PMMA与PVC共挤.doc

建材有限公司 韩会济 摘要：塑料复合共挤技术已应用在多种不同的塑料制品加工中。随着国内、外共挤技术的不断发展，以及在挤出设备、原材料及模具设计、模具加工制造等方面技术水平的提高，采用共挤出加工塑钢门窗异型材这一先进技术得以发展。本文介绍PMMA/PVC双料共挤型材设备配置和加工工艺。关键词：异型材共挤出设备配置及加工工艺山东三联新型建材有限公司从德国、奥地利引进了具有国际先进水平的塑料型材生产线和塑钢门窗加工设备、模具、检测仪器及生产技术。生产白色、彩色PVC型材及PMMA与PVC双料共挤型材，共分为四个系列，三滑道80推拉系列、58平双系列、60推拉系列、60平开系列，型材年生产能力达1万吨，加工各类高档、高性能的塑钢门窗，年生产能力为20万平方米。白色PVC型材及PMMA与PVC共挤型材均采用德国配方，配方中主要原料使用美国阿托公司的抗冲击改性剂、杜邦公司的金红石型钛白粉、瑞士汽巴嘉基公司、德国巴斯夫公司的高耐晒级的无机颜料以及英国产4600压克力。型材断面设计合理，功能完备，满足各种窗型使用，并且型材外形美观、色泽鲜艳光亮、耐老化、防褪色、强度高，具有防紫外线高抗冲击功能。PMMA与PVC共挤型材符合德国RAL-GZ716/1第三部分共挤型材标准要求。1、PMMA与PVC共挤工艺流程采用共挤技术生产门窗型材的先进技术，涉及面广，它包括：机械设备、原材料、挤出工艺、共挤出模具、真空定型冷却等一系列条件完备的系统工程。PMMA与PVC共挤型材生产过程和各环节的相互关系见工艺流程图（图一）。2、共挤出种类2.1 选择用于共挤层的材料种类很多，如：PVC、ABS、HIPS（高冲击强度聚苯乙稀）、PMMA。由于其材料的性能不同，挤出成型工艺条件不同以及成本的因素，目前国内型材生产厂家多以PVC与PVC共挤型材或PMMA与PVC共挤型材为主，来满足广大客户要求。2.2 型材共挤出方式一般分为前共挤和后共挤两种方式。前共挤是指共挤机（一台、二台）与共挤模头和主机在挤出机前端联接。这种方式用于生产主型材，如框、扇的共挤出。而用于生产软硬共挤，例如：玻璃压条与密封胶条粘接在一起的小型材，则采用后共挤的方式。后共挤是指将共挤机部分置于定型台与定型模的对应位置。玻璃压条采用软硬共挤的优势在于：一、减少了门窗加工中组装工序的工作量；二、能较好的解决长度收缩问题；三、提高了密封性能。2.3 PVC与PVC色料共挤确定共挤层的颜色配方，分别将各种颜料及助剂按工艺要求严格计量，在染色机内将颜料混入PVC干混料内均匀搅拌染色，然后挤出造粒，制成约2.52.5或近似球状的小颗粒。用此色粒料在PVC型材外表面上共挤一层0.4-0.6mm厚的表层，达到丰富色彩的效果，而且可以根据客户要求生产不同彩色的共挤型材。这种共挤型材的优点是价格适中，型材焊接后对角强度影响小，而它的缺点是在室外面抗紫外线功能较差，随着颜色的加深耐候性能减弱，表面光亮度不高，选用国产颜料有不同程度的褪色现象。2.4 PMMA与PVC双料共挤选择PMMA做为型材共挤层，主要是PMMA具有良好的装饰效果，具有防紫外线功能，用于型材的室外面能起到对型材的保护防老化作用。为满足型材物理性能指标的要求，在PMMA性能指标的选择上要重点考虑流体流动速率，断裂伸长率，落锤冲击强度。型材生产厂需要的彩色PMMA原料一般是由需方提出颜色样本，由生产厂加工制做成带有色彩的粒状原料供型材厂直接使用，也可是无色PMMA做基料，按规定比例配以相应的色母粒，混合均匀后使用。在PVC型材的室外面上共挤一层0.250.5mm厚的PMMA改性材料，选用4600压克力PMMA的最大优势是提高耐候性、热稳定性及防紫外线和良好的抗冲击功能。3、共挤出生产线的组成3.1 共挤机和主机是共挤技术中的重要组成部分，共挤出生产线的下游设备可与普通型材生产线的下游设备通用。用于PMMA与PVC共挤时需要在定型台后端配以150mm抛光轮，转速497转/分，线速度3.9m/秒的抛光装置，水冲洗冷却装置，吹风除水装置（见图二）。当共挤层厚度为0.30.5mm时，共挤层约占型材重量的3.25%3.5%，PVC主体占96.5%以上。保证连续生产的稳定性及产品质量，挤出机是挤出生产线中的关键。在长期生产实践中总结到：配备一台性能稳定、塑化条件优良、各工艺参数显示准确的主机与共挤机设定工艺参数的匹配是非常重要的。同时，混料工艺和干混料的质量也是非常关键的一个因素。3.2 共挤机一般专用共挤机选择30、40型单螺杆挤出机。