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1、随着国内塑钢门窗的普及使用，型材企业在行业几个大企业的带动下，近两年也取得了巨大的发展，型材总产能至去年已达 130 万吨。但是值得我们关注的是在产能迅速扩张的同时，型材产品的质量却没能取得相应的进步，各个地区分别出现型材变色、焊角炸裂等质量问题，使人们刚刚接受塑钢门窗的优点，又同时对它的质量持怀疑态度。质量问题的出现是因为多数企业技术力量薄弱，对先进设备的驾驭能力不够，质量控制体系不完善，同时国内助剂发展速度缓慢，配方体系不科学，型材断面设计走小型化道路有关，行业协会和多数企业均意识到这一点，加强了质量方面的交流和发展。作者愿意用多年的生产经验和大家进行交流，仅是一家之言，欢迎指正。 一、影
2、响型材质量的因素 影响型材质量的因素很多，从质量管理的角度来看，可以归结为以下几点： 1、设计合理的配方； 2、质量稳定的原辅材料； 3、系统稳定的混料、挤出设备； 4、加工精密、设计合理、不易磨损的模具； 5、合理的工艺参数设置，严格的工艺控制； 6、周密的质量管理体系； 7、技术力量强、善于管理的员工队伍。 以上要素均对型材的质量产生影响，尤其混料系统更是决定着型材的内在质量。优质、稳定、均一的混合料可以生产出高质量的型材，大大降低型材废品率，是型材生产的质量保证。由于混料的问题是一个系统的问题，不易掌握，且更多涉及到各厂家的机密，所以这方面的论文并不多见，作者总结了几年来对混料系统质量管
3、理的经验，谈一谈对混料系统质量管理的看法。 二、混料系统设备的选择 1、 系统选择 11 混料系统的确定关系到运行的安全性、科学性，科学的系统设计可以提供合理的配置，使系统安全运行，提高混料质量，确保输送畅通。它包括厂房设计、料罐确定、原料称量、设备选型和配置、原料储存和输送等。 12 目前在国际上做系统的公司很多，在国内为型材企业做系统的主要有 THYSSEN-HENSCHEL、LEIMEIT 、COPERION、AZO 等公司，他们都是国际知名的公司，有多年做系统的经验，可以提供科学安全的系统配置，国内很多大的型材企业的混料系统都是他们提供的。 2、 热、冷混设备 21 热冷混设备的选择关
4、系到工厂的产能、混合料的质量，优良的桨叶设计、弧形设计、锅壁的光泽度、材质是选择热、冷混设备的重点。科学的桨叶设计可以使物料得到充分的搅拌，达到理想化的凝胶化状态，优质的材质可以保证系统的连续运行和足够长的设备寿命，降低成本。目前国内混料设备制造企业很多，但大多数企业还停留在测绘、仿制的水平上，技术水平低，产品寿命短，与国外先进水平有较大差距。国外热冷混设备制造厂商我们常见的有 THYSSEN-HENSCHEL、PLASMEC 、PAPENMEIER 、MTI 等。 22 热混机常见的机型有 500L、800L、1000L、1500L、2000L 等型号，热混机搅拌桨叶和导流片设计各厂家各有不
5、同，很难说谁优谁劣，但都应能达到充分的混合效果，企业在选择的时候可以注意温控装置的安全性和运行性；冷混机的配置各个厂家从设计的角度出发，也不完全一样，容量一般为热混机容量的 2-3.5 倍，机体设计一般分立式和卧式两种，厂家常根据热混机的容量选择冷混机体设计，容量较大的更多的使用卧式冷混配置。 23 企业可以根据自己的产能来选择不同型号的混料设备，混料产能应大于型材挤出产能，才能保证生产正常运行。混料的产能是根据热混机的容积来确定的，可以用下面的公式进行计算： 年产能75%LM7200B1000 L：热混机的容积 M：混合料的表观密度 B：每小时可混的份数 以一台热混机容积为 1000L 的系
