生的逆流现象。

2）在原料调整方面

通过适当增加润滑剂的用量，可以有效减少金属表面对物料的黏附，降低物料在压缩段滞留效应，型材表面料脏问题得到明显改观。

3）工艺调整要求

通过将输送段、塑化段温度及螺杆温度进行下调，同时对挤出负荷进行上调，以减少物料出现粘辊和粘附筒壁现象，型材表面料脏和观察孔积料现象得到明显好转。

4.2在混合料粘附喂料螺杆改进及处理方面

1）在混料工艺调整方面

⑴将混料混热混高搅转速进行下调，控制热混时间，提高热混排潮效果，降低混合料挥发物；

⑵控制冷混进水温度，降低冷混下料时间，提高冷却效果和消除原料静电；

⑶结合环境温度情况，采用错开高温时段生产方式，即当室外温度达到设定温度时，混料暂不生产入料，在其它时间及时补充库位，以减少环境温度导致混合料结团问题，同时可以进一步消除混合料静电现象；

⑷ 在生产过程控制方面，针对空气相对湿度大、混合料存在团聚现象，通过加大对各类设备收尘的维护力度，重点对热混排潮收尘、冷混排潮收尘及混合料库和钢平台中间仓收尘维维护周期进行调整，以提高收尘工作质量。

2）在原料使用管理方面

加强进厂原料领用管理，特别是主原料PVC使用把控，严格执行原料“先进先出”使用管理要求，最大限度减少原料质量波动，同时控制PVC和干混合料库存，以减少生产不稳定现象。

5 结论

1、挤出生产工艺控制，要充分考虑设备自身加工情况，定期对关键设备进行检查和维护，提高设备运行稳定。

2、结合上下游原料使用情况，要定期开展好内部工艺调整，形成与生产有效衔接。

3、环境温度对混合料制备质量会产生较大影响，为此，要结合环境温度变化，适时进行工艺调整，满足生产要求。