部分加工助劑與
改性劑等均有潤滑作用,如ACR、CPE;促進PVC擠塑塑料體系塑化、共混、更便于促進PVC塑料使用色料的擴散,使PVC塑料的染色度有所增加,便于色相的穩定。而添加的耐侯性助劑,如抗氧劑、抗紫外線劑均有利于色度的增強和長期穩定性。
碳酸鈣的填充量或粒度過大,會阻遏或影響著色劑的擴散作用,影響產品的色相及色度要求。在生產通體彩色塑料異性材時,經實踐驗證達到制品色澤和光潔度要求的碳酸鈣填充量和粒度,一定要嚴格控制,不得再輕易變更。
3.3 混料和擠出工藝的影響
即使配方各種組分、劑量不變,熔體塑料酸堿度隨加工溫度、時間、次數而變化,而不是一成不變的。PVC塑料在不同的加工溫度和時間區間可能呈現酸性或堿性。任何酸性或堿性變化都對顏料有一定的分解作用。如果酸性或堿性超過一定值域,會使著色劑失色或色相轉換。
混料過程的投料程序、混料時間和出料溫度對通體彩色塑料制品色澤影響很大。
著色劑染色的主要對象是PVC樹脂,其次分別為熱穩定劑、抗沖
改性劑、鈦白粉、加工助劑、內外
潤滑劑、填料等其它助劑。著色劑的投料程序,決定著著色劑受熱歷程。在不同溫度條件下投料,擠出的通體彩色
塑料型材的染色深淺程度往往有很大差別。
一般色樣(即參照樣),均是用少量原始混合料和著色劑僅經冷混后擠出生產的。不同企業批量生產通體彩色型材時,有將著色劑和PVC物料一同直接投入熱混罐的,也有在PVC-U物料經熱混后排至冷混冷混罐,再在冷混罐內投入著色劑。由于著色劑受熱歷程不同,兩種不同加入方法,導致塑料異型材染色深淺程度不同。著色劑經熱混后,擠出的型材顏色較深,甚至發生色相變化;不經熱混,僅經過冷混,擠出的型材顏色較淺,基本等同于色樣。因此為保證擠出型材顏色要求,也為了節省試驗原料,一般企業都采用冷混添加著色劑方法進行生產的。但這種混料方法,未能使著色劑在混合料中充分分散或擴散,不利于著色劑的充分利用,導致著色劑添加量增多,生產成本升高,很不經濟。同時彩色塑料門窗顏色類別較多,不同用戶根據自己的愛好會選擇不同顏色。每個工程不同顏色的框、扇、挺、拼管、拼條、
玻璃壓條等品種數量不多,開機、停機頻繁,且都會產生一定數額的廢料。如采取冷混生產,這些廢料經粉碎,再經歷一次受熱歷程,型材顏色會再次變深,和混合料生產的
主型材裝配會出現色差。正確的做法是:在原色樣著色劑
添加劑量的基礎上先應適當減量,經熱混后根據色澤深淺變化趨向,再經兩三次調整,直至顏色基本達到要求為止或在冷混選擇色樣時,混合料中不加鈦白粉。采用熱混正式生產時,混合料中添加一定劑量的鈦白粉進行調色。由于著色劑的分散是有限度的,經幾次受熱歷程后,顏色變化達到一定飽和度時,色差會逐漸變小。這樣做一般回收廢料僅會產生微量色差,對擠出輔助型材的色澤影響不會太大。
不是所有著色劑都可以在熱混罐直接加入的。對于易分散的軟質顏料,例如絡黃或
鋁絡紅,在熱混罐葉片的高速
剪切和摩擦下,分子結構極易被破壞,使本身色調改變,著色牢度降低。如在熱混溫度達100℃時加入或將其直接添加到冷混罐中,也能達到優異的分散性。對于含有重金屬的氧化顏料,直接在熱混罐中加入,不僅會磨損
設備,且會致使色調改變,并通過生成金屬氯化物,導致PVC發生催化降解,降低其老化性能。如在熱混的后期加入,則可以避免。
配混時間是指PVC塑料體系在熱、冷混料罐中攪拌的時間。攪拌時間越長,PVC樹脂、內潤滑、與著色劑分散的越充分、越均勻。著色劑的添加劑量一般是混合料的1%~3%,著色劑的粒度越小,加入量偏小或偏大時,配混的時間應較長,一則利于著色劑的充分擴散,另一則利于著色劑不會形成色相斑缺陷。在長期穩定生產條件下,受投料溫度和出料溫度的影響與制約,熱混時間一般不能單獨調整,只能用延長冷混時間來調整。
熱混出料溫度偏低,著色料劑在混合材料中分散效果不好。熱混出料溫度應在115~120℃左右,冷混出料溫度為40℃左右。具體應依據氣候條件和著色劑種類而定,如有的著色劑在某一溫度遇酸或堿有失色的危險,應盡早避免。
塑料異型材
擠出機筒溫度一般設定在175~185℃溫度區域,擠出溫度、加料、擠出速度對于控制彩色塑料異型材的色澤是否穩定極為重要。大部分著色劑顏料在不同溫度區域會發生變異,如肽青蘭在170℃以后變為綠色,而且有的著色劑隨溫度的升高而失色。因此所選擇的著色劑應有良好的耐熱性,在PVC成型
