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ASA-PVC共擠木塑工藝流程解析
  瀏覽次數(shù):5548  發(fā)布時(shí)間:2017年11月03日 15:12:47
[導(dǎo)讀] 作為一種能節(jié)材代木的新材料,經(jīng)過十幾年的自主發(fā)展,木塑復(fù)合材料已逐步發(fā)展成為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。近年來,國內(nèi)企業(yè)加快木塑復(fù)合材料在室內(nèi)裝飾、家具等領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā),并取得了良好成果。筆者根據(jù)過往的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際生產(chǎn)中的一些心得,就ASA-PVC共擠木塑工藝作了分享,供讀者了解。
作為一種能節(jié)材代木的新材料,經(jīng)過十幾年的自主發(fā)展,木塑復(fù)合材料已逐步發(fā)展成為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。近年來,國內(nèi)企業(yè)加快木塑復(fù)合材料在室內(nèi)裝飾、家具等領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā),并取得了良好成果。筆者根據(jù)過往的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際生產(chǎn)中的一些心得,就ASA-PVC共擠木塑工藝作了分享,供讀者了解。
 

 ASA-PVC共擠木塑產(chǎn)品
 
一、ASA-PVC共擠木塑簡介
 
ASA-PVC共擠木塑是由2臺(tái)擠出機(jī)分別擠出 PVC木塑基材和ASA共擠包覆料,然后通過共擠復(fù)合模頭,使ASA包覆層隨基材擠出時(shí)附著在基材表面,以達(dá)到包覆基材的目的。由于包覆層使用的原料不同,共擠包覆性能也有所差別,目前共擠包覆層材料主要有 PMMA、PVC和ASA,其包覆共擠方式如下:
 
1.PMMA-PVC彩色共擠:指在型材的室外側(cè)共擠一層PMMA包覆層。PMMA是優(yōu)秀的耐候性材料,而且色彩鮮艷豐富、裝飾性好、熱穩(wěn)定性優(yōu)良、表面光亮。但PMMA性脆,磕碰或鋸切時(shí)切口易造成大塊裂紋和崩角,這種包覆材料的落錘沖擊性能較低。
 2.PVC-PVC包覆共擠:指用 PVC材料干混料制成顆粒料進(jìn)行表層共擠,這種材料由于 PVC層的耐老化性能較差,較易變色;但經(jīng)改性后的PVC-PVC共擠包覆層也能有良好的耐老化及耐候性。
 3.ASA-PVC共擠:指ASA包覆料和 PVC干混料,經(jīng)獨(dú)立的流道在離開口模前匯合,ASA熔體以極薄的厚度與 PVC熔體大面積復(fù)合,并一起被擠出模外,再經(jīng)定型模及水箱冷卻定型;經(jīng)拋光、牽引后貼保護(hù)膜,最后鋸切成規(guī)定長度。
 
二、ASA的結(jié)構(gòu)及性能
 
ASA指丙烯腈(A)、苯乙烯(S)和丙烯酸酯(A)的三元共聚物,其結(jié)構(gòu)式為:
-[-CH2-CH(C5H5)-CH2-CH(CN)-]n-  或者
-[-CH2-CH(C5H5)-CH(CN)-CH2-]n-
ASA的性能特點(diǎn)可以歸納如下:
1.ASA屬無定型三元共聚物,為飽和主鏈結(jié)構(gòu),不含雙鍵,因此對(duì)紫外線的耐受能力很強(qiáng)。大分子鏈中的羰基和腈基具備較強(qiáng)的耐紫外線能力,而苯環(huán)是典型的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),很難發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。因此,ASA具有極強(qiáng)的耐紫外線能力,顏色穩(wěn)定、耐候性優(yōu)。
2.由于 ASA結(jié)構(gòu)中引入了丙烯酸酯橡膠,使其共聚物具有極好的抗沖擊性,尤其是低溫抗沖擊性能優(yōu)良。
3.由于ASA結(jié)構(gòu)中含有腈基,因此具有極強(qiáng)的耐化學(xué)腐蝕性。
4.ASA與PVC的溶解度參數(shù)十分接近,兩者具有很好的相溶性,流變性能、熱膨脹系數(shù)更加接近。
5.ASA在加工過程中熱穩(wěn)定性好,熱變形溫度可達(dá)92℃,共擠型材與PVC型材焊角強(qiáng)度基本相同。

