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木塑生产工艺配方及注意事项

木塑生产工艺配方及注意事项
国内生产木塑一般采用两种工艺(一步法,二步法)生产,无论是哪种工艺设备的好坏都会影响产能,质量,生产的稳定性,成本等。设备的好坏与减速机,螺杆炮筒的设计和加工精度,温控的准确性,电机功率大小的配置,变频器的好坏,定型台的平稳性,引出机牵引力的大小和稳定性等,对于木塑发泡制品关键是螺杆压缩比和螺纹结构的设计。

由于目前木塑制品市场的炙手可热,新老厂家纷纷上马,出于成本考虑,很多厂家直接将挤出聚氯乙烯(PVC)异型材的挤出机改用于挤出木塑型材,一般来说基本上也能正常运行,但是由于挤出原料的差异,还是存在一些问题。
①旧有设备的改造。挤出木塑型材时一般先要造粒,而很多挤出机是按喂粉料设计的,若添加颗粒料可能会发生死机等故障,在这种场合下一般改造给料系统可以解决问题。
②设备的损耗。由于植物纤维的存在,原料中会存在一定的有机酸及水分,同时购进的原料及回收的木塑制品中都有可能混进异物,这些对设备的腐蚀及磨损都是可见的。
③排水汽问题。由于原料中植物纤维的吸水性,挤出时会产生一定的水汽,若水分含量过多,对制品的物理性能及外观质量就会有影响,所以对主机的排水汽能力提出了更高要求。
④挤出量的不同。木塑制品多为厚壁或实心制品,这对挤出机的挤出量提出了更严格的要求。
⑤剪切力的差异。与挤出PVC异型材不同,挤出木塑型材要求低剪切、高输送,这就对挤出机的螺杆设计提出了要求。
总之,挤出木塑型材须使用专用的挤出机或对现有的挤出机进行改造和改进

模具的设计尽可能有较大的压缩比和较长的定型段这有利于发泡和提高制品的表面关泽度和硬度。

一、PVC木塑用原材料(树脂,助剂,填料,纤维的选择和添加量及原料的生产工艺)。

1, 树脂最好用SG-7有利于发泡的形成和生产的稳定性。

2, 助剂(稳定剂,润滑剂,发泡剂,发泡调节剂,偶联剂,增韧剂,加工助剂。

1)稳定剂:

复合铅盐稳定剂:优点是热稳定性好,具有耐侯功能,缺点是有毒不环保,加工时分散性差,难以保持制品优异的物理性能。生产厂家在生产时会据不同用途生产不同铅含量的稳定剂(PVC硬质制品,管材,型材,片材;软制品电缆料,软管等)木塑生产用复合铅盐稳定剂铅含量最好不要低于30%。为了加工复合铅盐稳定剂需加一些滑剂(硬脂酸,石蜡,PE蜡。氧化Pe蜡等)用于生产木塑发泡最好是加氧化PE蜡有利于配方的调整和不影响制品质量(具有较好的润滑性)。用量据加工方法和设备的新旧,螺杆的大小,稳定剂的好坏来定,一般加4-5%.。不可用于透明制品,具有硫化污染,不可与有机锡混用。

有机锡稳定剂:

优点是热稳定性好可用于透明制品,添加量少,低毒,缺点是价格高,因其是液体运输和使用有点不便。润滑性一般,与金属硬脂酸盐并用可除协同作用外还可减少有机锡用量,降低成本。

钙锌稳定剂:

是一支无毒环保的新型热稳定剂有液体和粉状两种,缺点是热稳定性较差添加量大,润滑性好。

国内的木塑生产大多用复合铅盐稳定剂因加格便宜。但是作为木塑环保材料有点背离环保宗旨,且对配方的调整和产品质量的稳定有一定影响。稳定剂不是越多越好其也有一个最佳添加量,少了热稳定性不够,多了影响塑化和产品物理性能。

2)润滑剂:

润滑剂品种的选择和搭配及其用量,内外润滑的平衡和保证前中后期足够润滑剂量是保证木塑生产正常的关键。润滑剂种类很多如硬脂酸,石蜡,PE蜡,氧化PE蜡,硬脂酸盐,单甘脂,PETS,EBS,等等,其中有些是内滑剂,外滑剂,有些是前期润滑剂,有些是后期润滑剂,但它们在不同的加工温度都是可相互转化的。不同的机台润滑剂用量也不同,单螺杆比双螺杆用量多且内外滑侧重点也不同,设备的新旧和大小用量也不一样,制品形状的简易内外滑的用量都不同,不同的稳定剂滑剂的用量也不一样(有些稳定剂有润滑性,有些没有)。润滑剂的多少影响到生产的稳定和连续生产周期,产品的表观,产品的发泡和力学指标。

