【正文】 都做了明確的規(guī)定，如下表： PVC扣板的理化性能指標(biāo)序號項目指標(biāo)1加熱變化率，%≤3. 02加熱后狀態(tài)氣泡、裂紋、麻點等不允許3耐丙酮性無可見缺陷4落錘沖擊通過5高低溫尺寸變化率，%≤6耐釘性不裂7氧指數(shù),%≥408水平燃燒，級19垂直燃燒，級FV0 工藝流程敘述PVC扣板規(guī)格和形式很多，但生產(chǎn)工藝流程基本上如下圖所示[12]:牽引輔機PVC樹脂及助劑高速攪拌混合低速攪拌混合擠出成型真空定型切割表面印花產(chǎn)品檢驗包裝入庫PVC板材所用的成型料并不是單一的PVC樹脂，為了改進板材的加工性能，改善板材的使用性能和降低成本，需要加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、填充劑、加工改性劑等助劑。 外觀尺寸型材表面不應(yīng)有影響使用的凹凸、傷痕、變形、雜質(zhì)、色差、光澤不勻等缺陷。(7)加工助劑為了提高配方混合料在混合過程中的分散均一性，縮短在擠出過程中的 熔融塑化時間，增加凝膠扭矩，減少擠出時因壓力波動而造成的物料流動態(tài)的波動和改善產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，添加少量的加工助劑是必要的，同時也有利于產(chǎn)品性能的優(yōu)化。金紅石型的特點是：白色較高、著色力強、耐候性好，但價格高。鈦白粉通常有銳鈦型和金紅石型兩種。主要品種有：鈦白粉、炭黑、酞青藍等。 (6)著色劑著色劑不僅可以美化塑料管材的外觀，而且兼有抗氧、耐熱、耐光和穩(wěn)定作用。碳酸鈣加入可產(chǎn)生消光現(xiàn)象，影響PVC材料的光澤度和透明性，增加相對密度和吸油性，降低耐化學(xué)腐蝕性能。碳酸鈣加入對PVC制品熱變形溫度上升影響不大，但會PVC板材熱膨脹系數(shù)減小，因而成型收縮率降低，提高了PVC板材尺寸精密度。要成為優(yōu)良的填充劑，必須對其表面進行活性改性。主要的填充劑是碳酸鈣。尤其是CPE135A可以有效地提高PVC樹脂的低溫沖擊性能。通常只是為了改善PVC制品在較低溫度下工作時所呈現(xiàn)的脆性。加入量少能引起粘附現(xiàn)象，加入過量會出現(xiàn)“噴霜”現(xiàn)象，損害制品的外觀及二次加工性能，或在加工中引起出料不正常，難以塑化，這都能影響PVC樹脂的加工性能和制品的質(zhì)量。外潤滑劑通常為低分子蠟如石蠟、PE蠟等。為防止上述傾向，降低PVC樹脂混合熔體溫度和降低摩擦熱，保持PVC制品表面光滑，減少加工能耗，提高提高加工速度，需要加入的一種助劑為潤滑劑。具有代表性的鉛鹽類穩(wěn)定劑有三鹽基硫酸鉛，俗稱三鹽，和二鹽基亞磷酸鉛，俗稱二鹽。它的用量明顯小于鉛鹽類熱穩(wěn)定劑。在PVC塑料生產(chǎn)中通常使用鉛鹽類穩(wěn)定劑、有機錫穩(wěn)定劑、稀土穩(wěn)定劑、金屬皂類穩(wěn)定劑、稀土復(fù)合穩(wěn)定劑等。PVC降解的原因和歷程比較復(fù)雜，主要是PVC分子中存在端雙鏈及叔氯原子，處于這些不穩(wěn)定處的H+和Cl原子容易脫除，生成HCl逸出，如果不抑制HCl的產(chǎn)生，則會繼續(xù)降解，不斷脫出HCl，使PVC分子鏈形成共軛多烯結(jié)構(gòu)，并使PVC大分子裂解成許多工作小分子，因此必須提高PVC的熱穩(wěn)定性。(2)穩(wěn)定劑純的PVC樹脂對熱極為敏感，當(dāng)加熱溫度達到90℃以上時，就會發(fā)生輕微的熱分解反應(yīng)，由于PVC樹脂分子結(jié)構(gòu)的熱不穩(wěn)定性，所以在加工過程中產(chǎn)生降解作用，釋放出HCl氣體，隨著降解程度的加劇，PVC樹脂由白色→淡黃色→橘黃色→橘紅色→棕色→黑色。這種樹脂一般要求K值為68左右，揮發(fā)物≤%，同時對樹脂的白度及雜質(zhì)含量如黃、黑點及魚眼等也有一定的要求。由此可知，PVC扣板的原材料來源是充足的。進口163萬t，同比減少7%。2004年產(chǎn)量達到503萬t，同比增長18%。其中糊樹脂近三十萬噸。低分子量的易溶于酮類、酯類和氯代烴類溶劑，高分子量的則難溶解，具有極好的耐化學(xué)腐蝕性。