三、共擠設(shè)備的配置及要求
1.共擠設(shè)備
共擠機(jī)是復(fù)合共擠的主要設(shè)備,一般選用單螺桿擠出機(jī)。由于型材截面的復(fù)雜性和多樣性,共擠面可能出現(xiàn)在上下左右四個(gè)方向,所以要求共擠機(jī)在各個(gè)方向均能靈活調(diào)節(jié),一般選用45/25單螺桿擠出機(jī)。
2.共擠模具
設(shè)計(jì)共擠模具時(shí)必須使基材與共擠層在定型段具有相同的流速,同時(shí)具有一定的壓縮比,以保證共擠異型材擠出時(shí)粘接良好,共擠層厚度均勻。在國內(nèi),ASA共擠模具的設(shè)計(jì)制造僅根據(jù)以往制作其它共擠型材模具的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。
3.共擠配件
與其他包覆材料相比,ASA共擠木塑的生產(chǎn)有許多不同之處,包括模具與共擠機(jī)的連接、共擠料的進(jìn)料方式等。采用的方式不同,產(chǎn)品質(zhì)量也不盡相同。另外,由于ASA包覆共擠料較軟,故在共擠生產(chǎn)中,表面容易出現(xiàn)劃痕等質(zhì)量缺陷,表面光澤較難控制,因此增加增光/拋光設(shè)備十分必要。
增光設(shè)備有幾種形式:一是在口模成型處加裝加熱設(shè)備,增加ASA成型面的溫度,提高共擠面的光澤和質(zhì)量;二是在冷卻定型后加裝拋光設(shè)備,ASA表面進(jìn)行拋光,使其表面質(zhì)量均勻,光澤一致。一般增光設(shè)備有如下幾種:
(1)加熱棒:在擠出M模的模板上沿共擠面加裝一根電熱絲,對(duì)剛出共擠面的ASA料進(jìn)行加熱,提高ASA的光澤。
(2)熱風(fēng):緊貼擠出口模板,用熱風(fēng)對(duì)ASA表面進(jìn)行加熱,增加表面光澤。通過調(diào)節(jié)熱風(fēng)量來控制表面的光澤度。
(3)拋光:在型材冷卻定型后加裝拋光設(shè)備對(duì)ASA表面進(jìn)行拋光,以使 ASA表面質(zhì)量均勻,光澤一致。
4.共擠連接件
共擠連接件是共擠模具與共擠機(jī)相連的部件,基本上按照模具接口的設(shè)計(jì)思路來設(shè)計(jì),但是在使用中發(fā)現(xiàn),有些連接件使用不便,拆卸困難,有些物料在里面料流不暢,還有的共擠連接件上無法加熱,流道過長,物料在里邊已經(jīng)冷卻,不利于ASA料的成型和共擠面的表面光潔度。因此,在共擠連接件的設(shè)計(jì)中要注意以下事項(xiàng):流道要盡量短,內(nèi)壁光滑平整;拆卸方便,利于操作;要配有加熱圈,溫度可控。
5.共擠進(jìn)料方式
共擠料進(jìn)料方式因廠家設(shè)計(jì)而異,在模具設(shè)計(jì)時(shí)要優(yōu)先考慮共擠面,盡量將共擠面設(shè)計(jì)在上面,以便于觀察共擠面的表面狀況。一般情況下,共擠面在型材上面的,采用上進(jìn)料方式;共擠面在側(cè)面或下面的,采用側(cè)面進(jìn)料方式。側(cè)面進(jìn)料要選擇在操作者對(duì)面進(jìn)料,否則不易操作,共擠連接件可根據(jù)不同方向分類加工,上面進(jìn)料的可以采用一種共擠連接件,側(cè)面進(jìn)料的則采用另一種共擠連接件。
6.共擠模具調(diào)試
ASA共擠模具的調(diào)試要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的不同而采用不同的方法,有些是先調(diào)主料,后調(diào)ASA包覆料;而有些必須同時(shí)調(diào),這與共擠模具的機(jī)頭設(shè)計(jì)有關(guān)。
(1)先調(diào)主料,后調(diào)ASA包覆料:在模具初調(diào)試時(shí),不加包覆料,只調(diào)主料型材,待斷面尺寸基本符合要求,再加上ASA包覆料,調(diào)整共擠層的厚度及均勻度并調(diào)試到位。
(2)主料和包覆料同時(shí)調(diào):這種模具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是ASA料有獨(dú)立的流道,ASA料與主料不同時(shí)加入的話,主料會(huì)從復(fù)合層供料腔中倒流,調(diào)試時(shí),當(dāng)先開共擠機(jī),應(yīng)將ASA料充滿流道后再擠出主料;或同時(shí)擠出,然后調(diào)整主料擠出系統(tǒng),經(jīng)模具修整使主料出料均勻,斷面尺寸良好再調(diào)整ASA包覆料,經(jīng)修理共擠流道,使共擠層均勻一致。最后,通過調(diào)整共擠工藝參數(shù),使共擠層厚度達(dá)到質(zhì)量要求。
 
