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PVC热冷高速混料机的混合工艺

时间:2021-03-03 16:18:00 来源: 点击:

热混过程:

PVC混料机不是物料简单的混合、搅拌过程,是配方中不同组分与用量的物料,在高速旋转的搅拌桨叶推动下,沿混料机内壁急剧散开,并从机内中心部位落下,形成漩涡状运动的过程。在物料与搅拌桨叶以及混料机内壁导流板相互撞击、磨擦而产生的剪切作用下,物料由固体、单相、不均态向多相、均态、部分凝胶态转化,而且物料温度不断上升, PVC粉体和其他组分不断相互渗透, PVC颗粒表面逐渐吸收或吸附稳定剂、润滑剂等,可通过表观密度的增加来衡量密实度。通常PVC树脂的表观密度仅为0. 45~0. 55 g/cm3,而热混料表观密度可增大至0. 63~0. 70 g/cm3。

热混过程包括扩散、对流、剪切3种作用过程。扩散作用使物料组分之间的分布更均匀,使组分微粒从较多的区域向较少的区域迁移,从而达到组成均一;对流和剪切都是利用机械力作不规范流动,使物料组分达到均匀分散,一般情况下剪切力在3左右。

 

随着温度的不断升高, PVC粉体不断吸收稳定剂、润滑剂等,逐渐被各组分包覆;当物料温度升至100℃左右时,很容易除去PVC树脂及助剂中的水分和其他易挥发物,避免了在挤出过程中产生气泡;当物料升至110~120℃时,可形成均匀、稳定的干混粉料。PVC混合物料的凝胶化

热混也是PVC混合物料凝胶化的过程。未经混料的PVC树脂在常温状态下颗粒大小不一,小颗粒较多,在挤出成型过程中极易引起塑化不均匀。在热混过程中, PVC树脂逐渐熔融、塑化,再结晶形成网络形态结构。

从常温到50℃以下时, PVC结团粉粒和较大的颗粒被摩擦、冲击后,虽然表观密度变化不大,但大的堆积粒子被剪切破碎后逐渐变成小粒子,并在吸收了热能和机械能后活性增大,逐渐结合其他颗粒,粒径增大。

当料温在90℃以下时,混料机升温速度较快,之后升温较慢,扩散、剪切、对流作用较为剧烈。当料温达到115℃时, PVC树脂小颗粒变得大而均匀,小颗粒逐步消失,且颗粒边缘因部分凝胶化而变成透明和半透明状。

在一定条件下, PVC树脂颗粒部分凝胶化的程度是由出料温度所决定的。当料温达到120℃时, PVC颗粒趋向稳定,且凝胶化程度加剧。

整个热混过程PVC颗粒反复结合和均化,粒径增大,起到致密化作用,使PVC颗粒的表观密度达到最大值,利于提高挤出产量,促进物料的均匀塑化,提高PVC型材的焊接强度、冲击性能及其他性能。均一性和干流性较好的PVC干混粉料,可观察到PVC树脂既有颗粒细化、粒径均匀的形态变化,又表现出表观密度大、部分凝胶化的特点。

热混出料温度:

热混出料温度决定了PVC物料均匀塑化的进程。热混温度过低, PVC物料塑化不均匀,影响PVC型材的性能;热混温度过高, PVC物料在混料罐内易发生降解,甚至“糊料”,影响生产。

因此一般情况下,大部分PVC型材生产企业把120℃作为热混的额定温度指标。当碳酸钙用量较大时,可适当提高热混出料温度,以利于PVC物料及低熔点组分均衡吸附碳酸钙,提高表观密度。

热混时间:

除热混出料温度需要控制外,还需要密切注意热混时间,以便对出料温度控制进行监控。当连续混料时,如果热混达到出料的时间较短(如低于7min),应延长每批料间隔时间;

当混料机长期使用后,如果升温过慢(如超过12min仍达不到出料温度),可及时卸料,认真检查热电偶、温度表是否指示失灵,并进行处理。

当发现混料机桨叶磨损严重时应及时进行更换,以防影响混料质量。一般情况下,当混料时间超过正常混料时间的2倍或桨叶端部的磨损大于15 mm时,则应更换叶片。

 

热混加料顺序对混料质量及混料罐磨损有一定影响

 

在低速下加入PVC树脂、热稳定剂;在高速和60℃条件下加入冲击改性剂、加工助剂、内润滑剂;高速和80℃条件下加入填料、钛白粉、群青、外润滑剂、UV-531、色母料抗氧剂等。

作用:

先加入热稳定剂可以充分发挥其对PVC树脂的热稳定作用;

较早加入内润滑剂有利于PVC物料的初步凝胶化;

过早加入钛白粉会影响制品表面光洁度和色泽,且对混料罐磨损较大;

过早加入碳酸钙不仅对混料罐磨损较大,而且会优先吸收内润滑剂;

过早加入加工助剂会优先吸收铅盐稳定剂,使PVC吸收铅盐稳定剂的量减少,导致物料稳定性下降;

过早加入外润滑剂会使混料摩擦热与剪切热降低,影响混料效果与稳定剂的分散性能;

过早加入色母料会影响PVC型材的色泽。

PVC热冷高速混料机混合量

热混料的总量也是不可忽视的。一般每批料应控制在热混罐容积的75%左右,以免混料时间过长(或过短),致使物料过塑化(或塑化不均匀)。

 冷混的冷却工作原理

冷混与热混的工作原理有所不同。热混一般不设外加热设备,主要靠高速旋转的桨叶带动物料与物料相互碰撞以及物料与料筒的摩擦、剪切产生的热能,使常温物料变成热混料。而冷混机的料筒带夹层,夹层中流动着冷却水;并且一般冷混机的容积是热混机的3倍左右。进入冷混机的热混料在比较宽敞的环境和旋转桨叶不停地搅拌、翻滚下,其热量被料筒内壁夹层中的冷却水吸收,自身逐渐冷却。PVC物料热混后应立即冷混,以防止热混料长时间在高温下存放而发生降解。同时,热混料如不经过冷混,在自然状态下冷却易重新吸收水分,对挤出造成不良影响。冷混不仅可以防止PVC物料在高温下冷却的吸水返潮现象,也是PVC物料在放热过程中进一步排出其分子间水分的过程。PVC物料的冷混出料温度对保证干混料的质量有很重要的作用。 PVC物料是要进入挤出机塑化的,趁热加入即可,不必冷混,因此热混料不经过冷混直接加入挤出机,会导致制品质量不合格。一般冷混出料额定温度为40℃,冷却水温度通常控制在13~15℃。



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