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        管材擠出機
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        PVC木塑發泡制品生產技術精華淺談

        2021-06-24 16:07:56

            什么是木塑?

            木塑,即木塑復合材料,是國內外近年蓬勃興起的一類新型復合材料,指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等,代替通常的樹脂膠粘劑,與超過 35%-70%以上的木粉、稻殼、秸稈等廢植物纖維混合成新的木質材料,再經擠壓、模壓、注塑成型等塑料加工工藝,生產出的板材或型材。

            目前主要用于建材、家具、物流包裝等行業。將塑料和木質粉料按一定比例混合后經熱擠壓成型的板材,稱之為擠壓木塑復合板材。

            PVC木塑優點:

            1)PVC木塑產品可以用新料,也可以用舊料做(而PE用新料做則成本太高,產品沒有辦法走進市場),改性也較容易,補充的量看產質量量而定;

            2)PVC可以做成低發泡的木塑產品,這樣成本更低,認為合適可使用共擠形式(雙料兒多料共擠或鋼塑共擠),強度和木紋感都不錯;

            3)PVC可以二次加工、多樣外表紋飾或油漆涵蓋UV漆,產品好看且色牢度好;

            4)PVC木塑制品的防水防腐性也一樣優良。

            PVC木塑應用

            木塑室內門、踢腳線、整體櫥柜、衣柜、外墻掛板、天花吊頂、裝飾墻板、戶外地板、護欄立柱、塑鋼涼亭、園林護欄、陽臺護欄、圍圃柵欄、休閑長椅、樹池、花架、花箱空調架、空調護罩、百葉窗、路面標示牌、運輸托盤、等等。

            木塑標準

            GB/T 24137-2009《木塑裝飾板》

            GB/T 24508-2009《木塑地板》

            LY/T 1613-2004 《擠壓木塑復合材》

            一、PVC木塑生產工藝        

            PVC樹脂加木粉、碳酸鈣、助劑經高速混合機混到所需溫度根據填充量溫度一般在115℃-125℃,再冷混到50-40度左右放料自然冷卻后使用:

            1、 直接用混好的粉料經錐雙擠出機擠出產品這就是一步法。一步法生產優點是不用制粒,節省了制粒設備投資和水電、人工、設備的維護成本,降低物料損耗。但制品質量和外觀不如二步法。特別是生態木是仿木材用于室內外裝修需有同木材一樣的木紋那一步法就難了(一步法也可產生木紋如密度做到1.0或1.2以上,但增加成本)。

            2, 冷卻好的粉料用錐雙制粒再用單螺桿擠出即二步法生產。優缺點與上面相反。生態木采用二步法生產較理想。


            二、成型工藝及設備

            良好的加工工藝和設備應保證物料和發泡劑混合均勻,并保持足夠高的、穩定的機頭壓力,使口模壓力足夠大和壓力降足夠快,以獲得形態良好的泡孔。

            1.混料和喂料

            原料的生產工藝:

            木纖維是吸水性較強的材料一般含水量在15%左右甚至更高,無機填料也達到5%左右,而水含量的高低是影響塑料特別是木塑生產穩定性和制品質量的天敵,如影響發泡倍率,制品的吸水率,制品的變形,制品的耐候性和其他物理性能。所以水分蕞好控制在1%以內。

            控制好合理水分的纖維和填料-----加入高混機里-----混到100度-----加入適量的偶聯劑----混到110-115度----關掉馬達不動時打開混合機大蓋2-3分鐘-----加入PVC,穩定劑-----混到80度-----加潤滑劑及其他助劑-----100度加加工助劑,發泡劑------120-125卸粉-----粉卸完后馬達停止了再打開大蓋2-3分鐘后再混下一手料(蕞好混五手料清理一次混合機)-----粉在泠拌桶令卻到40度就可造?;蚣尤腚p螺桿生產(泠拌桶務必有循環泠卻水)。在混料是必須注意觀察溫度和時間如一般泠鍋混一手料在20-25分鐘左右,熱鍋在12-15分鐘左右(溫度設定125度左右),如果時間有相差3分鐘或更長那可能是感溫線有問題或溫控不準,或混合機牛角刀磨損嚴重。這樣會影響發泡倍率的穩定,顏色。

            造粒時常要注意各溫控溫度是否準確,風機是否正常運轉,電流的大小,粒子的粒徑,表面,長度是否粘料,下料是否穩定,千萬不能斷料的情況發生。

            混料工藝通過影響不同組分之間的接觸與反應影響各組分的分散,進而影響材料性能?;炝蠒r,應該選擇合適的加料順序、加料溫度、加料時間。由于木粉粉料蓬松,加料過程中容易出現“架橋”和“抱桿”現象。加料不穩定會使擠出波動,造成擠出質量降低,因此必須對加料方式和加料量作嚴格的控制,一般采用強制加料裝置或饑餓喂料,以保證擠出的穩定。PVC/木粉復合材料擠出發泡成型一般分兩步法和一步法兩種工藝路線:兩步法即先造粒后成型;一步法即省去造粒工序,采用表面改性后的木粉與PVC 粉經高速混合后直接加料擠出。研究表明:母粒法(兩步法)有利于提高PVC/木塑的力學性能。