(1) 聚氯乙烯樹脂聚氯乙烯（PVC）是世界第二大通用樹脂，是由氯乙烯單體（VCM）聚合而成的一種熱塑性高分子化合物。但必須是對樹脂的分子結(jié)構(gòu)無明顯影響的物質(zhì)。 PVC扣板生產(chǎn)配方表原輔材料作用單位（質(zhì)量份）PVC（SG5）樹脂100三鹽基硫酸鉛熱穩(wěn)定劑二堿式亞磷酸鉛復(fù)合穩(wěn)定劑硬脂酸鉛潤滑劑硬脂酸鈣潤滑劑活性重質(zhì)碳酸鈣填充劑50鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）增塑劑ACR加工流動改性劑氯化聚乙烯沖擊改性劑鈦白粉著色劑 配方各組分作用說明PVC制品生產(chǎn)過程中必須加入各種助,加入各種助劑的目的是：改善加工性能；提高制品的力學(xué)、物理、光、熱、電等性能；降低制品的成本。 產(chǎn)品配方 生產(chǎn)PVC扣板的配方很多，但配方的組成大致相同。 設(shè)計依據(jù)本設(shè)計主要依據(jù)《生產(chǎn)聚氯乙烯裝飾扣板項目任務(wù)書》以及國家標(biāo)準GB/T213395《室內(nèi)裝飾用硬聚氯乙烯（PVCU）擠出型材》。而雙螺桿擠出機適合粉料加工，它可以直接使用混合好的PVC料，減少了造粒的工序，但多了廢料的磨粉工序。③．產(chǎn)量大，擠出速度快，單位產(chǎn)量耗能低。雙螺桿擠出機：①．結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格高。對聚合物的剪切降解小，但物料在擠出機中停留時間長。單螺桿擠出機特點：①．結(jié)構(gòu)簡單，價格低。目前，在PVC塑料型材的加工中，雙螺桿擠出機已成為主要生產(chǎn)設(shè)備，單螺桿擠出機已被逐步淘汰。螺桿擠出機又可分為單螺桿擠出機和多螺桿擠出機目前單螺桿擠出機是生產(chǎn)上用得最多的擠出設(shè)備，也是最基本的擠出機。 國內(nèi)外主要工藝路線介紹PVC扣板的生產(chǎn)工藝在國內(nèi)外已相當(dāng)成熟擠出成型工藝，是聚合物加工領(lǐng)域中生產(chǎn)品種最多，變化最多、生產(chǎn)率高、適應(yīng)性強、用途廣泛、產(chǎn)量所占比重最大的成型加工方法。另一方面，在國外塑料異型材也有相當(dāng)在的市場，美國早期的生產(chǎn)技術(shù)是從德國引進，20世紀80年代得了迅速發(fā)展，90年代發(fā)展更快，現(xiàn)在已成為世界異型材應(yīng)用和生產(chǎn)大國，英國雖然起步較晚，但由于氣候條件、能源費用上漲等原因，使其在20世紀80年代中后期迅速發(fā)展，現(xiàn)以成為歐洲最大的生產(chǎn)國和使用國。它成本低、裝飾效果好，因此在家庭裝修吊頂材料中占有重要位置，成為衛(wèi)生間、廚房、陽臺等吊頂?shù)闹鲗?dǎo)材料。當(dāng)人們已開始具有環(huán)保意識，“以塑代鋼、以塑代木”的口號提出時，作為新材料，PVC塑料扣板具有很強的生命力。同時，隨著我塑料異型材應(yīng)用量的不斷增大，產(chǎn)品的標(biāo)準也隨之不斷進行編制與修訂。在我國異型材生產(chǎn)在“八五”、“九五“、及“十五”期間均被列為重點開發(fā)產(chǎn)品，據(jù)了解[2]，目前我國異型材生產(chǎn)規(guī)模在萬噸級企業(yè)已有十多家，型材生產(chǎn)能力從1990年不足10萬噸增長到2003年的80萬噸，如目前國內(nèi)最大的型材生產(chǎn)企業(yè)大連實德集團，2002已達到55萬噸的生產(chǎn)能力。第一章 概述PVC扣板塑料異型材料研究設(shè)計第一章 概述 產(chǎn)品的市場及需求塑料異型材是20世紀50年中期由聯(lián)邦德國首先開發(fā)成功，1955年德國諾彼爾公司生產(chǎn)出PVCU塑料門框異型材。近年來，塑料異型材的應(yīng)用風(fēng)靡全球，覆蓋建筑、汽車、電器、包裝及其他一些領(lǐng)域，而PVC裝飾扣板作為異型材的一種，尤其在建筑裝飾行業(yè)中，普及率與日俱增[1]。