它具有下列优点：结构紧凑、操作灵活，具有可移动式机架，螺筒水平方向360度旋转，升降高度调整范围大，螺杆转速为无级调整，挤出性能稳定。共挤机备以通用型螺杆（渐变型）适应多种树脂的加工，如PVC、ABS等材料。共挤层为PMMA时，需更换突变型螺杆，同时要对PMMA进行干燥处理，一般要求烘干温度在7580，烘干时间为68小时，由于共挤机加热筒无排气装置，PMMA的吸水率在0.3%0.4%，故烘干工艺是确保共挤层质量的重要条件之一。4、挤出工艺4.1 共挤出型材的工艺编制比单挤出型材工艺要复杂，涉及面广，共挤出型材技术包含配方（工艺）设计、原料配混工艺，共挤出模具。重点是：共挤模头内两种物料各自沿着独立的流道流动至汇合，共同挤出口模，从而达到两种物料的粘复强度。共挤机与主机工艺参数的设定是保证型材质量和达到稳定生产的重要因素之一，工艺参数的确定需要多次试验调整取得最佳工艺参数（见表一、二、三）。4.2 共挤机的加热筒第一区温度的设定和控制是非常重要的一个环节，经验得出第一区加热温度控制在220225为适宜，若温度偏高容易引起下料口处物料发生轻度粘接而引起堵塞下料口，若温度偏低容易出现熔体流动性欠佳，造成共挤层厚度不稳定。4.3 保证共挤机长时间的连续稳定正常生产，对共挤机加热筒上的水冷却加以控制，通过调整回水口的流量并将回水温度控制在4550，另外，共挤模头与共挤机连接处的过渡套及连接法兰盘要注意温度的保持，由于此处结构方面的原因，易发生物料流动欠佳现象。必要时可在法兰盘连接处增添加热控温装置，均可收到较好效果。 （图一）PMMA与PVC共挤设备配置图1-大料斗 2-KMD-60锥双挤出机 3-共挤膜头 4-冷却水5-小料斗 6-GCE-30T挤出机 7-真空输料管 8-真空输料装置9-烘干装置 10-定型台 11-水平抛光装置 12-侧向抛光装置13-鼓风机 14-水喷头 15-牵引机 16-覆膜装置17-切割据 18-卸料台（图二）挤出机工艺参数表 （表一） 序号型材名称挤出机种类PMMA型号r/min%barbarT1T2T3T4T6T12T501T502T503T504v1v2P1P8T8挤出机真空度180框60锥双螺杆挤出机4600设定170175175170105175205205/20503500.8实际170174174170105175205205/20.250.5662301960.8201设定172177177174110175205205/20503500.8实际171177177174110175205205/20.250.5672321970.8260平开扇中梃58锥双螺杆挤出机4600设定170170165170/17019019020020020214000.8实际170.1170.2165170/17019019020020020.221.2692801960.8201设定170170165165/17519019020020020214000.8实际169.9169.9165165/17519019020020020.221.2662731960.8 挤出下游设备工艺参数表 （表二） 序号型材名称挤出机种类PMMA型号真空度牵引速度水压水温barm/minbarB1B2B3B4B5B6B7B8V3PT180框60锥双螺杆挤出机46000.70.7/0.180.10.120.10.122.331.2172010.70.7/0.180.10.120.10.122.331.217260平开扇中挺58锥双螺杆挤出机46000.50.50.60.180.10.140.140.142.231.5162010.50.50.60.180.10.140.140.142.211.516 共挤机工艺参数表 （表三） 序号型材名称共挤机类型PMMA型号参数参数状态r/min%AT1T2T3D1VPI180框GCE-30T4600设定225238240225实际22323823922531728.3201设定220230238230实际22023023823040748.5260平开扇中梃GCE-30T4600设定225225230240实际22522523024035708.7201设定220230230225实际22022823022541749.2烘干装置保温温度：80烘干装置烘干时间：6小时共挤机冷却水回水温度：45 共挤型材焊接参数表 设备：德国耶鲁公司型号721LTD三位焊机 加工型材名称焊板位置焊板型状焊板尺寸(mm)焊板功率(W)温度状态熔化温度()溶化时间(秒)焊接时间(冷却