異型材行業(yè)相信大家都不陌生，咱們平時(shí)用的一些塑鋼門窗等都是異型材，那么如何使PVC-U看著光亮順滑，感官很好是我們?cè)S多生產(chǎn)廠家的追求的，下面青島賽諾新材聚乙烯蠟小編針對(duì)PVC-U異型材如何提升表面光亮度進(jìn)行闡述，希望對(duì)大家有所幫助。

        隨著塑鋼門窗在我國(guó)的大力推廣應(yīng)用, 帶動(dòng)了異型材行業(yè)的蓬勃發(fā)展。與此同時(shí), 隨著人們對(duì)塑鋼門窗認(rèn) 識(shí)的不斷加深, 更多的用戶在選擇產(chǎn)品時(shí)已不僅僅局限于能滿足使用要求, 對(duì) 產(chǎn)品的外觀及表面質(zhì)量的要 求也變得越來越高。作為影響制品外 觀質(zhì)量之一的表面光亮度 已成了評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量及檔次的一個(gè)重要指標(biāo)。特別是隨著近幾年來高速擠出的發(fā)展, 制品表 面光亮度已越來越成為產(chǎn)品外觀質(zhì)量的一個(gè)重要制約因 素。而由于制品光亮度受生產(chǎn)過程中 中配方、原料、模具、工藝等多方面的影響,因而要想獲得較好的制 品表面光亮度, 必須綜 合各制約因素的影響; 通過各方面的合理控制及保證,才能使制品表面具有較高的光亮度。

一、制品表面光亮度的影響因素

1、配方及原材料

        合理的配方是保證聚氯乙烯加工性能獲得質(zhì)量?jī)?yōu)異異型材的前提。 由于 PVC 樹脂性能較差, 加工范圍較窄, 成型條件極為苛刻,因而在配方中加入不同用量的穩(wěn)定劑、改性劑、潤(rùn)滑劑 、填充劑等助劑,使其性能適 應(yīng)加工及使用條件。 而各種助劑的選用及含量, 不僅關(guān)系到物 料的加工性能及物化性能,而且最終對(duì)產(chǎn)品 的外觀質(zhì)量保證有著極為重要的影響。 比如, 穩(wěn) 定劑能提高聚氯乙烯加工的熱穩(wěn)定性,如果其在配方中的 用量偏少就可能導(dǎo)致 PVC 加工過程 中受熱分解,從而使制品表面呈現(xiàn) (淺 ) 黃色,影響制品的表面光亮度。 配方中的加工改性劑 促進(jìn)物料塑化、改善加工流動(dòng)性的作用,如果其用量較低,物料的加工流動(dòng)性變差, 易產(chǎn)生 塑化不良而使制品表面粗糙、無光澤,降低了制品表面的光亮度。而配方中的潤(rùn)滑劑的選擇 和配 比特別是外潤(rùn)滑的用量對(duì)制品的外觀影響更為明顯, 由于與 PVC 的相容性較差, 用量過 多不僅會(huì)在制品表 面產(chǎn)生析出使表面變得粗糙出現(xiàn)條紋或云紋, 而且過多的析出物粘附在模 具的型腔內(nèi)壁從而會(huì)大大影響了 制品表面的光亮度,這一影響在高速擠出生產(chǎn)時(shí)表現(xiàn)得尤為 明顯;而潤(rùn)滑劑的用量不夠物料流動(dòng)性變差、 塑化不良,同樣也會(huì)使制品表面光亮度下降。 另外,某些廠家為提高型材表面的光亮度,還在配方中加入 少量的熒光增白劑, 但由于熒光 增白劑的分子結(jié)構(gòu)所限, 其在后期使用過程中一般會(huì)加速型材的老化, 因此賽諾新材聚乙烯蠟小編認(rèn)為不適合推廣。

