阳光板

    聚碳酸酯中空阳光板板材基本生产工艺流程(2)

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    挤出机和熔体泵是通过连接在熔体泵的进口处的压力传感器来控制的。如果熔体泵吸走的物料比挤出机提供的物料要多,压力设定值和实际压力之间的压力差值增量将使挤出机的转速增加,这样在熔体泵吸管处的物料量也将增加。如果熔体泵吸走的物料比挤出机提供的材料要少,实际的压力值大于设定值,将使挤出机的转速减少。为了维持正常运转,压力设定值必须足够高,以防止出现压力震荡,但也不能太高造成物料在泵前端的无用滞留时间太长,这会导致熔融物料过热。可以开始生产时将压力设定在3.54MPa.然后在挤出过程中检查熔体泵后面的压力是否稳定。当出现压力震荡时,可以增加或减少压力。


        (5)分配器熔体泵将熔融物料泵人分配器,同时共挤出机将共挤出的熔融物料挤入分配器。分配器的作用是将几种(这里是两种)物料形成层状共挤形式进入模具。但是OMIPA的挤出聚碳酸酯阳光板生产线的分配器是带静态混合器的。

        人们已经知道,熔融的聚合物在管状流道内是以层状状态运动的。也即存在环状的运动层(同心圆),层间并不彼此混合。因此最大流速发生在环状流道的中心部分,精确的说是在中心轴线上。这种运动也被称为“伸缩望远镜”式运动。在圆状流道的中央,熔融物料昀温度往往比靠壁部分的要高,因此这一层物料其向前推进的速度最快,会造成沿挤出产品截面速度不均匀,影响产品的质量。因此在模具前流道越长,引起聚合物过热,并且沿流道截面物料流速不均匀现象越明显。

    采用被称为熔融聚合物静态混合器的装置,可以使熔融物在很短的流程中就混合均匀,至少在静态混合器出口部分熔融物是均匀的,并且几乎与局部的温度以及螺杆转速无关。采用静态混合器,可以消除熔融物在流道壁上的黏附现象,因此颜色更换时问可以缩短。同时由于在模具的输入端产生等温流动,因此可以较低的压力挤出板材,有利于产品质量的提高。所以并不昂贵的静态混合器应用中却是非常有效的,国外有许多公司可以供应标准的静态混合器,如SULIERI.C.IROSS等专业厂家。

    (6)模具模具被安装在熔体泵出口,它接收由螺杆挤出并经由熔体泵稳压的熔融料流。模具的形状也就是将要挤出成形的板材形状,可以为实心板材,也可以为中空板材。复杂的、较重的模具需要有金属结构支撑。模具仅是机头的一部分,机头包括模具及其支撑、连接体、加热器、温控系统等。模具温度应该设定在物料的熔融温度范围内,并且中间设定温度比较低,向边缘区域逐渐升高。这样有利于提高模具边缘物料的流动速度,使沿模具横截面物料流速趋于一致。表10-5OMIPA 2100模具温度设定的推荐值。

    当模具达到设定温度后,要热紧固所有那些以前在冷状态下已经紧固的螺栓;一旦热紧固完成,以后就不需要再重复这项操作,除非模具又被拆散后重新组装过。也就是说,如果更换模具,需要热紧固的将只是分配器和模具之间的一个连接套。

    热紧固必须使用力矩扳手,以控制紧固力矩的大小和一致性,这对热紧固操作非常重要。注意不要让未紧固的模具长时间地处于高温条件下,因为这样会产生冒料现象,一旦发生冒料,即使再紧固也不能消除冒料,此时严格讲模具已经报废或者至少需要大修。因此这件事情是非常重要的,必须书写在操作规程最注目的地方,并在工人培训中要特别强调。

     (7)定型  紧接着模具后边安装的是定型器。定型器设计有冷却元件.这些冷却元件接触高温流动的物料外廓使之定型。定型器冷却元件的温度是可控制的。冷却元件的温度是否合适及均匀往往是造成挤出板材表面上出现可视(明显)缺陷的原因之一。

    这些缺陷也可能是由于真空泵气流不规则而引起的,对真空泵必须仔细进行调节,使气流在挤出过程中保持恒定,从而确保板材有完美的表面质量。真空度不能太高,因为在定型器进口侧,塑料仍是软的,过高的真空度会造成垫料坯难以引入定型器。在操作时还应该注意:熔融的树脂不应挤压定型器的金属表面。否则,熔融物可能被粘住,从而中断连续的生产过程,造成产品不合格。也即牵引速度的调整很重要,真空度不能太低。要能够确保空心板材的成型和表面光洁,冷却定型装置和模具是整个生产线最关键的产品成型部位,因此必须认真保持它们的清洁。

    定型器的清理步骤如下:切断定型器的温控回路后,要等到冷却元件的温度低于80℃后才能开始清洗;断开定型器上的所有管路,用带液体清洗剂的10MPa80℃的水冲洗每个真空回路的管道,当冷却元件的每个小孔中都流出了水流,才能够中止清洗,然后用清洁的压缩空气吹干管道,因为真空泵不能吸走剩余的水分;用干布擦去冷却元件表面上的油脂,如果需要的语,可以用无腐蚀性的肥皂水擦拭;清洗完毕后,调整定型板。

