塑料异型材挤出生产的工艺过程

塑料异型材挤出生产的工艺过程

一、塑料异型材挤出生产的工艺过程

塑料异型材最终挤出制品生产的一般过程如下：配方设计购料-→主辅料配混(混料机)购料-→挤出加工(挤出机)连续-→冷却定型(模具、定型台)连续-→牵引计长、切割(牵引切割机)连续-→翻料检验、入库贮运-→组装、焊接等(组装、焊接等设备)检验-→贮运最终用户制品在以上生产工艺过程中，塑料异型材挤出生产工艺只包括配方设计、主辅料的配混、挤出加工、冷却定型、牵引计长切割及贴膜打印与翻料过程。挤出生产的异型材最终还需组装、加工、焊接等若干专用工序处理才能作为门窗等最终制品进行应用。因而从异型材的应用角度而言，塑料异型材的挤出生产类似于木制品的半成品材料生产(伐木后对木材的锯解保存处理)。从以上异型材生产工艺的一般要求同样也说明了对异型材生产装备的功能要求和技术路线，即在配方设计(反复实验)和物料配混工序完成后，异型材挤出装备必须连续和全自动的完成上料、塑化、排气、挤出、成型、冷却定型、牵引、计长切割、堆料的全过程。而要连续高效的完成每一步工序并最终生产出合乎标准的异型材，其中涉及的技术关联程度是相当高的，装备技术与加工对象具体工艺要求的科学匹配往往成为目前挤出技术工作中最具体实践意义的工作。与切削加工无机金属材料的机床不同，作为对有机高分子聚合物(塑料异型材)成型加工的异型材装备，其异型材的性能特性和成型精度不仅与装备精度有关，更与加工对象的物性和加工的各种历程(热历程、流变历程、相变历程等)及其匹配程度有关。因此，从装备技术的创新发展和异型材生产工艺的更深入研究两方面的提高将推动异型材挤出技术向更高层次飞跃。

二、塑料异型材挤出技术系统

塑料异型材挤出技术包含三大相互关联密切相关的关键技术系统，即配方(工艺)设计与原料配混技术、挤出设备技术、挤出模具技术。这三大技术系统有机地结合在一起，构成塑料异型材挤出技术的核心。(一)配方(工艺)设计与原料配混技术系统配方(工艺)设计是对最终制品起决定性作用的技术因素之一，配方设计的好坏关系到挤出生产的稳定性及制品是否合格。塑料异型材挤出制品配方(工艺)设计是一门专业技术，可以认为是挤出技术系统中的软件。它遵循PVC塑料配方设计的一般规律，但又有其独特性。聚氯乙烯是一种热敏性塑料，制品的优异性能全靠添加若干助剂如加工助剂、稳定助剂、改性、填充助剂、发泡助剂(仿木型材)等系列助剂的加入来保证，但各类助剂和原料名目繁多、优劣杂陈，如何优选、合理搭配并最终达到配方构成的低成本高性能是配方设计追求的目标。同时，配方与装备性能的适应性及与之相适应的加工工艺的确定(挤出过程中温度、速度、真空度、压力等参数的设定)，更是直接影响制品的品质及生产效率。挤出生产的工艺设计即是为保证配方、挤出设备、挤出模具之间的科学匹配而实现最佳挤出在生产过程中各工艺参数设定的规范要求，在某一具体生产过程中的各技术要素(设备、模具、配方及相关配套条件等)均已确定的条件下，工艺设计往往成为提高制品质量和生产效率的最主要手段。

塑料异型材挤出配方设计一般遵循如下原则：(1)充分了解对异型材性能的要求。充分了解异型材要求的各项性能指标，应以满足用户要求的最高标准为依据；了解型材使用环境如气候、温湿度、风压、噪声及紫外线等具体条件限制、使用目的如是做门窗还是用作架棚等其它用途及使用中可能出现的问题；了解市场信息、消费者兴趣及销售趋势。(2)注意原材料的选择。注意原料的作用、性质和各种助剂配合时的相互影响，发挥原料间的协同作用以获最佳效果，一般用户喜欢属地原料，因而用同样一种设备要生产出相同性能的型材因原料质量的差异，配方设计很不相同；注意原料质量及检验；注意相关原料用量与异型材性能、挤出工艺之间的联系；注意原料价格，保持原料供货渠道稳定，降低成本。

