UPVC异型材挤出技术

异向双螺杆挤出PVC-U技术及发展趋势北京福田建材机械有限责任公司总工程师王夕举世界上第一台双螺杆挤出机是1869年英格兰为制造香肠而开发制造的，用于塑料加工的第一台双螺杆挤出机是1937年在意大利研制成功的，自此以后，双螺杆挤出机的应用不断增加。

50年代以前，由于其挤压系统中螺杆和机筒加工制造的复杂性以及机器装配的精密要求，再加上双螺杆挤出机中结构的限制，推力轴承寿命问题没有得到很好的解决，因而未能得以快速发展。

世界性的石油危机，造成了合成树脂和塑料制品的成本显著提高，影响了塑料制品的应用推广。

于是人们就以降低成本的方法来扭转这个局面：一方面往树脂中加入廉价的材料(如C aCO3、木粉等)，但加入的填料与树脂的相容性差，比重和流动性等各不相同，难以达到有效地混合、均化，给挤出生产带来了一定困难；另一方面不断改进加工成型设备，用廉价的树脂原料生产高性能和高质量的制品。

越来越高的要求使单螺杆挤了机难以胜任，而双螺杆挤出机恰恰能适应这种要求，这时，双螺杆挤出机开始引起了人们的普遍重视，并使其得到了迅速发展。

自50年代以来，人们对双螺杆挤出机的啮合原理、物料的塑化理论、传动系统的结构、物料的温控精度、加工工艺和制品配方等的理论研究都有了突破性的进展，特别是近二十多年来，双螺杆挤出机设计与制造中的一系列问题都得到了解决，使其得到了长足的发展。

目前，应用于型材挤出生产的挤出机主要有单螺杆挤出机、平行异向双螺杆挤出机和锥形双螺杆挤出机。

锥形双螺杆挤出机作为异向双螺杆挤出机的一个特殊分支，经过近年的发展，并以其自身的一些独特特点，在型材挤出生产行业得到了十分广泛的应用。

下面就双螺杆挤出技术在P VC-U型材/管材挤出中的应用及发展趋势作一探讨。

一、异向双螺杆挤出机的性能特征1)对P VC-U挤出生产线，有以下几个方面的普遍要求：1)能连续而高效地使PVC物料充分塑化，实现稳定连续的生产。

2)建立稳定的挤出压力，有效克服机头阻力，做到定温、定压、定量的挤出。

硬质聚氯乙烯型材挤出工艺一、硬质PVC异型材生产工艺流程原辅料过筛配方称量高速热混冷混过筛储料风送挤出定型牵引检验入库二、硬质PVC异型材加工工艺及产品性能（一）、混料设备与工艺及产品性能现代硬质PVC异型材加工使用双螺杆挤出机对混合粉料直接进行挤出，其塑化混合能力和产量大幅提高。

但是，双螺杆挤出机的正位移输送能力远大于螺杆的混合能力，直接用双螺杆挤出机挤出产品仍不能得到分散良好、塑化均匀的产品，因此在进入挤出机前必须对配方原料进行预混，包括热混和冷混两个阶段，使混合料取得较好的的预分散和塑化效果，同时取得较高的表观密度。

1、混料的目的：混料就是将PVC和助剂按配方要求经准确计量后，在高速混合机中经热混和冷混后使其达到半凝胶度高，流动性好，均匀密实的干混料。

2、混料设备：原材料的输送与储存部分、计量部分、盒式输送带，热混和冷混锅、干混料存储与输送部分、动力风机和中央控制部分组成。

3、混料的流程：PVC储罐 PVC秤群青辅料罐热混冷混缓冲罐筛分机辅料秤干混料罐微料罐中间仓4、混料工艺：混料过程中一方面是助剂的均匀分散，另一方面则是使树脂半凝胶化，凝胶化：PVC树脂即有颗粒细化，粒径均匀的形态变化，形成松散的粉料。

