PVC混料技術原理分析、操作規范

作者:   發布時間:2018/8/6 15:12:26   瀏覽次數:6369

混料是生產PVC型材的第1道工序，具有十分重要的作用。在擠出過程中，一般采用錐形雙螺桿擠出機，其正位輸送作用遠大于對物料的混合作用，因此各種助劑的均勻混合和混煉主要由擠出之前的混料來完成。因此，德國某專家說：“好的混料設備可以補償塑化性能差的擠出機，但塑化性能再好的擠出機也不能彌補混料設備較差帶來的影響?！?/span>

配料及其操作規程

配料就是嚴格按配方組分、用量的要求，采用不同精度的計量器具，準確對生產所需的各種原料進行稱重、配比。配方組分、用量是經過多次嚴格試驗得出的，用量過大會增加成本，用量過少會影響PVC型材的性能，因此如果配料工作出現差錯，對PVC型材質量影響極大。

配料的操作規程如下：

1. 工作期間一定要穿戴工作服，嚴禁攜帶任何與工作無關的雜物，以免工作時掉入配料桶內。

2. 做好操作前的準備工作，各類助劑應開包檢驗，原料碼放一定要整齊、有序、對號入座。

3. 對各類原料的顏色、粒度、流動性（手感）、用量標準一定要十分清楚。

4. 不同原料要采用不同精度的計量儀器。用量較大的（如穩定劑、沖擊改性劑、鈦******、碳酸鈣等）可用精度為10 g的電子秤計量；用量較小的（如加工助劑、潤滑劑、色母料、抗氧劑等）必須用精度為1 g的電子秤計量。計量偏差：CaCO3≤50 g，UV-531、抗氧劑≤0. 1 g，其他物料≤5 g。

5. 嚴格按制定好的程序操作，嚴防遺漏或重復計量。

6. 配料時應輕拿輕放，不得將物料泄漏到地面或揚起粉塵，污染環境。

7. 電子秤等計量儀器一定要定期檢查、維護和檢驗，發現問題應及時處理或更換。工作完畢后一定要清理黏附在儀器上的浮料，以免影響計量儀器的準確性。

8. 應不定期復核配料質量，對于計量不合格的原料，應作為廢料處理，不可混入已稱量合格的原料中。

9. 每班次的配料要有詳細記錄，包括原料牌號、產地、配料量、操作人員等。特別是新進廠的原料，一定要詳細記錄，以便驗證其性能。

10. 配料工作完成后，各類原料一定要進行封存處理，并核對稱量的助劑量及剩余的助劑量是否與助劑總量相符，防止出現漏配或重復配料現象。

2　熱混與冷混

2·1　熱混技術原理

2. 1. 1　熱混過程

熱混不是物料簡單的混合、攪拌過程，是配方中不同組分與用量的物料，在高速旋轉的攪拌槳葉推動下，沿混料機內壁急劇散開，并從機內中心部位落下，形成漩渦狀運動的過程。在物料與攪拌槳葉以及混料機內壁相互撞擊、磨擦而產生的剪切作用下，物料由固體、單相、不均態向多相、均態、部分凝膠態轉化，而且物料溫度不斷上升， PVC顆粒和其他組分不斷相互滲透， PVC顆粒表面逐漸吸收或吸附穩定劑、潤滑劑等，可通過表觀密度的增加來衡量密實度。通常PVC樹脂的表觀密度僅為0. 45~0. 55 g/cm3，而熱混料表觀密度可增大至0. 63~0. 70 g/cm3。

熱混過程包括擴散、對流、剪切3種作用過程。擴散作用使物料組分之間的分布更均勻，使組分微粒從較多的區域向較少的區域遷移，從而達到組成均一；對流和剪切都是利用機械力作不規范流動，使物料組分達到均勻分散。

隨著溫度的不斷升高， PVC粒子不斷吸收穩定劑、潤滑劑等，逐漸被各組分包覆；當物料溫度升至100℃左右時，很容易除去PVC樹脂及助劑中的水分和其他易揮發物，避免了在擠出過程中產生氣泡；當物料升至110~120℃時，可形成均勻、穩定的干混粉料。