    在生产刚开始时可能出现的主要产品缺陷如下。

    ①板材上出现折叠和波纹。这是由于过高的真空度或者是定型板温度过高引起的。可以降低真空度直到故障消失为止,并检查是否是由于挤出速度太快或是牵引速度太慢。

    ②垂直层出现气泡。这是由于流入模具的气流过量而引起的,因此必须减少进入模具的气流。如果减少了进入模具的气流而故障仍然存在,可以检查板材总厚度和模具位置。下定型板的位置必须低于模具下模唇边沿,下定型板略低于模具下模唇之间可起到补偿导致热板坯下垂的重力作用,但是过量的不对齐会导致板材上部分受到拉伸,到一定程度会使中空板的垂直肋被折起来。

    ③板材不均匀。模具的热稳定过程非常缓慢,在开始时由于中间隔板的作用,模具边上会有更多的物料。所以在开始时板材边上的重量要重一些,而板材中间会轻一些。在这个阶段最好不要急于调整,等到模具达到完全热稳定的状态后再对流量隔板进行必要调整。启动后大约需要30min模具才能达到完全热稳定的状态。

    (8) 一次牵引  牵引辊与板材的接触面积必须较大,因为它必须要能以一定的力量将产品拉出定型器的凹槽,而不会被粘住。但是如果为此在板材上施加过大的压力,会使板材较高的部分被压塌陷,使内部肋条产生折叠而被损坏。

    牵引机一般采用由多对辊(优先采用胶辊和主动型)组成的机械结构。所有牵引辊的外表面必须清洁干净,且不能用手触摸。若辊面很脏,则在牵引时,会在板材上留下“印迹”。从而损坏板材外表面。

    牵引机装有安全紧急开关,并且装在很易被操作工看到且容易接触到的地方。

    如果牵引机和冷却定型器之间存在应力,则可能在板材表面上生成波纹。这种情况必须避免,因为它可能在冷却定型器中引起一种交替的振动,在板材外表形成典型的密集条纹,而损坏板材的外表美观。为避免发生这种振动,可以调节冷却定型器中的真空度;减小牵引机和冷却定型器之间的距离;或在冷却定型器和牵引机之间安装一组支撑辊以改变振动的临畀频率。

     (9)退火  聚碳酸酯板材冷却定型过程只是冷却了板材的外表面,要依靠热传导逐步冷却内部的肋条,这就导致肋条和上下板面之间存在内应力。因此已经成型的聚碳酸酯板材要经过退火工序消除内应力,才能最终作为产品进入最后的切割包装工序。用一个有足够长度的退火炉,对刚刚挤出的产品进行连续的重新加热并逐步冷却。板材的内应力将被松弛,由于此时板材处在自由的状态,只需要比较小的二次牵引力就可以完成退火过程,因此板材再次冷却后,就不再有内应力。退火炉要有足够的长度,一般在1.52.0m,并且能够分区调节温度,一般分成24区。在退火炉内第一个区域的温度设置在150℃左右,而最后一个区域的温度设置在130℃。

     (10)共挤抗紫外线层  聚碳酸酯制成的空心板材主要用于室外,这意味着它们经常要受湿气/雨水、不断变化的温度、氧气,特别是太阳辐射的影响。

    太阳辐射的光谱由紫外线( UV)、可见光以及红外线组成。尤其是紫外线辐射,波长为300400nm,能够穿透大气层照到地面,它的能量很高,因此对聚碳酸酯板材极为有害。对板材性能的主要影响有:降低透明度,提前变黄、变脆,失去表面光泽度。

    另外,还对机械特性也产生负面影响。因此,需要对板材表面进行额外的紫外线保护。在早期的聚碳酸酯空心板材中,是用辊筒涂层工艺往板材表面上涂上一薄层防紫外线涂层。如今,大部分的空心板材均通过先进的共挤出工艺进行紫外线保护,而且目前世界上各大聚碳酸酯板材生产制造商均在采用这种技术。该工艺过程的特征是:用紫外线吸收剂和作为载体的高黏度聚碳酸酯制作专用母料与聚碳酸酯板材料共挤出,在聚碳酸酯空心板材表面覆盖一薄层含有紫外线吸收剂的面层。这样处理后的产品是:基质为均匀的聚碳酸酯,其外层是掺进了保护性的紫外线吸收剂的聚碳酸酯薄层。德国专利规定,外层应该包含至少2%的紫外线吸收剂。这种紫外线保护层不存在外部影响下会与基质分开的危险,丽涂层板材则存在这个问题。

    复合层的厚度视板材的要求而定,即它必须确保聚碳酸酯板材的使用寿命,因此必须考虑板材将要被使用的地理环境条件。由于在全球不同地区太阳辐射能量有很大差异,因此一般气候条件越苛刻,紫外线层就应越厚,板材的成本也越高。

    将共挤出板材在氙耐天候试验装置中放置15000h,这相当于在温带气候带使用10年板材吸收的能量,这样就可以检验复合层的厚度设计是否合理。这种在IS0 4892-2标准规定的条件下,用氙耐天候试验装置进行加速的自然侵蚀试验,由于氙光谱的紫外线分布很接近太阳光谱,因此这种试验结果非常有实用价值。在采用紫外线配料时,使用在温带气候板材复合层的厚度,在板材表面  的所有点上不应小于40μm。对于苛刻气候区如热带,则在各个点上保护厚度至少为50μm。推荐采用这些厚度的原因是:在苛刻气候条件下会发生腐蚀,随着时间的延长,复合层厚度会不断降低,气候条件越苛刻,情况越严重。在实际生产中,计算的层厚应该比设计的层厚高出1015μm,这是由于紫外线吸收剂会进入基础材质中所致的。因此计算的60μm最后测量共挤出层时将变为约50μm。对于在恶劣气候地域中使用,厚达50μm的紫外线层是必需的。