它的工艺控制点、加料量、冷却水温度、混料温度和时间等是控制干混料质量和产量的关键因素。

A、加料量与升温速度有一定的关系，即热混机中物料的热量只是搅拌叶片剪切和物料之间产生产热量。

所以投料量有一个的最佳值，如果加料量太多，物料翻腾阻力大影响升温速度，致使转速下降，给混料带来不利。

加料量少内部剪切热达不到，混料时间长直接影响混料效率。

经实验控制在70%左右为最佳。

B、混料温度：混料温度的影响干粉料性能的主要因素之一。

热混温度在一般为120℃左右冷混卸料温度一般低于40℃。

原料的含水量必须合乎优质品的要求，并应通过排气以除去物料中的水分。

C、冷却水温度：冷混缸的冷却水温度通常控制在13～15℃。

硬聚氯⼄烯（PVC－U）门窗异型材是由PVC、稳定剂、抗冲击改性剂、加⼯助剂、填料等按⼀定的配⽅配混、挤出成型的，PVC及助剂的选⽤对制品的性能有很⼤影响。

随着挤出硬PVC-U门窗异型材及塑料门窗⾏业的⾼速发展，相关的PVC及助剂⾏业也有了新的进展。

1　树脂及助剂的选择1.1　PVC⽣产PVC-U门窗异型材的，⼀般都使⽤悬浮法⽣产的疏松型PVC(SG-5)。

特别需要指出的是，⽣产PVC原料的⼄烯宜选⽤⽯油裂解法⽣产的，不⽤电⽯法⽣产的。

1.2　热稳定剂(1)热稳定剂的常⽤品种铅类热稳定剂　在铅类热稳定剂中，三盐基硫酸铅的热稳定性，应⽤最⼴;⼆盐基亚磷酸铅的热稳定性和耐初期着⾊性显著，同时赋予制品良好的耐候性，⽽⼆盐基硬脂酸铅和硬脂酸铅热稳定性稍差，但润滑性强，铅盐的缺点是有毒性，且外观易变⾊。

铅类热稳定剂的发展重点在于消除粉尘污染，开发复合型铅盐。

南京、温州、重庆是国内三⼤⽆尘复合盐⽣产基地，制造时⼤多是配合脂类润滑剂，产品有粒状、⽚状，可较好地解决粉尘污染问题。

⾦属皂类稳定剂　依其功能和机理分为主辅两类。

主⾦属皂以CdZn为主，辅助⾦属皂类稳定剂以Ba.Ca为主，主辅助⾦属皂配合使⽤，具有协同效应，具有代表性的是Ba-Cd，Ba-Zn和Ca-Zn。

国内常⽤的为Ba-Zn和Zn-Ca体系。

有机锡稳定剂　有机锡类稳定剂主要分为含硫有机锡和有机锡羧酸盐两类。

有机辅助稳定剂　有机辅助稳定剂通常与⾦属盐稳定剂并⽤，具有协同效应，主要包括亚磷酸脂、环氧化合物、多元醇、含硫辅助稳定剂、β－⼆酮辅助稳定剂。

稀⼟稳定剂　稀⼟稳定剂是我国新近开发出的新型热稳定剂，具有价廉、⽆毒、性能⾼、透明性好、储存稳定、耐候性优良等优点。

实际使⽤的稀⼟稳定剂通常是稀⼟与⾦属钙或锌的有机配混复合物。

(2)热稳定剂的选⽤不同国家和地区使⽤热稳定剂的种类差别较⼤。

美国热稳定剂的构成特点是有机锡类稳定剂产量较⾼，铅盐稳定剂⽐例低，热稳定剂的开发⽅向是⽆铅、⽆铬化。

6———————————————————————————————————————————————————————作者简介：周密，男，1994年毕业于北京化工大学，高级工程师，江苏省模具工业协会副理事长，连云港杰瑞模具技术有限公司副总经理，南京航天大学机电学院机械工程硕士班在读，已发表论文十余篇。

近年来，受市场需求的拉动，我国塑料门窗异型材挤出模具研制技术得到较快发展，国产模具不仅在很大范围内替代了进口产品，而且在进军国际市场上也成绩斐然。

然而，在进步的同时，模具制造厂也经常遇到这样的问题：由于产品技术升级、市场竞争的需要或受利益的驱动，许多中、小型材生产厂家常常改换配方，此举往往因为破坏了口模出料的均匀性而需对口模流道系统进行重新修正，从而使模具的供需双方都遭受到经济上的损失。