四、工藝流程及工藝要點(diǎn)
1.共擠工藝流程圖:
2.工藝要點(diǎn)
2.1原材料的處理
PVC木塑料是由 PVC樹脂、木粉、穩(wěn)定劑、潤滑劑、填充劑、改性劑等混合而成,與一般 PVC的混料工藝相同。ASA料加工前要進(jìn)行烘干處理,以防表面出現(xiàn)麻點(diǎn)、不光等缺陷,烘干條件為:85℃-95℃、3-6小時(shí)。
2.2工藝條件
(1)共擠機(jī)
(2)主擠出機(jī)

 
五、生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題
1.原料的處理
ASA料必須經(jīng)烘干處理,首次烘干時(shí)間要稍長些,不低于4小時(shí)。烘干溫度的選擇要根據(jù)具體情況而定,溫度高,時(shí)間可短些;溫度低,時(shí)間可適當(dāng)延長,但最長不能超過24小時(shí)。
2.表面劃痕的處理
產(chǎn)品脫模后,ASA表面并沒有劃痕,十分光滑、均勻;而經(jīng)過冷卻定型后,表面就出現(xiàn)粉狀的物質(zhì);完全冷卻后,表面會(huì)出現(xiàn)明顯的劃痕。對(duì)此,必須保障定型模內(nèi)較光滑,沒有直角過渡接縫,劃痕較少;定型模越短,表面劃痕越少,2段定型模生產(chǎn)的產(chǎn)品較4段定型模生產(chǎn)的產(chǎn)品劃痕要少;將4段定型模的后 3段進(jìn)行適當(dāng)處理,生產(chǎn)的產(chǎn)品幾乎沒有劃痕,表面狀況大為改觀。
3.共擠層厚度的控制
ASA共擠層的厚度與ASA包覆層的耐候性、遮蓋率以及加工性能相關(guān),生產(chǎn)上通過控制共擠機(jī)的擠出量來控制共擠層的厚度。ASA具有極強(qiáng)的耐候性,且與PVC有很好的相溶性,二者結(jié)合非常牢固。因此,一般ASA共擠層厚度達(dá)到0.2-0.3mm就可滿足質(zhì)量要求。厚度太薄,有些較淺的顏色會(huì)出現(xiàn)露白現(xiàn)象;厚度過厚,生產(chǎn)的型材有時(shí)會(huì)出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象,因此控制好共擠層的厚度對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量是十分重要的。
 
六 、結(jié)語
隨著全球的森林資源日趨枯竭、國民環(huán)保意識(shí)日益高漲,木塑產(chǎn)業(yè)得到了良好的發(fā)展,同時(shí)ASA-PVC共擠木塑也被廣泛應(yīng)用于園林、運(yùn)輸、建筑、家裝、車船內(nèi)飾等領(lǐng)域。如何進(jìn)一步促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、提升工藝技術(shù),為人們提供更優(yōu)良的木塑產(chǎn)品,這些都是身為木塑人應(yīng)仔細(xì)考量的問題。筆者認(rèn)為,ASA-PVC共擠木塑中的具體技術(shù)問題,如原料選型、工藝要點(diǎn)、設(shè)備配置、模具設(shè)計(jì)等技術(shù)難題,都有待大家共同努力解決。(文章來源于網(wǎng)絡(luò))