這些大型塑料異型材生產(chǎn)企業(yè)的建成標(biāo)志著我國生產(chǎn)已走向經(jīng)濟規(guī)模，達到了一定的新水平。同時我國的建筑市場巨大，據(jù)有關(guān)資料表明，每年我國竣工建筑面積超過10億平方米，作為新型建材，塑料異型材中的PVC扣板在巨大的建材市場中確實具有獨特的優(yōu)勢，原料來源豐富、性能優(yōu)異，可替代傳統(tǒng)的木材、鋼材等建筑材料，且有便于施工、節(jié)能等優(yōu)點，加上我國政府的大力推廣，塑料異型材的發(fā)展前景十分廣闊。它以PVC為原料，經(jīng)加工成為企口式型材，具有重量輕、安裝簡便、防水、防潮、防蛀蟲的特點，它表面的花色圖案變化也非常多，并且耐污染、好清洗、有隔音、隔熱的良好性能，特別是新工藝中加入了阻燃材料，使其能離火即滅，使用更為安全。而目前頒布的“十一五”發(fā)展規(guī)劃中，對節(jié)能提出更高的要求，這將進一步加速其在建筑業(yè)中的發(fā)展和普及。在亞洲，日本出于節(jié)能的需要，在20世紀60年代開始試制塑料異型材，韓國發(fā)展較晚，只有十幾年歷史，其市場容量也相當(dāng)巨大。擠出成型是使高聚物的熔體(或粘性流體)在擠出機的螺桿的擠壓作用下通過一定形狀的口模而連續(xù)成型，所得的制品為具有恒定斷面形狀的連續(xù)型材[3]。多螺桿擠出機中雙螺桿擠出機近年來發(fā)展最快，其應(yīng)用也逐漸廣泛。但在其它聚合物的擠出加工中單螺桿擠出機仍占主導(dǎo)地位[4]。②．適合聚合物的塑化擠出，適合顆粒料的擠出加工。③．操縱容易，工藝控制簡單。② ．具有很好的混煉塑化能力，物料在擠出機中停留時間短，適合粉料加工。根據(jù)實踐可以看到單螺桿擠出機適合粒料加工，它使用的原料是經(jīng)造粒后的顆粒或經(jīng)粉碎的顆粒料。同時雙螺桿擠出機生產(chǎn)的PVC扣板的物理、力學(xué)性能優(yōu)于單螺桿擠出機，比較如下：、力學(xué)性能比較項目指標(biāo)雙螺桿生產(chǎn)扣板單螺桿生產(chǎn)扣板檢測標(biāo)準密度/（g/m3）～～～GB/T10331986拉伸強度/MPa≥182810GB/T10221991落球沖擊強度10不破裂10次不破裂2次不破裂GB/T11121985維卡軟化點/c758070GB/T16331979所以，通過對雙單螺桿擠出機生產(chǎn)的PVC扣板的物理、力學(xué)性能比較，本車間選用雙螺桿生產(chǎn)設(shè)備。 產(chǎn)品方案 產(chǎn)品規(guī)格通過對市場的了解，產(chǎn)品規(guī)格為25，所以產(chǎn)品的規(guī)格確定為60002505mm，同時該規(guī)格也符合國家標(biāo)準的規(guī)定。通過查詢資料比較，采用如下的生產(chǎn)配方[5]。加入的助劑要與樹脂的相容性好，助劑就分布均勻，所起的作用就可持久。加工聚氯乙烯制品需加入助劑的種類，按其功能大致可分為：穩(wěn)定劑、增塑劑、著色劑、潤滑劑、填充劑等[6,7]。工業(yè)品是白色或淺黃色粉末，含氯量56%～58%。到2004年底，我國PVC生產(chǎn)企業(yè)約有七十家，產(chǎn)能660萬t[8,9,10]。PVC產(chǎn)能超過20萬t/a的企業(yè)9家，產(chǎn)能合計268萬t/a，占總產(chǎn)能的40%；產(chǎn)能超過l0萬t/a的企業(yè)23家，產(chǎn)能合計447萬t/a，占總產(chǎn)能的68%。表觀消費量662萬t，同比增長11%。2005年上半年累計產(chǎn)量295萬t，同比增長22%。國產(chǎn)PVC樹脂按平均聚合度將PVC樹脂分成了很多種型號[11]，即： PVC樹脂型號表序號型號K值1SG177～752SG274～733SG372～714SG470～695SG568～666SG665～637SG762～608SG859～55生產(chǎn)PVC扣板所用的樹脂必須符合擠出加工的要求，本設(shè)計中選用SG5型號的PVC樹脂可行。