因此，如何提高模具对配方的适应性就变得非常重要了。

笔者结合多年的实践经验和对国外先进技术的消化吸收，力求建立一套不需复杂计算的、适应配方范围更广的异型材口模流道设计方案。

1U PVC 异型材口模流道典型结构UPVC 异型材口模流道典型结构见图1。

口模的主要作用是提供连续均匀、塑化良好、组织致密的异型型坯。

结合热敏性塑料UPVC 的性能特点，要实现其在异型流道中的均匀挤出，口模设计必须采取流线型长流道结构，主要包含两个要素：（1）流线型流道：整个流道没有急剧的扩张或压缩（扩张角或收缩角皆小于30°），不存在台阶、尖角（所有棱角控制在R0.3～R3之间为宜）、死角等，以免产生熔体滞流、过热分解、过度拉伸、熔体破裂等不良现象；（2）长流道结构：特别是分流段较长，以降低熔体大分子的无序流动、均衡异型流道从入口到出口各点的流程、保证挤出型坯的致密度。

值得注意的是：虽然定型段的加长有利于提高挤出型坯的致密度，但同时会显著增加挤出背压，可能造成挤出机过载，较长的定型段间隙也会使熔体分子取向加剧，不利于制品尺寸变化率指标的控制。

硬PVC门窗异型材挤出成型工艺一、生产工艺流程硬PVC门窗异型材的生产工艺路线主要有单螺杆挤出成型工艺和双螺杆挤出成型工艺两种，而两种工艺挤出用的原料都是前道工序按一定配方配好的混合粉料。

目前，硬PVC 门窗异型材的挤出大多采用锥形螺杆挤出生产线。

(一)单螺杆挤出成型单螺杆挤出成型工艺特别适用于小批量、小规格异型材的生产。

其工艺流程如下：混合粉料→单螺杆挤出造粒→单螺杆挤出成型→定型→牵引→切割→翻转台→成品(二)双螺杆挤出成型双螺杆挤出成型工艺可用粉料直接成型，生产能力大，特别适用于大批量常规型材和大规格异型材的生产。

其工艺流程如下：混合粉料→双螺杆挤出成型→定型→牵引→切割→翻转台→成品二、双螺杆挤出机挤出硬PVC门窗异型材工艺控制要点硬PVC门窗异型材的挤出过程可简述如下：改性PVC混合料在机筒内经过螺杆混炼，在内磨擦热和电加热的作用下，物料逐渐变成熔融粘流态，物料在旋转螺杆的流动下向机头方向螺旋运动。

进入机头模具后，在高温、高压下经过机头模具型腔进行分流压缩成型，挤出近似制品断面的型坯，再经过定型模具对型坯真空冷却定型，达到制品设计要求。

成型温度、定型冷却、螺杆转速、牵引速度、加料速度等都是影响异型材制品质量的重要因素，现分述如下：(一)温度控制PVC混合粉料进入挤出机后,要完成压实、输送、熔融、均化以及在较低温度下挤出。

为获得高质量、高产量型材，各段的温度需反复调节、准确控制，使物料在挤出成型过程中，始终在熔融温度与分解温度区间进行。

要正确设定温度，则需充分考虑和指导物料成型温度的相关因素。

1影响物料加工温度的因素1)配方及原料质量对加工温度影响最大的是配方，不同原料组成的混合物料其塑化温度不同。

配方确定后，加工温度也就基本确定了，只需视产品质量作小范围的调节；同一配方不同厂家生产的原料，挤出成型温度往往也有差异，只有通过生产实践,依据塑料型坯的质量，适时调整设定温度。

2)挤出速度在正常生产工艺条件下，提高挤出速度会使物料磨擦生热，所以应适当降低加热温度。

低发泡硬P V C异型材挤出技术简介(总2页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--低发泡硬PVC异型材挤出技术简介硬PVC低发泡门窗异型材挤出是20世纪70年代在国外发展起来的新型技术，近年在世界各地迅速发展，这类产品主要有以下优点：1、节省原材料消耗，生产费用及制品体积价格比低，符合当前全球范围内对能源保护的意识；2、在同等长度和重量的情况下，发泡制品因横截面增大而刚性提高；3、制品内残余的内应力很小，产品尺寸稳定性好；4、隔音，保温性能优良。

