注塑制品的干混料注塑法
這種方法主要用于硬制品,如管件。所用設備為干混料專用注塑機。如用普通往復螺桿式注塑機,則需進行改造,以滿足PVC生產的要求。
注塑制品的干混料注塑法包括:
1.干混料的制備
以管件料為例說明其制備過程。按配方準確計量后,先將pvc樹脂、穩定劑和內潤滑劑等加入高速混合機中,在低速下攪拌1~1.5min后轉人高速混合;當料溫升到110℃時,加入加工助劑和改性劑;待料溫升到110℃后加入外潤滑劑、填充劑等;當料溫升至120℃時,將高速混合轉換為低速混合,并將物料卸入冷混機中進行冷混;待物料冷至40℃即卸人貯槽備用。
2.成型條件的控制
關于硬PVC干混料的注塑條件,國內外均有介紹,列于表4-10中。兩種硬PVC料在控制上的主要差別是對熔體溫度的測定,說明國外對PVC加工要求很嚴格,因為熔體溫度是注塑的關鍵因素。
表4-10 硬PVC干混料的注塑條件
|
||
成型條件
|
硬PVC料A
|
硬PVC料B
|
料筒溫度/°C
|
||
供料段
|
150~166
|
155~165
|
壓縮段
|
160~171
|
165~180
|
計量段
|
166~177
|
175~195
|
熔體溫度/°C
|
201~210
|
|
模溫/°C
|
10~40
|
40~60
|
螺桿轉速/(r/min)
|
20~50
|
|
背壓/MPa
|
0~0.7
|
0.2~0.4
|
注射壓力/ MPa
|
||
沖模
|
84~126
|
60~80
|
保壓
|
5.6~7.0
|
1~2
|
注射速度/(cm/s)
|
0.6~2.0
|
|
注射時間/s-1
|
40~60
|
(1)為了掌握熔體溫度,可用點溫計插入對空注射的熔體(堆)中來進行測量。所希望的熔體溫度為196~204°C。應避免較高的熔體溫度,因為溫度過高會影響色穩定性。決不允許在216°C以上運行。另一種錯誤操作是:在“溫度越低越安全”的原則下并試圖以171~177°C的熔體溫度進行成型。這種較低的溫度意味著更高的物料粘度,并要求用很高的壓力和注射速度充滿模腔,這會使物料在局部受到剪切加熱,造成變色、條紋和速度焦燒。
另一種校核熔體溫度的方法是對熔體進行觀察。對于大多數硬PVC配方,在合適的熔體溫度范圍內,物料從噴嘴流出時熔體表面為平滑而有光澤的外表。如果所觀察的熱塑料放氣或起泡,一般可以說明其溫度高于推薦的熔體溫度。反之,如果熔體顯得粗糙和暗淡無光,則說明熔體溫度太低。
(2)熔體溫度的最佳化可通過調節料筒加熱器的設定溫度、螺桿轉速和背壓來達到。但是,螺桿的轉速和可選用的背壓是與螺桿的壓縮比成反比的,即螺桿的壓縮比越大,螺桿轉速極限越低,可利用的背壓也越小。以易流動的高沖擊硬PVC料}(Ethyl 704 )為例說明如。
螺桿壓縮比
|
1.5
|
2.0
|
2.5
|
3.0
|
背壓范圍/ MPa
|
0~7.0
|
0~2.8
|
0~0.7
|
0~0.35
|
螺桿轉速范圍/(r/min)
|
20~100
|
20~80
|
20~50
|
20~30
|
(3)注射速率(或注射速度)和注射壓力也是注塑的重要參數。注射速率是指注塑機單位時間內的最大注射(容)量,它是用螺桿截面與其前進速度之乘積來表示的。這種螺桿在注射時的前進速度稱為注射速度,它可以直接觀測。在注塑過程中,能使物料快速充滿模腔而又不分解的注射速率(或速率)才是最佳的。據研究,硬PVC注塑以低速、高壓方式為宜。所謂低速是采用“慢一快一慢”的注射速度,其中“慢”約為1.0~2.0cm/s(屬極慢速度),而“快”約為2.5~5.0cm/s(屬較慢速度)。
注射壓力與注射速率是相互依賴的,也受其他因素的影響,最顯著的有:物料的流動性、澆口大小、模腔的幾何形狀和模溫。對于硬PVC,充模壓力一般約為注塑機總壓力的1/2~3/4,保壓壓力則為充模壓力的1/2~2/3。注塑機可提供的總壓力約達172MPa。據報道,注射壓力采用“高一中一低”方式,其中“高”是指注射油缸表壓約為9.0~11.0 MPa,“中”約為7.0~8.0MPa,“低”約為5.0~6.0MPa(震德廠產的PVC專用注塑機)。另外,熔體“緩沖墊”一般控制在3~6mm范圍。