3)发泡剂:

木塑制品模具基本都是采用赛卢卡式设计这有利于提高发泡倍率和中空制品的生产,这样本人建议采用MSV-206发泡剂,其对热变形,耐候性,环保性等要求较高的片材,型材,管材而开发的一支改性发泡剂,发气量略小于AC,但分解完全,对提高制品的刚性,维卡均有帮助。其分解速度慢使挤出物离开模头时表面很快冷却,有助于形成密实表面的泡孔结构,适用于赛卢卡和结皮发泡。

4)发泡调节剂:

木塑制品的密度据不同使用场景密度大小也不一样一般在0.7-0.8左右,所以一般用K125P就可以达到要求,其分子量在500万左右,如用更高分子量的调节剂对发泡是有帮助但会降低产品的刚性。一般用量为6-8份。

5)偶联剂的使用有利于提高纤维和无机填料的相容性以提高产品的力学指标和降低制品的吸水率,本人建议用JR300其使用量是纤维和填料总和的1.5%,其价格适中用量和性能可与硅烷偶联剂相媲美。且是固体粉状物称量和添加方便。

6)增韧剂:

在木塑制品里本人建议不加或少加弹性体增韧剂,因弹性体会影响制品的相关性能。

7)加工助剂:可不加。

3,填料和纤维。

填料的品种(轻质碳酸钙,重质碳酸钙,活性碳酸钙),滑石粉,硅灰石,高岭土等,填料的目数(500目,800目,1000目1250目等)。纤维的选择(木粉有阔叶木材的粉,针叶木材的粉,杂木粉,松木粉,稻糠粉,秸秆,花生壳等),纤维目数的选择PVC木塑的纤维目数一般用80-120目左右,PP,PE一般用60-80目左右。不同外观形状的纤维,无机填料按一定比例搭配可形成协同作用有利于提高产品力学性能。填料和纤维的添加量决定产品的质量和密度,高了不但品质差密度大且加大螺杆和炮管的磨损缩短设备的使用寿命,如操作不当配方调整不到位更易使螺杆断裂,但成本会低点。本人建议生产PVC生态木100公斤PVC加量控制在40-70公斤左右密度可控制在0.7-0.8左右。

3, 原料的生产工艺:

木纤维是吸水性较强的材料一般含水量在15%左右甚至更高,无机填料也达到5%左右,而水含量的高低是影响塑料特别是木塑生产稳定性和制品质量的天敌,如影响发泡倍率,制品的吸水率,制品的变形,制品的耐候性和其他物理性能。所以水分最好控制在1%以内。

控制好合理水分的纤维和填料-----加入高混机里-----混到100度-----加入适量的偶联剂----混到110-115度----关掉马达不动时打开混合机大盖2-3分钟-----加入PVC,稳定剂-----混到80度-----加润滑剂及其他助剂-----100度加加工助剂,发泡剂------120-125卸粉-----粉卸完后马达停止了再打开大盖2-3分钟后再混下一手料(最好混五手料清理一次混合机)-----粉在泠拌桶令却到40度就可造粒或加入双螺杆生产(泠拌桶务必有循环泠却水)。在混料是必须注意观察温度和时间如一般泠锅混一手料在20-25分钟左右,热锅在12-15分钟左右(温度设定125度左右),如果时间有相差3分钟或更长那可能是感温线有问题或温控不准,或混合机牛角刀磨损严重。这样会影响发泡倍率的稳定,颜色。

造粒时常要注意各温控温度是否准确,风机是否正常运转,电流的大小,粒子的粒径,表面,长度是否粘料,下料是否稳定,千万不能断料的情况发生。

4)挤出工艺:

主要注意以下几方面

a,挤出机各段温度的设定,关键是压缩段,计量段,模具。各温控的准确性如温控不准影响到发泡倍率和颜色。发泡主要是压缩段和计量段温度的设定,成型主要是模具温度。

b,各段风机的正常运转。

c,主机电流的大小和稳定性。如主机电流波动较大说明滑剂.加工助剂.纤维与PVC各组分之间分散不是很均匀。

d,主机速度务必保持一样,因速度的快慢会影响到发泡倍率及颜色。

e,烘干机的温度一般设定在60-80度之间,且经常保持在桶的容积的80%左右,这样有利于生产和颜色的稳定提高制品表观质量。

f,不同颜色不同机台,胶粒存放时间的长短等生产时的温度设定都不同。且木塑发泡受外界环境及其他因素等对发泡倍率影响较大所以操作员要懂得出现不同的产品异常时适当调整工业。