PVC樹脂的堆密度對擠出工藝有一定的影響，生產(chǎn)時應(yīng)視具體情況對工藝作相對的調(diào)整。從變黃開始伴有刺鼻的HCl酸味。為此在加工過程中要加入穩(wěn)定劑進行抑制。目前，雙螺桿擠出機生產(chǎn)PVC塑料普遍使用復(fù)合穩(wěn)定劑，復(fù)合穩(wěn)定劑是指該穩(wěn)定劑除具有熱穩(wěn)定作用外，還具有潤滑、耐候等綜合作用。復(fù)合穩(wěn)定劑的主要成分是脂肪酸類金屬皂，其脂肪酸含量均大于70%。(3)潤滑劑聚氯乙烯樹脂在加工過程中，由于導(dǎo)熱性能差，會在加工機械的高溫表面上，產(chǎn)生粘附現(xiàn)象，導(dǎo)致加工設(shè)備載荷增加及熔體缺陷和熔體破裂；另外在樹脂內(nèi)部分子間相互摩擦產(chǎn)生過熱會導(dǎo)致PVC樹脂分解。常用的內(nèi)潤滑劑是脂肪酸及其酯類，如硬脂酸、硬脂醇、硬脂酸丁酯等。潤滑劑的加入數(shù)量要適當(dāng)，否則會產(chǎn)生一系列質(zhì)量問題。(4)改性劑添加改性劑的目的是為了克服PVC制品性能上的固有缺陷，或希望其達到某一種特殊性能要求。氯化聚乙烯：它具有良好的耐候、耐油、耐老化、耐化學(xué)藥品、耐臭氧、阻燃性能，它與各種塑料、橡膠有極好的相融性及高填充性，它是優(yōu)良的塑料改性劑，也是綜合性能優(yōu)良的特種橡膠。(5)填充料填充料是一種能賦予塑料某些優(yōu)良性能，而不影響其質(zhì)量，并能降低塑料成本的一種助劑。碳酸鈣是無機化合物，它的表面是親水疏油，在聚合物內(nèi)部分散性極差，也不能與聚合物產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合。填料的主要指標(biāo)為：白度、粒徑、顆粒形狀和顆粒表面活性。加入碳酸鈣能使PVC材料熱導(dǎo)率提高，有利于其加熱熔融及冷卻固化。大量加入碳酸鈣還會影響PVC材料的加工性能。PVCU管常用的著色劑是顏料。鈦白粉是常用的色料，它一種無機顏料，在日光下非常穩(wěn)定，不溶于稀硫酸，耐熱性良好，著色蓋底力強，是白色顏料中最優(yōu)良的品種。銳鈦型質(zhì)較軟，帶藍白色，其特點是：白度高、著色力強、價格低，但耐候差。鈦白粉顏料中通常含TiO2越少，其遮蓋力越小。在PVC塑料中常選用丙烯酸類共聚物，其中ACRA，又稱ACE是使用最多的加工助劑。型材側(cè)邊的彎曲應(yīng)成≤，長度不允許負偏差，材壁厚應(yīng)≥。所以成型料是以PVC樹脂為主的混合料（一般稱之為干混料）?；旌鲜菍⒃o料各組分相互分散以獲得均勻物料的過程。(1) 原料的預(yù)處理由于原輔料在生產(chǎn)和裝運過程中可能混入一些機械雜質(zhì)，為了板材生產(chǎn)安全，保證產(chǎn)品質(zhì)量，需要進行過篩和磁吸處理，除去雜質(zhì)。雖然原料是袋裝或桶裝，一般有規(guī)定的重量，也必須復(fù)稱。(3) 原輔料的混合PVC板材的原輔料大多是固體粉料（只有少量助劑是液態(tài)），因此PVC板材成型料是通過物料間對流作用和剪切作用進行混合制備的。在高速混合時，攪拌過程借外加熱和剪切磨擦產(chǎn)生的熱，逐漸使助劑滲入PVC樹脂的空隙，一方面可使助劑在樹脂中均勻分散，另一方面則使樹脂半凝膠化，形成松散粉料。為了讓助劑充分的與PVC微粒接觸，減少填充劑對助劑的吸附作用。高速熱混合機出來的混合料溫度較高，需立即進行冷卻，若散熱不及時會引起物料分解和助劑揮發(fā)。冷混一般料溫控制在40℃左右時出料，排出的物料還應(yīng)過篩，除去結(jié)塊和粘熔料。物料混合質(zhì)量是否達到了預(yù)定的要求，即生產(chǎn)中混合過程終點如何判斷是混合操作中的重要指標(biāo)。原輔料混合工藝中物料的輸送是根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備來布置，可選用風(fēng)送、螺旋輸送器或人工接袋輸送等。雙螺桿擠出機生產(chǎn)PVC板材，主要用錐形異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿。錐形雙螺桿對物料的壓縮作用不是像單螺桿改變螺槽深