2. 1. 2　PVC混合料的凝膠化

熱混也是PVC混合料凝膠化的過程。未經混料的PVC樹脂在常溫狀態下顆粒大小不一，小顆粒較多，在擠出成型過程中極易引起塑化不均勻。在熱混過程中， PVC樹脂逐漸熔融、塑化，再結晶形成網絡形態結構。從常溫到50℃以下時， PVC結團粉粒和較大的顆粒被摩擦、沖擊后，雖然表觀密度變化不大，但大的堆積粒子被剪切破碎后逐漸變成小粒子，并在吸收了熱能和機械能后活性增大，逐漸結合其他顆粒，粒徑增大。當料溫在90℃以下時，混料機升溫速度較快，之后升溫較慢，擴散、剪切、對流作用較為劇烈。當料溫達到115℃時， PVC樹脂小顆粒變得大而均勻，小顆粒逐步消失，且顆粒邊緣因部分凝膠化而變成透明和半透明狀。在一定條件下， PVC樹脂顆粒部分凝膠化的程度是由出料溫度所決定的。當料溫達到120℃時， PVC顆粒趨向穩定，且凝膠化程度加劇。整個熱混過程PVC顆粒反復結合和均化，粒徑增大，起到致密化作用，使PVC顆粒的表觀密度達到最大值，利于提高擠出產量，促進物料的均勻塑化，提高PVC型材的焊接強度、沖擊性能及其他性能。均一性和干流性較好的PVC干混粉料，可觀察到PVC樹脂既有顆粒細化、粒徑均勻的形態變化，又表現出表觀密度大、部分凝膠化的特點。

2. 1. 3　熱混出料溫度

熱混出料溫度決定了PVC物料均勻塑化的進程。熱混溫度過低， PVC物料塑化不均勻，影響PVC型材的性能；熱混溫度過高， PVC物料在混料罐內易發生降解，甚至“糊料”，影響生產。因此一般情況下，大部分PVC型材生產企業把120℃作為熱混的額定溫度指標。當碳酸鈣用量較大時，可適當提高熱混出料溫度，以利于PVC物料及低熔點組分均衡吸附碳酸鈣，提高表觀密度。

2. 1. 4　熱混時間

除熱混出料溫度需要控制外，還需要密切注意熱混時間，以便對出料溫度控制進行監控。當連續混料時，如果熱混達到出料的時間較短（如低于7min），應延長每批料間隔時間；當混料機長期使用后，如果升溫過慢（如超過12 min仍達不到出料溫度），可及時卸料，認真檢查熱電偶、溫度表是否指示失靈，并進行處理。當發現混料機槳葉磨損嚴重時應及時進行更換，以防影響混料質量。一般情況下，當混料時間超過正?；炝蠒r間的2倍或槳葉端部的磨損大于15 mm時，則應更換葉片。

2. 1. 5　熱混加料順序

熱混加料順序對混料質量及混料罐磨損有一定影響。加料順序通常是：

1. 在低速下加入PVC樹脂、熱穩定劑；

2. 在??速和60℃條件下加入沖擊改性劑、加工助劑、內潤滑劑；

3. 在高速和80℃條件下加入填料、鈦******、群青、外潤滑劑、UV-531、色母料、抗氧劑等。

先加入熱穩定劑可以充分發揮其對PVC樹脂的熱穩定作用；較早加入內潤滑劑有利于PVC物料的初步凝膠化；過早加入鈦******會影響制品表面光潔度和色澤，且對混料罐磨損較大；過早加入碳酸鈣不僅對混料罐磨損較大，而且會優先吸收內潤滑劑；過早加入加工助劑會優先吸收鉛鹽穩定劑，使PVC吸收鉛鹽穩定劑的量減少，導致物料穩定性下降；過早加入外潤滑劑會使混料摩擦熱與剪切熱降低，影響混料效果與穩定劑的分散性能；過早加入色母料會影響PVC型材的色澤。

