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低发泡硬质PVC门窗中空型材生产工艺
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低发泡硬质PVC门窗中空型材生产工艺
我国塑料门窗技术经过十几年的艰苦努力已日趋成熟，但在挤出法生产低发泡聚氯乙烯中空异型材的研究工作方面尚未有突破性的进展。
低发泡硬PVC中空异型材既要有非发泡型材的性能，其型材芯层又要有均匀的泡孔结构，相对密度在0.4以上。表皮上较硬的不发泡层，根据需要可制得0.5～1.2mm厚的皮层。这种低发泡材料握钉性能优良，可钉、可据、可刨、可粘、可焊，不碎不腐，素有"合成木才"之称。
低发泡塑料型材的单位长度重量较之非发泡型材减轻10%～30%。成本的降低，价格的下降为加速推广应用塑料门窗又提供了一个好的条件。
要获得外观和内在质量优良的硬PVC低发泡型材，必须合理设计原料配方、挤出工艺、机头和定型模结构、挤出螺杆等以及了解它们之间的内在联系。
1配方设计
挤出法生产低发泡硬质PVC型材比非发泡型材原料配方设计难度大，仅通过配比来解决制品的质量问题远远不够。配方设计虽有举足轻重的作用，但必须掌握结皮可控发泡的工艺特点，才能得心应手地完成配方设计工作。其设计要点主要有：
1.1发泡剂的选用
实践表明，化学发泡剂偶氮二甲酸胺(简称AC)用于生产低发泡硬PVC型材效果较好。这种发泡剂有较为狭窄且稳定的分解温度(180～200℃)，发气量为230～250ml/g。它与PVC树指相溶性好，分散性优良，不影响塑料的原有性能。
AC发泡剂所释放出的气体以氮气为主。氮气对机械模具无腐蚀性，不易燃烧和爆炸，无毒、无剧烈的放热反应。氮气还对PVC树脂溶解度小，气体透过率小，扩散速度小，气体流失小。AC发泡剂的这些优异性能为制得高效率闭孔泡沫体具备了最基本的条件。
发泡剂的用量直接影响制品的密度。在相同条件下，发泡剂浓度的增加，气体体积分数增加，即制品发泡倍率增加，相对密度减小。
图1表示，在相同条件下，发泡剂添加量的增加，发泡点远离模唇不利发泡(Z=0为模唇口)。所以，发泡剂的加入量既要保证所需发泡体的相对密度，又要遵循挤出发泡工艺的特
点。
1.2稳定剂
稳定剂能对AC发泡剂热分解产生活化作用，影响发泡剂的分解温度和发气量。实验证明，加入相同份量的各种稳定剂能促进AC分解温度的降低，其影响力的顺序是三盐基性硫酸铅>二盐基性亚磷酸铅>硬脂酸铅>硬脂酸钡>硬脂酸钙。图2曲线表示，当三盐基性硫酸铅浓度≥0.5份时，AC(用量0.7份)的分解温度恒定于162℃；当硬脂酸铅浓度≥0.5份时，分解温度恒定于167℃。因此，在配方中选择何种稳定剂显得尤为重要。
图1发泡发位置图2铅盐浓度对AC分解温度的影响(0.7份AC)实验还表明，稳定剂浓度增高，AC发泡剂发气量则加大。应指出，在同一稳定剂体系中，AC用量越小，分解温度升高，发气量随之降低。
1.3PVC树脂
在挤出过程中PVC熔体的塑化温度必须略低于AC发泡剂的分解温度。PVC树脂平均聚合度愈低，熔体塑化表现粘度所需的加工温度也就愈低。因此，选择平均聚合度较低P=800(K=62～65)的悬浮聚合聚氯乙烯树脂为宜。
1.4其它主要助剂
为了提高制品的抗冲击性能，并对光、热均具有稳定作用，达到户外使用的要求，配方中应加入CPE改性剂，有条件的可优选使用ACR。
轻质碳酸钙要求粒度小，即作成核剂，又作填充剂加入配方中。
2工艺设计
2.1低发泡硬PVC型材挤出工艺流程
配方称量→高速搅拌→低速冷混→锥双螺杆挤出→机头成型模→干式真空冷却定型→湿式真空冷却定型→牵引→锯割→型材
2.2混料工艺
硬PVC低发泡配方拟定后，控制高速搅拌和低速混合冷却的加料量、加料顺序、混合温度和混合时间等工艺条件，是保证干混粉料的质量关键。混料工艺不容忽视的有以下几点。
(1)混合料体积是高速搅拌机容积的50%～70%时，投料量是最佳值，物料翻腾良好，升温时间短。
(2)稳定剂与内润滑剂宜早期加入，有助于PVC混合物凝胶化和均一化。
(3)外润滑剂不宜在高