加熱條件下,不分解變色。同時所設置的機筒溫度不要輕易變動,以免影響著色劑的有關性能,使之不能正常著色。一般塑料物料塑化效果越好,著色劑越易擴散。PVC塑料在非適應溫度(高溫度)加工時便產生大量的HCI氣體,隨著溫度的升高HCI氣體量增大。大部分色料承受耐酸度有限,隨酸度的增加,色料的失色量增加。
錐形雙螺桿擠出機1、2區螺筒物料溫度主要由加熱圈設定溫度所決定,3、4區螺筒物料溫度,由
螺桿剪切作用轉化的內熱所決定,往往不受加熱圈設定溫度的制約。當采用低剪切錐形
雙螺桿擠出機生產時,加料/擠出速度比不宜過大,以有利于色澤的控制。如果過大,導致擠出機內3、4區剪切熱偏高,不利于色料色澤的穩定,會使型坯色澤變深。同時機頭溫度也不宜偏高,溫度過高不僅會使型坯色澤變化,也會使熔體物料中的潤滑劑潤析出,導致熔體物料粘模,甚至出現“糊料”癥狀。
機頭的流道越長,PVC塑料滯留時間長,著色劑分解的機會越大。在不存在影響產品成型的情況下,機頭的設計越短越好。
3.4 防治通體彩色型材在生產中色差的相關措施
塑料著色大致可分為分內著色及表面著色。通體彩色門窗所用的塑料異型材屬于內著色。著色劑是直接加入到PVC物料中,直接經過擠出加工成通體彩色制品。PVC
復合材料由多種組分構成,首先確認著色的要求,因為PVC復合材料中各種組分中具有不同的作用,其中穩定劑的種類及劑量,制約著著色劑的種類及劑量。輔助材料具有一定的色相,填加種類及劑量也是影響著色劑屬性的主要因素。潤滑劑的種類及劑量影響著著色劑的擴散效果,分散程度及色度。因此PVC型材與著色劑配方設計應適宜,采用的原材料應利于著色劑的擴散,利于著顏料的選擇等。
配料是擠出生產的第一步,PVC塑料異型材的各個組分配比,經過試驗符合使用要求后,確定出各個組分(包括著色劑)和劑量。在生產時,配料員責任心要強,工作要細致,一定要準確稱量,即不能多稱也不能少稱。特別是紫外線吸收劑、抗氧劑、著色劑、潤滑劑等微量組分,應采用精密天平嚴格計量。
混料是將配方中不同組分和劑量的物料,在混料罐高速旋轉與物料產生的剪切和摩擦熱作用下由固體、單相、不均態向多相、均態、部分
凝膠態轉化與析出水分的過程。對于通體彩色型材而言,也是將著色劑充分分散,均勻混合的過程。著色劑的分散主要是靠載體的分散。在PVC塑料體系中,分散的載體是PVC樹脂、內、外潤滑劑等。試驗和理論均證明著色劑單純在PVC樹脂中分散比在PVC與輔助材料的混合體中分散效果要好。為了增加所填加各類助劑的協同效應,充分發揮著色劑的分散和最佳染色效果。應首先將著色劑與PVC樹脂、內潤滑劑加入熱混罐中進行攪拌,混合至50℃~60℃后,再依次加入其它助劑,混合料熱混至115℃~120℃,排至冷混罐。以便使潤滑劑促進色料的分散,以有利于提高制品的色澤度,有利于著色劑的充分利用,從而將著色劑添加劑量下降至最低程度。
通體彩色塑料異型材擠出過程不僅是PVC-U物料塑化、熔融、成型、定型的關鍵工序,也是保證型材通體彩色基本恒定的關鍵工序。在擠出過程容易產生色差的主要因素是擠出溫度(包括螺桿溫度)、喂料/擠出速度比和擠出時間等。在擠出生產中,已制定好的各項工藝參數一般不要輕易變動,以免因擠出溫度和剪切熱的變化而導致擠出制品產生色差。生產通體彩色型材最好采用同一機型或剪切性能接近的擠出機擠出。
廢料有效回收是提高塑料異型材經濟效益的有效措施,對于通體彩色塑料異型材而言,每經歷一次受熱過程,都會產生不同程度色差,如果擠出廢料回收使用不當,不僅會影響型材內在質量,還會影響型材外觀色澤。通體彩色也同白色塑料異型材生產一樣,開機、停機廢料一定要“分類”、“分次”回收。所謂分類回收,即開機和停機及故障處理廢料要嚴格區分,千萬不能混在一起。開機廢料回收后,只能用于開機,不得作為生產料使用;所謂分次回收,即一次回收廢料和再次擠出廢料也要嚴格區分。一次回收廢料經粉碎后,最好用剪切熱較低的
單螺桿擠出機,生產拼管、拼條、
壓條等
輔型材;二次、三次回收料,經粉碎后還需經磨粉,視色澤變化程度,再微量添加到原始混合料中,供生產各類型材使用。【完】
上一頁123下一頁