PVC-U異型材

        原材料對(duì)制品外觀質(zhì)量的影響亦不容忽視。制品表面出現(xiàn)的某些缺陷都會(huì)不同程度地影響到 表面光亮度, 而這些缺陷的產(chǎn)生往往與原料的質(zhì)量有關(guān)。 如 PVC 的水分及揮發(fā)分的含量超標(biāo) , 就往往導(dǎo)致物料在加工過 程產(chǎn)生過多的氣體不能完全排除而產(chǎn)生氣泡,影響了制品表面的 光澤性;填充劑 CaCO 3的表面一般要 經(jīng)過活性處理,以增加與聚合物的親合力,但如果其 粒 徑過大,活化度不夠,在制品表面分散不均勻, 則同樣會(huì)使制品光澤性下降;配方中加人的 抗沖改性劑 CPE 的殘留結(jié)晶度超過 5%-10%時(shí),則可能在加工 過程中難以塑化而在制品表面上 形成麻點(diǎn),這都會(huì)使制品表面光亮度受到一定的影響。

PE蠟的用量對(duì)型材表面光亮度的影響
　　聚乙烯蠟，簡(jiǎn)稱PE蠟，是一種較為常見的外潤(rùn)滑劑。加工過程中，在壓力作用下，很容易從混合物料中擠出，移析到表面，PE 分子取向排列，極性基團(tuán)向著金屬表面，通過物理吸附和化學(xué)鍵，形成一個(gè)潤(rùn)滑劑分子層，因此，它可以減少聚合物和設(shè)備表面的摩擦力，提高型材表面光亮度。
　　表2　PE蠟的用量對(duì)型材表面光亮度的影響

從表2 可看出，當(dāng)PE 蠟用量為0.2 份時(shí)，型材性能檢測(cè)合格，但表面光亮度較差。而當(dāng)將其用量加大到0.4 份時(shí)，型材擠出塑化良好，性能檢測(cè)合格，表面較光亮。但當(dāng)將其用量繼續(xù)增加到0.6 份時(shí)，型材擠出困難，物料塑化不良，性能檢測(cè)不合格。這是因?yàn)闈?rùn)滑劑加入過多，形成一層隔離膜，混合物料和設(shè)備之間會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，物料得不到塑化應(yīng)有的剪切應(yīng)力，不能良好地塑化，因此型材性能檢測(cè)不合格，表面光亮度反而下降。因此，合理的潤(rùn)滑劑用量是保證型材性能和表面光亮度的關(guān)鍵。

ACR的用量對(duì)型材表面光亮度的影響
　　ACR 做為一種加工助劑可改善硬質(zhì)PVC 的成型加工性能。它的加入可提高樹脂與機(jī)械之間的摩擦系數(shù)，使硬質(zhì)PVC 由滑壁體轉(zhuǎn)變?yōu)檎潮隗w，增加剪切應(yīng)力，物料得到良好塑化，從而才會(huì)有良好的表面光亮度。
　　自表3可看出，當(dāng)配方中ACR 用量為0.5 份時(shí)。型材表面光亮度較差，各項(xiàng)物理性能檢測(cè)也不合格。這是由于ACR用量太少，不能使PVC 很好地轉(zhuǎn)變?yōu)檎潮隗w，物料得不到足夠的剪切應(yīng)力，不能良好塑化，因此，型材物理性能與表面光亮度均較差。而當(dāng)ACR用量力口大后，物料可以得到足夠的剪切應(yīng)力，塑化良好，因此，型材物理性能與表面光亮度均有所提高。但ACR 用量并非越多越好，因?yàn)锳CR 的加入可加速物料塑化過程。若物料塑化過早，在擠出口模之前，將有部分物料分解，這也同樣會(huì)使型材表面光亮度下降。因此，找出合適的ACR 用量，使其與其他助劑相互良好配合，將會(huì)大大改善型材表面及內(nèi)在性能。