硬PVC低发泡材料通常采用自由发泡，结皮控制发泡或共挤出发泡三种工艺之一进行生产，门窗异型材一般采用结皮控制发泡工艺，此种工艺是指，采用一个特殊的，内有型芯的口模，使塑化的料束分流，当料束被送入口模前的有冷却装置的定型套中时，其表面冷却形成皮层，发泡在内部进行，通过控制冷却温度和强度，可以获得皮层厚度在～毫米，制品壁厚大于6毫米的制品。

这种采用一步法生产而成的形状复杂的型材制品，具有密度低，硬度高和表面光滑的特点。

与非发泡制品相比，发泡异型材的挤出对配方、设备、工艺的要求更为严格，发泡挤出的关键就是使发泡剂的分解、成核、气泡的长大及固定等系列过程和PVC树脂的熔融塑化及面型过程相适应。

其原料配方、成型工艺和设备模具与非发泡制品均存在很多相同点和不同处。

一、原料配方1、PVC树脂：生产发泡制品的主要原料是悬浮法疏松型PVC树脂，其特点是吸收添加剂快、易塑化、热稳定性好，易获得泡孔结构均匀，表面平整的制品，一般宜选用K值62～65的树脂。

2、发泡剂及其它促进剂：PVC常用的发泡剂是偶氮二甲酰胺(AC)，其发气量大，分解时放出的气体和分解残渣无毒、无害，与PVC树脂相容性、分散性均好，纯AC的分解温度较高，为保证发泡剂的分解温度介于PVC树脂的塑化温度和降解温度之间，使用时必须加入一些稳定剂做发泡促进剂，别外为了获得致密又均匀的泡孔，成核剂是必不可少的。

PVC异型材挤出生产线工艺流程及工作标准工艺流程：工作标准：1、配件流程1-1配料人员必须在库房领取足量的原材料，在配料期间一定要把袋中原料倒干净，不得留有半点余料。

1-2严格按照生产管理部门下达的配方单要求的物料品种和规定的重量，准确检斤称重。

1-3按生产计划要求每完成一种原料的检斤称重任务后，必须及时地将该种干净的落地料回收至收料容器（带有垃圾杂物等落地料严禁回收）1-4全部原材料检斤完毕后，要严格按照搅拌机每一搅拌筒容量为单位分别将不同的原材料按比例要求混放入固定容器内待用。

2、混料流程2-1 开动搅拌机（搅拌机静止时严禁往搅拌机内添加物料）。

将配好的原料按顺序填装至搅拌机热搅拌筒内。

2-2 控制热搅拌筒脚板温度，当温度达到工艺规定的标准温度（实际温度可以高于标准温度2°C之内，但决不允许低于标准温度）后，将原料放入冷搅拌筒内继续搅拌。

2-3 控制冷搅拌筒搅拌温度，当搅拌温度冷却到生产需要的标准温度（实际温度可以低于标准温度2°C之内，但决不允许高于标准温度）后，将搅拌好的原料放入提升机存储箱内。

2-4 通知投料人员（必须通知）并得到同意后启动提升机，将原料提升至振动筛进料口。

2-5 检查筛漏是否符合质量标准，如不合格及时停机将存储罐内的原料返回搅拌机重新按要求搅拌，（停机前必须通知投料人员）3、投料流程3-1 提升机启动前，必须将空存储罐准确放置在震动筛出料口处（绝对对准出料口，不允许有一丝偏差）。

3-2 提升机启动后，投料人员坚持在出料口处，观察存储罐内原料装至所需容量后，及时通知混料人员停止提升机运行。

3-3 将装有原料的存储罐运走，再将空罐准确的放置在震动筛出料口处。

3-4 将装有原料的存储罐运输至生产设备（挤出机）进料斗的进料口后，打开存储罐阀门，并及时通知投料人员。

3-5 按循序循环检查存储罐内原料是否顺畅流通，如不顺畅时采取有效措施及时处理（严禁用硬物敲击存储罐）。