為保證PVC制品的物理性能和外觀質(zhì)量,傳統(tǒng)的UPVC注塑工藝需要將捏合好的材料經(jīng)造粒后再使用注塑機進行生產(chǎn)。伴隨著UPVC行業(yè)的發(fā)展,各種新加工助劑的應(yīng)用和專用注塑機的不斷改進,粉料注塑工藝也逐漸發(fā)展。當填充劑用量較多時,造粒效率較低,也使企業(yè)向粉料注塑方向發(fā)展。筆者從實際生產(chǎn)出發(fā),分析比較了粒料注塑與粉料注塑2種工藝的特點。

1．粒料注塑

注塑機采用單螺桿熔膠,塑化能力有限,容易使產(chǎn)品產(chǎn)生冷斑起皮現(xiàn)象,且料簡沒有排氣裝置,產(chǎn)品易產(chǎn)生氣泡(水珠),放射狀流紋現(xiàn)象。而造粒時使用的雙螺桿擠出機塑化能力強,有排氣裝置,剛好能彌補注塑機的不足。粒料經(jīng)過雙螺桿擠出機塑化后,物料可以達到分子級分散,真空排氣裝置可吸走多余的水分。粒料存放在空氣中化學性能穩(wěn)定,對注塑機的二次塑化幫助很大,具體表現(xiàn)為:制品密度,物理性能穩(wěn)定,不易產(chǎn)生冷斑起皮,能有效控制氣泡流紋現(xiàn)象,表面光潔度好。粒料在工廠內(nèi)較易運輸,泄漏損耗小,對車間環(huán)境污染少，但造粒工序的人力,物力投人大,效率低,如能減少這個工序?qū)⒂欣谄髽I(yè)的節(jié)能降耗。

2．粉料注塑
粉料注塑減少了造粒這道中問工序,可以減少人力,設(shè)備等資源的投入,減少水電能耗,從而降低制造成本;工序的精簡也相應(yīng)減少了車間的管理成本。粉料雖然經(jīng)過高速混合機捏合,但各種助劑只能達到團狀分散,單螺桿注塑機不能完全使助劑分散,熔體達不到理想效果,從而影響產(chǎn)品的物理性能,具體表現(xiàn)為:產(chǎn)品脆性大,表面粗糙且有冷斑起。受生產(chǎn)場地和環(huán)境的限制,且為了便于管理,一般混好的粉料可能要存放幾天才用于注塑。由于粉料易吸潮,所以受車間地理位置或季節(jié)變化的影響, 當空氣濕度較大時,會造成粉料含水量過大,產(chǎn)品表面出現(xiàn)氣泡,影響外觀質(zhì)量。以上問題在小規(guī)格產(chǎn)品上影響不大,但在大規(guī)格產(chǎn)品上就有明顯的視覺缺陷,因此小規(guī)格產(chǎn)品可考慮使用粉料注塑。但小規(guī)格產(chǎn)品以給水管件居多,其需重點控制物理性能,用粒料注塑能更有效地控制其物理性能,這點應(yīng)引起注意。

3． 影響粉料注塑的因素
3.1設(shè)備
粉料注塑專用注塑機與粒料注塑機有很大的差異,如螺桿與料筒,射嘴的設(shè)計,料斗與螺桿根部的設(shè)計與密封性問題等,在購買設(shè)備時應(yīng)向設(shè)備生產(chǎn)廠家詳細了解。就螺桿而言,可按填充量大小進一步細分,如大同機械有限公司的PVC—U粉料專用注塑機配備的螺桿。
粉料注塑對注塑機的要求及整個生產(chǎn)流程的控制極為嚴格。如果采用粒料注塑機注塑粉料,會出現(xiàn)加工范圍狹窄,生產(chǎn)不穩(wěn)定的情況。若PVC樹脂,助劑質(zhì)量不穩(wěn)定,配料,捏合操作存在誤差,就會出現(xiàn)成批產(chǎn)品不合格的情況。另外,一般的粒料注塑機泄漏粉料情況較為嚴重。對于填充量較大的粉料,還會發(fā)生頻率較高的落料不勻問題,導(dǎo)致模具不能充滿或密度偏小而收縮過大,注塑量越大這種現(xiàn)象越明顯。使用多年的老式粒料注塑機塑化能力較差,壓力不穩(wěn)定,一般不能用于粉料注塑。

3.2模具
模具流道設(shè)計對粉料注塑影響很大。主流道和副流道一般短而粗,截面為圓形。冷料井直徑應(yīng)大于主流道，深度與直徑接近。過去為了節(jié)省澆口料而設(shè)計的模具不適于粉料注塑,澆口應(yīng)盡量開大些, 只要不使產(chǎn)品產(chǎn)生回料凹陷即可。對于填充量較大的粉料,更應(yīng)注意模具流道的設(shè)計。

3.3配方
造粒時會消耗部分潤滑劑,而粉料注塑時可考慮適當減少配方中潤滑劑的用量;另外,粉料注塑為一次塑化,熱穩(wěn)定劑的用量也可酌情減少;填充劑方面,輕質(zhì)碳酸鈣的吸潮能力比重質(zhì)碳酸鈣強,其用量越大,因碳酸鈣吸濕引起產(chǎn)品表面出現(xiàn)氣泡或放射狀流紋等外觀質(zhì)量問題就越明顯。

3.4工藝
為使助劑分散得更好,應(yīng)適當提高混合溫度或延長混合時間,熱混溫度以120~135為宜。粉料在車間內(nèi)運輸造成的損耗和污染因操作人員技術(shù)水平而異,以防泄漏為主要措施。針對粉料注塑冷料,氣體較多的特點,螺桿轉(zhuǎn)速宜較低,注塑過程主要分4級。
(1)第1級低速,注塑量較少(在總注塑量的10%以下),使射嘴的冷料進入冷料井或黏附在流道表面,以避免進入型腔。
(2)第2級快速,注塑量較多(約為總注塑量的80%),在不致發(fā)生熔體燒焦的情況下快速充滿型腔的大部分空問,以減少熔體在長流程的運動中遇冷產(chǎn)生的阻力降。
(3)第3級慢速,注塑量較少(約為總注塑量的5%),因上一級快速充模引起型腔內(nèi)氣體在產(chǎn)品熔合線附近聚積,影響熔合線粘接強度和產(chǎn)品外觀,所以這一級主要作用是排氣,使熔體熔合在一起。
(4)第4級慢速,高壓,注塑量較少(在總注塑量的5%以下),起補縮的作用。另外,注塑時間應(yīng)比實際充填時間長一些,以提高產(chǎn)品的物理性能。
4結(jié)語
粒料注塑工藝所具有的優(yōu)點,使其在UPVC管道行業(yè)中得到大量的應(yīng)用。相對于粒料注塑來說,粉料注塑表現(xiàn)出許多不足,如生產(chǎn)過程難控制,成品率低,經(jīng)濟效應(yīng)不明顯,產(chǎn)品力學性能與物理性能不穩(wěn)定等。但粉料注塑可減少資源投入與能耗,有利于節(jié)能減排與可持續(xù)發(fā)展,具有一定的研究價值。 總體的建議還是使用粒料注塑，有利于環(huán)保和工作環(huán)境的改善，并且成品率較高。

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