表3　ACR的用量對(duì)型材表面光亮度的影響

2、模具設(shè)計(jì)與制造

        模具是制品成型的關(guān)鍵部件,因而模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工精度對(duì)產(chǎn)品的表面光亮度有著直接的的影響。異型材機(jī)頭流道設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則就是要使機(jī)頭各流道部分的截面間隙的料流阻力平衡和流量對(duì)稱, 口模處橫斷面的物料流速一致。 而由于中空異型材的特殊流動(dòng)行為及斷面的復(fù)雜 性, 實(shí)際口模截面各點(diǎn)的流 速很難趨于一致, 內(nèi)筋的流速往往較外壁稍慢, 這種流速的差異加之在定型模冷卻速率的不同就導(dǎo)致了制品對(duì)應(yīng)處往往產(chǎn)生一凹痕, 從而在制品表面上形 成一“暗痕”。 同時(shí), 內(nèi)筋的厚度應(yīng)盡量控制在不超過外壁厚的 2/3,由于內(nèi)筋的冷卻相對(duì)外壁的滯后性而產(chǎn)生一定的后收縮從而會(huì)在制品的表面形成一“收縮 痕”。不管是“暗痕” 還是“收縮痕”,都會(huì)使制品的表面看上去有一條 “不光亮帶”,從而影響了制品表面的光亮度,這一點(diǎn)在高速擠出時(shí)顯得尤為明顯。

2.1模具型腔表面精度

        從口模出來的料坯經(jīng)定型模的冷卻, 吸附成型為具有相應(yīng)形狀和尺寸的制品。 同時(shí)通過定型模的接觸摩擦使制品具有了一定的表面光澤, 因此模具型腔表面的加工精度也決定了制品表面的光亮度。 一般來說, 精加工完的型腔表面都要進(jìn)行衍磨拋光處理, 其表面粗糙度應(yīng)控制在Ra0.2mm 以上。 為進(jìn)一步保證制品的表 面光亮度, 許多模具廠家對(duì)模具的材質(zhì)選擇都 有較高的要求, 并對(duì)模具的型腔進(jìn)行表面電鍍處理, 這一方 面會(huì)相應(yīng)提高制品表面的光亮度 ,另一方面也大大提高了模具的耐磨性,延長(zhǎng)了模具使用壽命。

2.2定型模的水氣路結(jié)構(gòu)

        定型模的水氣路設(shè)計(jì)要充分保證制品的均勻冷卻和吸附。 而正是由于水氣的冷卻和吸附才使制品與定型模型腔發(fā)生了接觸摩擦, 因此制品冷卻得是否充分均勻, 真空吸附力的大小都將便制品與型腔的摩擦力發(fā)生變化,從而導(dǎo)致制品表面光澤性的不一。顯然,制品冷卻得越充分均勻,真空吸附力越大,制品表面光亮度越高。當(dāng)然隨真空吸附力的增大,阻力也會(huì)相應(yīng)增加,這在生產(chǎn)中要適當(dāng)控制。由于型坯剛離開口模時(shí)比較柔韌, 光亮度較高, 為盡可能保留這種較高的光亮度, 應(yīng)使型坯進(jìn)人定型模時(shí)盡快地發(fā)生冷卻、 吸附。 為此現(xiàn)有部分模具廠家在定型模設(shè)計(jì)時(shí),為提高型材使用的可見面亮度,在定型模的人口處預(yù)設(shè)了一寬10mm 的“亮度保持板”,其上設(shè)有單獨(dú)的水氣路。實(shí)踐證明,這對(duì)提高制品表面光亮度有一定的作用。

2.3 定型模 (水箱 ) 應(yīng)變量的設(shè)計(jì)

        為使型腔面與型坯的流動(dòng)變化狀態(tài)相吻合, 保證制品表面的平整度, 模具廠家在設(shè)計(jì)定型模 (水箱 ) 時(shí)一般 在模板上設(shè)有一定的應(yīng)變量, 其應(yīng)變量所對(duì)應(yīng)的圓弧面如何與型坯的實(shí)際流動(dòng)狀態(tài)相一致, 便成為設(shè)計(jì)定型模的關(guān)鍵。圓弧的大小、形狀設(shè)計(jì)的不當(dāng),就會(huì)導(dǎo)致型坯各部分與定型模 (水箱 ) 的接觸摩擦不一樣,從 而使制品接觸摩擦較大處表面亮度較高, 而摩 擦較輕處對(duì)應(yīng)部分就會(huì)發(fā)暗, 嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)表面凹凸不平現(xiàn)象,使制品表面光亮度明暗不 一。

