低温落锤冲击性能

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低温落锤冲击性能为PVC门窗型材的一项重要技术指标。在实际生产中由于原料、模具、工艺控制等因素,即使同一配方,往往其型材低温落锤冲击性能不一样。因有文章从型材断面结构方面探讨了低温落锤冲击性能,所以本文将不再赘述。本文从型材内筋壁厚、塑化控制、模具流道等方面探讨PVC 型材的低温落锤冲击性能。

1.型材低温落锤冲击破裂的几种形貌

在实际生产中,发现型材低温落锤冲击破裂形貌约有四种即:从型材冲击处断裂、穿洞破裂、碎裂、局部有裂纹。

2.型材内筋壁厚

我公司有几套模具生产的型材在同批次原材料同一合格的配方下,低温落锤冲击性能不一样,有的合格,有的破裂个数超过5个,检查分析比较,发现其内筋厚度薄的易破。通过适当加厚内筋,破裂个数明显减少,甚至合格。可见内筋壁厚加大,被冲击面不易变形,变形量不足以造成被冲击面破裂。

3.塑化控制

3.1 螺杆转速 螺筒温度

螺杆转速、 螺筒温度对低温落锤冲击性能有很大的影响,同一配方,不同的螺杆转速、螺筒温度下,由剪切引起的温度峰值不同①,其低温落锤冲击性能不同,甚至有很大的差别,下面是实际生产调试中发现的情况。

配方号 相同配方

挤出机型号 KMD2-60

螺筒温度 C1 ℃ 165 188 164 170 170 172

C2 ℃ 166 176 161 175 164 172

C3 ℃ 175 167 162 180 160 180

C4 ℃ 175 165 164 185 156 180

连接段温度℃ 175 186 176 190 173 190

模温 T1 ℃ 184 193 190 185 198 198

T2 ℃ 186 206 186 195 191 196

T3 ℃ 199 190 182

熔体温度 ℃ 184 194 186 198 193 196

主机双螺杆转速 6.6 18 17.5 15 18 15

低温落锤冲击破坏个数(共10个) 0 3 5 10 3 10

上述情况表明,低温低速工艺条件下,PVC在机筒和模具中驻留时间延长,有利于不良热导体的PVC受热充分和均匀,且温度低而不会老化变色或焦烧;另一方面,PVC物料所受剪切速度慢和剪切应力小,这样不会造成局部过热,有利于物料温度均匀,物料黏度均匀。组分的不均匀性会引起内部应力集中,强烈降低低温落锤冲击性能。

3.2加工助剂

ACR加工助剂通过增加PVC与设备金属表面的摩擦里来促进干料的熔融②,同一牌号的加工助剂,不同厂家,在配方同一比例下,其低温落锤冲击性能相差很大。

配方1# 配方2# 配方3# 配方4#

原料名称 数量 原料名称 数量 原料名称 数量 原料名称 数量

PVC 100 PVC 100 PVC 100 PVC 100

A厂ACR 2 B厂ACR 2 C厂ACR 2 D厂ACR 2

其他不变 其他不变 其他不变 其他不变

低温落锤冲击 10个全通过 低温落锤冲击 破7个 低温落锤冲击 破10个 低温落锤冲击

4、 模具流道

在模具制造或修模过程中,造成模具流道不规则,这种不规则性影响型材的低温落锤冲击性能。我公司有一套模具,其内筋成型采用在平直段开倒锥槽,此槽很不规则,时宽时窄,与此相对应型材表面低温落锤冲击破裂十之八九。经修模成平缓锥槽,此型材面低温落锤冲击性能合格。可见模具流道平缓过渡成型,有利于PVC型材低温落锤冲击性能。如果模具流道不平缓,流道的压缩与扩张,导致熔体弹性形变急剧升高,在冷却定型前未很好得以恢复,导致内部应力,因而其低温落锤冲击性能差。

在实际生产过程中,即使相同配方和挤出机,而因模具不同,低温落锤冲击性能存在差距。例如,我公司进口的模具生产的型材低温落锤冲击几乎全合格,而有3套国产模具或多或少破裂2-5个,究其原因,主要是模具流道不同,体现在: 1、内筋成型方式,进口模具是单独的进料道,而国产那三套模具采用的是在成型芯模上开槽。2、由于三套国产模具流道达不到出料均匀的要求,需采用加热板的温度差调节流速差,熔体的温度差则在冷却时收缩不均匀,产生内部应力集中,因而其低温落锤冲击性能差。而进口模具出料均匀,模具加热板温度控制相同,熔体温度分布相对均匀,冷却时也相对均匀,不因温度差导致应力集中,因而其低温落锤冲击性能好。

5.提高PVC型材低温落锤冲击性能的建议

5.1 应提高型材内筋与外壁厚度比。

5.2 降低加工温度和提高驻留时间。加强螺杆、模具方面的设计,以满足低温、低剪切、长驻留时间的要求,从而提高PVC/CPE抗冲改性配方的适应性。

5.3 提高ACR类加工助剂与PVC的相容性,增加其与金属表面的黏附力,以提高PVC与设备金属表面的摩擦力,从而提高塑化效力。

5.3 模具流道设计呈流线型过度,应尽量平缓,内筋设计成单独流道以提高出料的均匀性。