(3)对挤出设备和生产条件深入了解注意物料在挤出设备中受热行为的全过程研究；注意物料在挤出设备中的停留时间的影响；弄清机头、模具的结构特点与物料流变行为的关系。

在此基础上才能把握配方设计的精髓从而为科学有效的调整配方提供实践指导和理论依据。

配方设计是一个反复实践和认识的过程，它是一门实践性较强的科学和更注重理论与实践相结合的经验积累，但也遵循其独有的客观规律。型材配方设计中以稳定剂系列不同派生出的铅盐、有机锡、稀土等系列配方各有其特点，目前以国产主原料(树脂)为配方基础的高性价比塑料异型材配方已经批量应用并开始创造较好的经济效益。

目前配方中树脂和各种助剂的用量经常用重量百分数表示，一般以树脂为100(重量份)份，其他助剂为树脂重量的百分之几来表示。

在配方设计完毕后，按照配方要求进行物料配混也是最重要的一步工序。不同配方对混料有不同的工艺要求，主要是加料顺序、热混温度、冷混(出料)温度等要求不一样，塑料异型材加工对混料的均匀性有极高要求，越均匀越好。这种要求是由挤出加工装备的特性所决定的。正如我们所了解的，用于塑料异型材挤出的异向旋转啮合双螺杆挤出机的正位移输送(泵送)作用远远大于其对物料的混合炼作用，物料在这种挤出加工过程中的混合混炼效应比之同向平行双螺杆挤出小得多，因而要求得完美的制品质量而达到配方中各组分尽量均匀混合的主要任务不是由挤出机承担，而是由挤出之前的混料工序完成。因此，混料工艺的设计及混料效果直接影响异型材的最终质量。关于混料的工艺设计有若干精辟的专业论述，在此不多述及。但应注意混料的最终效果是与混料设备的技术水平密切相关的。目前对此有充分认识的异型材挤出生产者一般选用冷热混一体式无转序的全自动混料设备，优点是物料热混后直接转入冷混不易在转序时吸潮并可保持环境清洁和提高生产效率。而混料设备的叶片结构设计对混料的质量和效率有重要影响，一般以高置式叶片结构设计为主的高强度混料机可完全靠物料的自摩擦达到设定的混料温度并达到最大限度的物料微观均匀性混合，比之流行的低置式叶片结构设计靠辅助加热实现混料温度的混料机可达到更高的混合质量。对大型塑料异型材制品厂家而言，配备全自动配混的大型配混料系统对保证混料质量和降低生产成本是有实际意义的。

(二)挤出装备技术系统挤出加工技术是塑料加工技术的一大分支，在塑料加工技术领域占有重要地位，主要是由于用挤出加工方法生产的塑料制品产量在塑料成型制品中居于首位之故。挤出设备和模具可认为是挤出技术系统中的硬件，其性能优劣对挤出制品的质量和效率影响是不言而喻的。塑料异型材挤出设备随着我国装备技术水平的进步，已从初期的单螺杆挤出发展到目前的双螺杆挤出，而且目前大都用锥形双螺杆挤出生产。对塑料异型材挤出生产而言，从技术先进性、制品质量和生产效率方面比较，单螺杆挤出存在比功率大、比流量小、制品质量不稳定等弊端，因而目前国内外均采用异向平行或锥形双螺杆挤出设备进行塑料异型材挤出生产。塑料异型材的挤出设备技术是一个十分复杂的技术系统，该设备一般成线配套、全自动连续化生产，其满足的生产工艺过程一般包括自动上料、定量加料、自动控温、无级调速、合格塑化、稳定挤出、定型冷却、牵引定长切割、自动翻料等，另外还附加自动吹风除水、自动贴膜、自动远红外校直、型材表面打印、自动吸屑等功能。这样一条用于塑料异型材挤出生产的生产线一般包括自动上料机、异向双螺杆挤出机、冷却定型台、牵引切割机、自动翻料架、自动吸屑机等单机，各单机必须满足挤出生产的工艺要求并能完美结合才能形成一条高产高效的挤出生产线。在塑料异型材挤出生产线中，依挤出制品的规格、用途不同派生出苦干型号。有专用于生产主型材的大规格塑料异型材生产线(如SY240系列)，用于生产辅助型材的小异型材生产线(如SY120系列)等。目前国产异型材生产线技术水平已开始接近国外同类设备先进水平，并且已成系列化，主辅型材生产线配套十分齐全，价格仅为国外进口设备的五分之一。在异型材挤出生产线中，其关键技术是双螺杆挤出机的挤出系统设计的先进性和制造质量的稳定性；定型台的定型冷却能力匹配及其调节的可靠稳定性；牵引切割机的牵引力匹配与牵引稳定性，以及跟踪切割水平的匹配；翻料架的定长翻板的可靠性，还有整条生产线的电控系统包括调速控制、温度控制、压力控制、同