2.4 擠出工藝

        擠出工藝是影響制品塑化的一個(gè)重要因素, 而物料的塑化度又直接影響了制品表面的光亮度。 工藝溫度偏 低,物料塑化不良,制品表面粗糙、發(fā)暗;反之,工藝溫度偏高,物料產(chǎn)生過塑化甚至發(fā)生分解,制品表 面產(chǎn)生無光澤的 (淺 ) 黃色相。 擠出速度及壓力一般受設(shè)備與 模具的影響較大, 不同的擠出速度往往需對(duì)工藝溫度作出相應(yīng)的調(diào)整,否則,速度過慢,物料因在螺筒內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)而發(fā)生分解,同樣會(huì)使制品表面呈現(xiàn)黃色相; 速度過快, 又會(huì)因物料內(nèi)部產(chǎn)生過多的剪切摩擦熱不能及時(shí)排出而使制品表面產(chǎn)生氣泡。 因此在生產(chǎn)過程中, 工藝溫度、 擠出速度及壓力的合理設(shè)置與調(diào)整是保證物料塑化良好,從而獲得質(zhì)量?jī)?yōu)異 具有光滑細(xì)膩表面的一個(gè)關(guān)鍵。擠出機(jī)的工藝溫度通常分為機(jī)身溫度與模具溫度二個(gè)部分。實(shí)際生產(chǎn)過程中, 一般根據(jù)物料的塑化狀況及制品的內(nèi)外表面光亮度來調(diào)整相應(yīng)的溫度。 模具溫度的高低對(duì)制品的外觀質(zhì)量影響較大, 適當(dāng)提高口模溫度有利于提高制品的表面光亮度。 因此,在國(guó)外高速擠出的模具加熱區(qū) 一般都將口模出口前的成形段單獨(dú)設(shè)立一加熱系統(tǒng), 目的就是提高出口時(shí)的物料溫度, 使物料的外觀更加光滑、細(xì)膩,增加制品表面光亮度。

3、提高制品表面光亮度的途徑

3.1 優(yōu)化配方設(shè)計(jì),保證原材料質(zhì)量

        穩(wěn)定劑、加工改性劑等助劑在配方中的配比要保證 PVC 良好的熱穩(wěn)定性、加工流動(dòng)性;潤(rùn)滑 劑 (特別是 外潤(rùn)滑劑 ) 的用量要合理,以盡可能地減少擠出過程中的析出現(xiàn)象,保證物料良好的塑化狀態(tài)。對(duì)原材料的質(zhì)量要嚴(yán)格把關(guān),建議盡可能地選擇規(guī)模較大、設(shè)備完善、質(zhì)量穩(wěn)定的廠家進(jìn)貨,并在原料進(jìn)廠后進(jìn)行人廠檢驗(yàn)。

3.2 從模具設(shè)計(jì)和制造方面保證制品表面光亮度

        機(jī)頭的流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能地保證口模截面處各部分的物料流速一致, 內(nèi)筋的速度不能與外壁相差過大 (一般不超過 15%),并且厚度不宜超過外壁厚的 2/3;模具的型腔表面要達(dá)到足 夠的加工精度,表面粗糙 度一般要在 Ra0.2mm 以上,建議對(duì)定型模表面進(jìn)行電鍍處理;定 型模的水氣路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要保證冷卻充分、 均勻,吸附力足夠,并可在定型模入口處設(shè)置“亮 度保持板”,以提高型材使用可見面的亮度;定型模應(yīng)變量的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能地與物料的流變狀態(tài)及生產(chǎn)速度相吻合。

3.3 合理調(diào)整擠出工藝,提高制品表面光亮度

        實(shí)際生產(chǎn)過程中,根據(jù)物料的塑化狀態(tài)合埋地調(diào)整工藝溫度、速度及壓力,保證物料的 良好塑化,并在此基礎(chǔ)上適當(dāng)提高口模溫度。如果在口模成形段出口處設(shè)一單獨(dú)加熱區(qū) (一 般長(zhǎng)約 10mm) 來獨(dú)立控制溫度, 則對(duì)提高制品表面光亮度會(huì)更加有利。

        賽諾新材，15年積淀， 聚乙烯蠟品牌生產(chǎn)商，藍(lán)海股權(quán)機(jī)構(gòu)掛牌上市企業(yè)。專注從事潤(rùn)滑分散體系的研發(fā)生產(chǎn)，包含聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、EBS、硬脂酸鋅等助劑的研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用工作。咨詢熱線： 400-8788532。

        作者：賽諾新材             來源：www.hbshjj.cn。