            2.成型溫度

            擠出工藝:

            主要注意以下幾方面

            a,擠出機各段溫度的設定,關鍵是壓縮段,計量段,模具。各溫控的準確性如溫控不準影響到發泡倍率和顏色。發泡主要是壓縮段和計量段溫度的設定,成型主要是模具溫度。

            b,各段風機的正常運轉。

            c,主機電流的大小和穩定性。如主機電流波動較大說明滑劑.加工助劑.纖維與PVC各組分之間分散不是很均勻。

            d,主機速度務必保持一樣,因速度的快慢會影響到發泡倍率及顏色。

            設定擠出成型溫度應考慮到物料在擠出機機筒內的物理作用和化學反應。加料段溫度既要保證物料能夠快速熔融,阻止分解氣體的逃逸,又要防止發泡劑提前分解;壓縮段和計量段溫度設定則需要考慮到化學發泡劑分解溫度和分解速率,木粉燒焦和PVC分解等因素;機頭溫度應使熔體保持良好流動性的同時,具有足夠的熔體黏度,以維持機頭內的熔體處于高壓下,使之在機頭內不發泡。姚祝平認為在充分塑化的條件下,應采用低溫擠出。螺桿和成型模具等設備也應具有低溫擠出特性,以保證泡孔有良好的形態和較小的直徑。加料段溫度應控制在165℃以下,壓縮段和均化段在160~180℃之間,機頭和口模設在160℃以下。

            3.螺桿轉速

            螺桿轉速對擠出發泡的影響主要體現在以下幾個方面:一是影響擠出壓力,轉速越高,擠出機內壓力越大,從而越有利于成核,成核的泡孔數目也越多,發泡率也就越高。但壓力過高時成核的泡孔生長受到抑制,影響泡孔的充分生長;二是螺桿轉速越高,剪切作用越強,剪切作用過強時容易使泡孔合并或破裂,影響發泡體質量和低密度泡沫塑料的形成;三是螺桿轉速過高或過低,使停留時間過短或過長,容易發生提前發泡或發泡劑分解不充分等現象,不利于形成均勻細密的泡孔結構。因此在其它影響因素不變的情況下,螺桿轉速存在一個蕞佳值,一般在12~18r/min 之間。

            4.擠出壓力

            擠出壓力不足會造成制品表面粗糙、強度低,而較高的擠出壓力不僅能控制機頭內的含氣熔體不提前發泡,而且使機頭口模內外壓差大,從而使壓降速率高,有利于氣泡成核,成核的氣泡數量增多,發泡率也隨之增大,有利于得到均勻細密的泡孔結構。但擠出壓力過高對泡孔的生長不利。要得到適宜的機頭壓力,可以通過調節螺桿轉速、機頭溫度及口模形狀來實現。

            5.成型設備

            單螺桿擠出機主要靠摩擦輸送物料,混煉效果差,木粉在機筒中停留時間長,易燒焦,因此,在PVC/木塑復合材料擠出中受到較大的限制。為了提高PVC/木塑的混合效果,用于PVC/木塑加工的單螺桿應該設混煉區,或者先造粒,然后用粒料擠出成型,但這個過程消耗了助劑,降低了PVC性能。

            6、問題解決對策

            二、PVC木塑產品存在的不足             

            A變色問題

            導致變色的原因很多如:紫外線、溫度、濕度、空氣和產品所處環境的酸堿度等。

            如何防止產品變色:

            a色粉選色牢度、抗遷移性、耐高溫、耐熱性好的色粉。

            b選不易析出的潤滑劑。

            c加抗氧劑,紫外線吸收劑來提高制品的耐候性。

            d滿足加工要求盡可能降低加工溫度。

            e產品表面噴涂耐候性好的耐候漆。

            f共擠耐候性好的材料。

            B變形問題

            變形主要是產品的維卡低熱變形差,要提高抗熱變形主要從以下幾方面入手:

            a盡可能不加或少加影響材料變形的助劑如低熔點的潤滑劑、CPE、DOP、環氧大豆油等。

            b合理的潤滑體系和用量.

            c合理的生產工藝如生產速度,冷卻水溫。

            d降低制品內應力。

           e模具的合理設計。

            F半成品的擺放和儲存。

            g填充的種類及用量的合理搭配以便提高木塑的相關機械性能如沖擊強度,抗彎強度、模量等。

            C阻燃問題

            木塑的材料組成就具有阻燃性能。關鍵是要提高其氧指數和降低燃燒時的發煙量??梢蕴畛渥枞紕?,增塑劑使用氯化石蠟。

            三、參考配方



            四、木塑復合材料有關產品的18個問與答

            1 .什么是木塑?木塑用于什么場合?