2. 1. 6　混料量

熱混料的總量也是不可忽視的。一般每批料應控制在熱混罐容積的75%左右，以免混料時間過長（或過短），致使物料過塑化（或塑化不均勻）。

2·2　冷混技術原理

冷混與熱混的工作原理有所不同。熱混一般不設外加熱設備，主要靠高速旋轉的槳葉帶動物料與物料相互碰撞以及物料與料筒的摩擦、剪切產生的熱能，使常溫物料變成熱混料。而冷混機的料筒帶夾層，夾層中流動著冷卻水；并且一般冷混機的容積是熱混機的3倍左右。進入冷混機的熱混料在比較寬敞的環境和旋轉槳葉不停地攪拌、翻滾下，其熱量被料筒內壁夾層中的冷卻水吸收，自身逐漸冷卻。PVC物料熱混后應立即冷混，以防止熱混料長時間在高溫下存放而發生降解。同時，熱混料如不經過冷混，在自然狀態下冷卻易重新吸收水分，對擠出造成不良影響。冷混不僅可以防止PVC物料在高溫下冷卻的吸水返潮現象，也是PVC物料在放熱過程中進一步排出其分子間水分的過程。PVC物料的冷混出料溫度對保證干混料的質量有很重要的作用。一部分技術人員認為： PVC物料是要進入擠出機塑化的，趁熱加入即可，不必冷混，因此熱混料不經過冷混直接加入擠出機，會導致制品質量不合格。一般冷混出料額定溫度為40℃，冷卻水溫度通?？刂圃?3~15℃。

2·3　混料的操作規程

1. 各種原料一定要掛牌，并有序、明碼、整齊堆放；原料之間要間隔相應的距離，不得相互混淆。

2. 嚴格按混料程序與出料溫度操作。在混料過程中一定要觀察熱混罐與冷混罐出料閥門是否泄漏。

3. 熱電偶與儀表是顯示和監測混料溫度的重要儀器，一定要定期校對，始終保持熱電偶與儀表處于良好的靈敏狀態?；炝瞎ぷ髑耙欢ㄒJ真檢查熱電偶是否安裝到位、是否被物料包裹或損壞，儀表是否顯示失靈。當熱電偶或儀表存在質量問題時不得進行混料操作。

4. 工作前一定要認真檢查PVC加料罐過濾網是否完好。

5. 定期檢查混料機，如發現混料機蓋板、槳葉黏附物料或混料罐死角存在積料，應及時清理。在清理時，應嚴禁攜帶鋼、鐵、銅等硬質物品，嚴禁任何雜物掉入混料罐內。

6. 混料過程的中后期，一定要定期檢查混料罐的排氣袋是否阻塞。

7. 混好的原料應及時輸送到儲料罐，在常溫條件下應存放24 h進行熟化處理，消除混料過程產生的靜電，提高干混料的表觀密度和流動性。如混料后靜置時間過短，擠出時容易發生型材“發喘”的現象，在靠自重喂料的擠出機上易發生“架橋”現象。

8. 彩色料混料時一定要單獨接料，混好的料嚴禁輸送到儲料罐，以免污染自動輸送料系統。彩色料人工接袋后一定要封閉，不能敞口堆放，以免返潮，影響混料質量。

9. 彩色料混料結束后，一定要認真清理料罐，并用PVC樹脂進一步清理，直至干凈無雜色為止。用于清理混料罐的PVC樹脂，可作配混清洗料使用，不得再作擠出生產料使用。