6、统为例，混合料的表观密度按 0.6g/ml,每小时可混 7.5 份料,300 个有效工作日计算,它的年产能为： 年产能75%10000.672007.5100024300 吨 这样的一套热冷混设备可以满足一个年设计能力为 20000 吨型材的企业需要。 3、 输送方式 31 混合料的输送在整个系统内占有重要的地位，很多企业经常出现送料不畅的情况，输送管道磨损严重，跑冒滴漏到处可见，严重制约了生产的正常运行。系统厂家要根据不同的原料来确定输送的长度,管道的材质及弯管的数量. 32 现在使用的输送方式基本有三种，详见 6.3。 三、配方的确定 1、 配方现状 1. 1PVC 树脂的热稳定性和加工性
7、能均较差，加工过程中必须添加多种不同用途的助剂，才能发挥 PVC 树脂本身的优点。国内外配方体系基本相同，但个别助剂加入量又不尽相同，根据抗冲改性剂可分为PVC/CPE 和 PVC/ACR 两大共混增韧体系；根据稳定剂体系可分为：铅盐体系、有机锡体系、钙锌体系、稀土体系四大类。无论哪种配方，均由：PVC改性增韧体系稳定润滑体系防老化体系填充体系，下表是配方基本构成情况： 2、 配方设计要求 铅盐体系 有机锡体系 钙锌体系 稀土体系 单体铅 复合铅 基体 PVC 100 100 100 100 100 改性增韧体系 抗冲 CPE 8-10 8-10 8-10 8-10 8-9 ACR 6-8 6
8、-8 6-8 6-8 6-7 加工 ACR 1.5-2 1.5-2 1-2 1.5-2.5 1-1.5 稳定润滑体系 二盐 4-5 - - - - 硬铅 0.5-0.8 - - - - 硬钙 0.5-0.8 0.4-0.6 0.7-1.4 - - 内外润滑剂 0.3-0.6 0-0.3 0.9-1.1 0.3-1 0-0.2 复合铅 - 4-6 - - - 有机锡 - - 1-2.5 - - 钙锌 - - - 4 - 亚磷酸 - - - 0.5-0.8 - 环氧大豆油 - - - 1-1.5 - 稀土 - - - - 3-3.5 填充体系 轻质、重质碳酸钙 5-8 5-8 4-7 6-8 10
9、-12 防老化体系 钛白粉 4-5 4-5 5-7 6-8 4-6 紫外线吸收剂 0-0.3 配方设计是对型材制品起决定性作用的因素之一，配方设计的好坏关系到型材生产的稳定性、型材的物理性能和成本。寻求最优的性能价格比是配方设计的基本原则。 一般来说，配方设计应遵循以下原则： 1） 、保证制品有良好的力学性能；在强度、刚度、抗冲击和焊接性能应达到 GB/T8814 的要求。 2） 、有良好的加工性能、热稳定性，适合挤出成型，保证加工过程中的尺寸稳定性和表面光泽度。 3） 、保证门窗制品能够在-40-70的温度条件下正常使用。 4） 、有优异的耐候性、耐酸碱性、颜色牢固性，保证制品在不同的气候条
10、件下长期使用，不产生变色、变形、表面粉化、光泽度丢失、物理性能下降等现象，达到期望的寿命。 5） 、有较高的性能价格比；在满足以上要求的同时，要尽量降低配方成本。 四、原材料的选择 1、主原料的选择 11 混合料是由聚氯乙烯树脂和助剂经过高速搅拌摩擦剪切产生热量达到一定的温度混合而成,树脂约占总量的 80%左右,因此树脂的选择和质量控制尤为重要。工业化生产聚氯乙烯树脂常用的方法有悬浮聚合、乳液聚合、本体聚合和溶液聚合四种。树脂分为 XJ-紧密型和 SG-疏松型，疏松型树脂颗粒较粗，外表呈粗糙不平的棉团形状，内部疏松多孔，外形不规则，加工表现在干流动性好、易塑化、成型时间短、加工操作方便，使用于
11、粉料挤出。型材企业一般选择悬浮法聚合的疏松型树脂作为主原料。 12 聚氯乙烯树脂的性能取决于分子量的大小及其分布。分子量大小常用平均聚合度、粘度、粘数、K值表示，树脂的分子量越高，制品的机械性能、热稳定性、耐寒性越好，但流动性差、加工温度高，加工困难，综合各项因素，一般选择 K 值为 65-68、平均聚合度为 870-1000 的 SG-5 型树脂。 13 选用相应型号的树脂后，还应注意表观密度、过筛率、白度、鱼眼数、挥发物含量等几个指标，这些指标影响着混合料的流动性、过筛率、挥发份及制品的外观、颜色和加工性能。 2、辅助原料的选择 21 抗冲击改性剂 PVC 是硬脆性材料，抗冲击强度低，低温