木塑制品急需解决的技术难题:

制品的收缩,变形,表面硬度,耐候性。我觉得应从原材料的选择(树脂,纤维,无机填料,润滑剂成型工业)和模具的设计等方面考虑。对于耐候性还可做一些后加工处理。

PVC型材基本配方:

序号
    

品名代号
    

用途
    

推荐用量KG
    

价格元/KG

1
    

PVC
    


    

50
    


2
    

CACO3
    


    

25
    


3
    

木粉
    


    

10
    


4
    

YQ102
    

Mixure Stablizer铅稳定剂
    

2
    


5
    

MSV-513
    

Yellow Blowing agent黄发泡剂
    

1.5
    


6
    

K-268
    

Processing Aid 加工助剂
    

3.5
    


7
    

CP-1
    

Processing Aid 加工助剂
    

2
    


8
    

LH-708
    

Lubricant润滑
    

1.2
    


9
    

CPE
    

Processing Aid 加工助剂
    

1
    


10
    

PE WAX
    

Lubricant润滑
    

0.3
    


11
    

AC6A
    

Lubricant润滑
    

0.2
    


木粉和钙粉的添加量以客户所做的不同产品和产品的质量而定上面只是基本配方,也可据产品及成本添加一些pvc硬质回料或发泡回料

备注:A. 此配方体系具有:1,具有偶联增韧功能,可提高材料的力学性能,对提高产品的刚性和热变形特有帮助,可用于户内外木塑制品和对热变形要求较高的产品.2、加入增韧剂CPE使产品韧性好。3、具有优良的热稳定性,耐候性,抗紫外线功能;4、与树脂的相容性,分散性好,可提高生产速度,提高产品表面光泽度;5、具有防雾和抗静电功能。6、适用于生产木塑踢脚线,门套线,窗台线,生态木,中空板,地板,楼梯扶手,透气窗,微发泡的橱柜板,海浪板等产品。

B.生产不同产品和不同的生产方式(如一步法和二步法)及采用不同的稳定剂等可据成本和产品质量的不同在填料和助剂上做相应的调整。

C,在生产中据产品密度的大小情况可适当增加一些其他改性剂这样产品的表面硬度和刚性更好

PVC板材基本配方如下:

序号
    

品名代号
    

产品用途
    

推荐用量KG
    

推荐用量KG
    

价格元/KG

1
    

PVC
    

PVC 7型
    

50
    

75
    


2
    

PVC
    

PVC 5型
    

25
    

0
    


3
    

CACO3
    

轻质碳酸钙
    

45.00
    

30.00
    


4
    

木粉
    

WOOD
    

15
    

0
    


5
    

K278P
    

Processing Aid 加工助剂
    

8.00
    

7.00
    


6
    

MSV-206
    

Yellow Blowing agent黄发泡剂
    

0.60
    

0.50
    


7
    

3316A
    

Lubricant润滑
    

0.35
    

0.50
    


8
    

AC6A
    

Lubricant润滑
    

0.40
    

0.40
    


9
    

YQ101A
    

Mixure Stablizer铅稳定剂
    

3.5
    

2.8
    


10
    

1801
    

Lubricant润滑
    

0.3
    

0
    


11
    

CP-1
    

Processing Aid 加工助剂
    

1.5
    

0
    


12
    

G60
    

Lubricant润滑
    

1
    

0.7
    


13
    

R258
    

钛白粉 Titanium(Ⅳ)oxide
    

2
    

1.5
    


14
    

OB-1
    

Fluorescent Whitening Agent增白剂
    

0.05
    

0
    


15
    

CPE
    

Processing Aid 加工助剂
    

2.5
    

4.5
    


此配方具有以下特性:

 提高填料(木粉、糠粉、无机物)的分散性。添加量少、用于挤出为2.0%左右,用于注塑比挤出增加10-30%。

 提高产品的力学性能,如弯曲强度,弯曲模量,冲击强度等,降低含水率及吸水率(冲击强度比用硬脂酸、石蜡、PE蜡润滑体系高400-800牛,吸水率低30%)。

 提高生产的稳定性,降低扭矩及塑化温度。

PE基本配方如下:

序号
    

品名代号
    

用途
    

推荐用量KG
    

推荐用量KG
    

价格元/KG

1
    

PE 回料
    


    

35
    

35
    


2
    

CACO3
    


    

10
    

5
    


3
    

木粉
    


    

60
    

70
    


4
    

LEPH
    

高效复合粘胶剂
    

4
    

5
    




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