10. 混料時發生“糊料”故障后，一定要用軟金屬及時將料罐清理干凈。清理時應佩戴防毒面具，以保護人身安全。

11. 停產期間，一定要留工作人員值班，定時啟動混料機，以防電腦程序丟失。

2·4。高速混合機組操作工藝規程

2. 4. 1　開機前準備工作

1. 保持機器各部位整潔，尤其混合器及排料閥內腔應清掃干凈，確保無任何硬物、臟物。

2. 詳細檢查機器各連接部件有無松動，壓縮空氣及管路的連接有無泄漏，各壓力表指示是否正常。

3. 檢查各個轉動零部件是否有磨刮、卡滯等缺陷，嚴格按潤滑規程潤滑各部位。

4. 檢查各氣動閥門開啟及關閉是否靈活、無阻滯。

5. 檢查攪拌槳安裝是否牢固，刮料器與罐底之間有無磨削現象，并保持一定間隙；當用手轉動時，主軸應輕盈、靈活。

6. “V”形帶應均勻拉緊，電機底板螺栓應無松動。

7. 檢查電氣設備是否安全可靠。

8. 詳細查看水、電、氣壓力指示是否正常；冷卻水壓力不宜過高，供水閥開啟60% ~70%為宜，以免壓力過大，造成冷混罐體變形，甚至爆裂。

9. 若采用“自動”程序，必須查看各項溫度設定值是否符合生產工藝。

2. 4. 2　啟動、運行注意事項及安全措施

1. 嚴禁非專業人員操作設備，嚴禁在工作過程中私自更改設備設定參數，嚴禁違章操作配電盤各程序開關。

2. 自動、手動切換時要在停機或空載下進行，上下料時起重器下嚴禁站人。

3. 在運行過程中，應密切注意高速混合機的電流是否在正常范圍；高速混合時一般在80~100A之間，冷混時一般在18~20 A之間。如電流過低，有可能是投料量不符合要求或皮帶輪松弛、打滑，應及時處理；如電流突然增高且不回落，同時電機發熱或有噪聲，則可能是混料機內有異物或軸承松動，應立即停車，查清原因，排除故障。

4. 設備運行時嚴禁開動放料閥及氣動元件。

5. 主機啟動后，用量較小的料應從小蓋孔中放入，嚴禁將硬物等雜質帶入混料機內。

6. 生產完畢后，應關閉電、氣、水的閥門。

7. 必須定期清理、檢查各安全氣閥、電磁閥、過濾網等。

8. 檢修混料機時，應停機，切斷電源。

3　PVC廢料的回收

3·1　必要性和回收方法

PVC型材擠出過程中，因各種原因（如質量調試、故障處理、正常開停車等）會出現大量廢料；同時，門窗生產過程中也會產生大量的邊角廢料。這些廢料如不進行回收，則會影響企業的經濟效益；如回收不當，則會影響型材質量。因此， PVC廢料回收是一項重要、不可忽視的工作。不同擠出過程產生的PVC廢料，不僅加工性能與使用性能有很大的差別，同時也會產生不同程度的色差，因此， PVC廢料一定要“分類”、“分次”回收。

（1）分類回收。

白色型材與彩色型材的廢料、開停機及故障處理廢料一定要嚴格區分，不能混在一起。開機產生的PVC廢料回收后，只能用于開機，不得作為生產料使用。

（2）分次回收。

　一次回收PVC廢料和多次擠出PVC廢料要嚴格區分。一次回收PVC廢料經粉碎后，最好用剪切熱較低的雙螺桿或單螺桿擠出機生產拼管、拼條、轉角、方管、壓條等輔助PVC型材或管材；二次、三次回收PVC廢料經粉碎后還需經磨粉，視色澤變化程度再微量添加到原始混合料中，供生產各類PVC型材使用。

各類PVC廢料在粉碎處理前，一定要認真擦洗，清除PVC廢料上黏附的粉塵、污跡等。粉碎不同品種、顏色的PVC廢料前，一定要認真清理粉碎機，以免混雜在一起，無法進行回收。操作粉碎機時，操作人員一定要站立在粉碎機的側面，不得正對粉碎機，以防粉碎機內余料崩出，造成人身傷害。

3. 2　PVC廢料破碎機的操作規程

3. 2. 1　開機前準備工作

1. 打開進料口，檢查破碎機腔內各部件是否正常。

2. 檢查旋轉刀與固定刀之間的間隙，以及破碎腔內壁間隙是否在規定的范圍內，螺栓是否松動。

3. 用手轉動帶輪，檢查運轉是否正常靈活，有無刮碰。

4. 檢查止退螺栓以及上下活節螺栓是否需要調整。

5. 油嘴處應注入足夠的潤滑油。

6. 檢查“V”形帶的松緊程度。

7. 開車時需空轉3 min，檢查是否存在異?，F象。

8. 檢查旋轉刀方向及轉向是否正確。

3. 2. 2　操作時注意事項

1. 嚴禁將雜物、金屬混入待破碎物料中。

2. 投料量必須保持均勻一致。

3. 若發現粉碎刀具鈍口，應立即修復或更換刀具。

4. 隨時注意電動機及軸承兩端是否變熱。

5. 若需更換濾網，應先停機。

6. 需要停車時，應提前5 min停止投料，待破碎機腔內的存料破碎完之后才能停車。

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