            木塑是利用塑料和木纖維按照一定的比例經過擠出而成型的一種建材。由于兼具塑料的耐水防腐和木材的質感兩種特性,使得它成為戶外建材(地板、柵欄、椅凳或水岸景觀等)的shou選材料。  

            2 .木塑有哪些顏色可供選擇,是否需要油漆?

            和木材不同,木塑不需要油漆就可以具備多種可供選擇的顏色 ( 有時顏色的不同會影響價格 ) 。并且由于木塑的特殊成型工藝,使得它不存在掉色問題。

            3 .木塑會褪色嗎?

            是的。暴露在陽光和潮濕環境中的塑木在 10~12 周后會有輕微的褪色。

            4 .木塑是否比木材更易燃燒?

            木塑型材是 C 級建筑材料,燃燒情況與木材相似。經過燃燒特性實驗,木塑并不比木材更易燃燒。木塑的燃燒溫度需要達到86度。

            5 .在出口時需要檢疫嗎?需要熏蒸嗎?需要特殊的證明文件嗎?

            不需要,與天然木材不同,由于木塑的特殊工藝和配方,出口時屬于免熏蒸產品,不需要任何特殊的證明文件。

            6 .木塑是用回收材料做成的嗎?

            是的。木塑是使用回收塑料及廢舊木屑或稻糠等天然植物纖維作為原料加工而成。

            7 .木塑和塑膠木的區別在哪里?

            與塑膠木(塑膠木采用 100 %的塑料制成)所不同的是,木塑是由塑料和木屑按照近似于 1 :1 的比例制成的。正因為有了天然纖維的成份,木塑有著更好的抗 UV 性能和更低的熱脹冷縮性能,并且像木材一樣易于加工。

            8 .木塑型材的使用壽命如何?

            據國外資料介紹,在正常使用條件下木塑的壽命可達 25 年。

            9 .木塑在戶外的使用壽命有多長?

            木塑被大量應用于戶外,而且大部分被用于人流密集的公共場所,時刻接受人流和環境的考驗,在這種高密度場合,木塑的壽命能達到 5 年, 當用于私人場所或人流量較少的地區時,木塑的壽命可長達 10 年。

            10 .木塑是一種環保材料嗎?如何處理廢棄的木塑型材?廢棄的木塑是否會對環境造成污染?

            木塑的環保意義是多重的,一方面消耗了會對環境造成污染的廢舊塑料和木粉,另一方面由于可以有效地取代木材在戶外的使用,從而大量地節約寶貴的自然資源。由于不含任何有毒成分,因此可以和其它普通的建筑廢料做同樣處理,不會對環境造成任何污染??梢曰厥赵倮?。

            11 .和一般木材相比,木塑的重量如何?

            較一般木材而言,木塑的比重要大得多,通常在 1.1 以上,而一般木材比重為 0.4~0.7, 即使是比重較大的硬木,比重也只在 1.0 左右。所以同體積下木塑要重得多。 

            12 .木塑如何加工,是否需要特殊工具?

            木塑在加工上與木材一樣簡單易行,在某些方面甚至更容易一些。只需要用普通的木加工工具就可以對木塑進行切割、鉆孔等處理。

            13 .什么類型的螺釘適合用于木塑型材?

            建議使用不銹鋼、熱鍍鋅等高質量的螺釘,尤其推薦使用帶螺紋的螺釘,這樣有助于增加螺釘的握釘力。

            14 .木塑型材可以用來做結構件嗎?

            不可以。普通的木塑型材雖然有很高的強度和韌性,但是還不具備象木材一樣的剛性,因此不能作為結構件。但是經過改性的玻纖增強型木塑具有很高的剛性,可以用于結構件。

            15 .木塑的吸水率高嗎?

            由于在木纖維等天然纖維周圍包裹了一層塑料層,木塑的吸水率非常低。很適合用于水岸景觀。

            16 .低溫天氣會對木塑有影響嗎?

            木塑即使在低溫天氣下仍然表現良好,然而,因為木塑的成分中塑料占了 50 %以上,所以在極低溫的天氣里會因為變硬而較難打孔,這種情況下我們推薦預先鉆孔。

            17 .炎熱的氣候會對木塑有影響嗎?

            適當的跨距和頭到頭、邊到邊的空隙就是為了抵消高溫對木塑造成的影響。當溫度升高時,木塑的韌性會增強,并且會有輕微的膨脹。安裝前請咨詢銷售人員。

            18 .如何保養、維護木塑?

            即使是在戶外風吹日曬,木塑也不會腐爛、碎裂或者產生裂紋,除此之外還具備抗紫外線能力,是免維護保養的。


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