12、下韧性差，随着温度的降低迅速变硬变脆，受冲击时极易脆裂。为改善制品对缺口的敏感性和改进低温抗冲击性能，需在 PVC 混炼过程中加入抗冲击改性剂以改善其性能，抗冲击改性剂主要品种有 CPE、ACR 、EVA 等，国外使用 ACR 改性较多，我国以 CPE 改性为主，也有部分企业使用 ACR 抗冲改性剂。 1） 、氯化聚乙烯（CPE） CPE 为无定形网络聚合物，具有较好的耐候性、耐寒性、抗冲击性，与 PVC 有较好的相容性。随着 CPE用量的增加，缺口冲击强度增加，拉伸强度、弯曲强度、维卡软化点下降，流动性能提高，综合各项因素，配方中选择 8-10PHR 为宜。CPE 的氯含量和残余结晶度对抗冲
13、效果影响较大，CPE 氯含量在 36-38%时，残余结晶度较低，抗冲效果较好。企业应定期对氯含量、热稳定性能等指标进行检测。 2） 、丙烯酸酯类（ACR） 丙烯酸酯类抗冲改性剂是国外企业普遍采用的改性剂，在我国近年也有较快的发展。它属于核-壳结构共聚物，抗冲击效果优于 CPE，具有加工范围宽、塑化快、热稳定性好、制品光泽度高等优点，且具有较好的耐候性，虽然价格昂贵，但正逐渐被中国市场所接受。现在也有厂家采用 CPE 与 ACR 共用改性的方法来提高抗冲性能，降低成本，可以借鉴。 22 热稳定剂 聚氯乙烯树脂在高于 100的温度下易发生脱 HCl 反应并导致降解和变色现象，因此加工中应加入热稳定
14、剂，提高树脂的热稳定性能。国内常用的有铅盐、有机锡和稀土热稳定剂。 1)、铅盐稳定剂 铅盐稳定剂由于热稳定性能好，价格低廉，被欧洲和国内广泛采用，但由于铅有毒，易被污染，随着国内外对环保的要求越来越高，众多企业和机构正在寻求新的热稳定剂来替代。铅盐稳定剂的品种主要是三盐和二盐，可单独使用，也可共同使用。 2） 、有机锡稳定剂 有机锡稳定剂被北美企业作为 PVC 的主要稳定剂，它价格较贵，但用量少、没有毒性、透明性和热稳定性好，所以也是主要的热稳定剂之一。 3） 、稀土稳定剂 稀土稳定剂是近年我国涌现的新型稳定剂，由于具备独特的优势，发展迅速。稀土稳定剂与传统稳定剂相比，具有塑化快、流动性好、耐
15、候性高等优点，特别是可以大大提高型材的冲击强度和门窗的焊角强度，在我国型材断面偏小的情况下，深受企业的欢迎，正在逐步推广。 23 润滑剂 为改善物料的流动性，减少与设备的摩擦，提高加工性能，在加工过程中应加入适量的润滑剂，润滑剂分为内润滑和外润滑，常用的润滑剂有硬脂酸铅、氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸等。 24 光稳定剂 PVC 和其他聚合物一样受紫外线照射会产生降解，因此必须在配方中添加必要的光稳定剂。型材制品中常用的光稳定剂有钛白粉和紫外线吸收剂。 1） 、钛白粉 钛白粉在制品中，一方面提供遮盖力，一方面起到屏蔽紫外线的作用，防止 PVC 降解。钛白粉从晶型结构分为金红石型和锐钛型，型材制
16、品使用经表面处理的金红石型钛白粉，所以在选择钛白粉时，要注意硅含量、铝含量、TIO2 含量和表面处理技术，最重要的是通过制品进行耐候性实验选择钛白粉。 2） 、紫外线吸收剂 由于配方中如二盐基铅盐、有机锡、稀土稳定剂等均可赋予 PVC 好的光稳定性，因此在一般情况下，门窗型材可以不加紫外线吸收剂，但在日照时间较长、紫外线辐射强的气候下、彩色型材或出于耐候目的，必须另外添加 0.1-0.3PHR 的紫外线吸收剂。使用较多的紫外线吸收剂有 UV-531、UV-9 等。 25 填充剂 填充剂的主要作用是降低成本，提高硬度、刚度、挤出稳定性和尺寸稳定性，减小收缩率。型材制品采用的填充剂通常为活化轻质碳酸钙和重质碳酸钙，国内大多采用沉淀法生产硬脂酸活化的轻质碳酸钙，部分厂家正在尝试偶联剂（钛酸酯、铝酸酯等）处理的轻质碳酸钙。选择碳酸钙应注意它的细度、
