1、1螺杆组合基础知识螺纹元件输送元件 输送元件是螺纹形的，其功能是用来输送物料（包括液体物料）。螺槽的形状可以是矩形的和根据相对运动原理生成的特殊形状（啮合型的），螺纹元件分正向和反向两种，又可分单头、双头、三头螺纹元件。 单头螺纹元件 具有高的固体输送能力，一般多用在加料段，以改进挤出量受加料量限制以及用于输送流动性差的物料，如低密度物料。通常用在反应加工过程中输送粒度近似水的物料，也可用于排料段，单头螺纹的输出能力大于多头螺纹，扭矩也大于多头螺纹，其混合特性比多头螺纹要多。 双头螺纹和三头螺纹相比 在相同的中心矩下，D/D。比较大，槽深较深，因此在相同的螺杆速度下，能提供较低的剪切速率，比较
2、适应于加工粉体料，特别是低松密度粉料、玻纤等对剪切敏感的物料。 与三头螺纹元件相比，在相同的剪切应力和扭矩下，二头螺纹元件可在更高的速度下工作，产能更高。 三头螺纹元件在相同的螺杆转速下，可以对物料施加更高的平均剪切速率和剪切力，另外，由于螺槽浅，物料层变薄，三头比二头热传递性能好，利于物料塑化、熔融。 2但是，由于剪切强烈，一般不易用于对剪切敏感的物料加工，如玻纤、PVC。 导程变化与特性： 螺纹导程对挤出量、混合特性、扭矩的影响很大，一般来讲，螺纹导程增加，螺杆挤出量增加，物料的停留时间减少，对物料的混合效果相对有所降低，扭矩也变小。 在螺杆组合中，对于以输出为主的场合，选择较大导程的螺纹
3、，有利于提高产量，对热敏性聚合物的挤出，选择大导程，可缩短物料停留时间，减少物料的热降解。 对于混合为主的场合，选择中导程的螺纹，而且对螺杆不同工作区的螺纹，其导程是逐渐变小的组合，主要用于固态物料的输出与增压，从而提高熔融速度或混合物化速度与挤出稳定性。 螺杆元件续瑞亚的同向双螺杆挤出机配有三头捏合块或者齿轮形等特殊分散元件么？ 有，三头，齿形盘，齿形螺纹套，拉伸元件等，在上面的小照片里也能看到，我们有专门的技术人员负责跟踪国外最新的挤出技术。 拉伸元件我简单介绍一下吧，其实是类似于密炼机转子的元件，主要特点如下： 31.采用正反螺纹和大导程结构，使螺纹旋转时产生特殊的 V 字型压力分布，有
4、利于物料的周向流动，增加了螺槽间物料交换。 2.在混合区产生拉伸流动，有利于分散混合。 3.元件与机筒间隙大，增加了螺槽间的物料交换，有利于分布混合（比分散混合大） 由于间隙增大，减低了高剪切，使剪切速率分布更为均匀，有利于提高螺杆转速。 再补充一下特殊元件中地齿形元件，也就是齿形盘，只是让大家有一些初步地认识和了解！ 齿形元件分为直齿和斜齿。直齿元件有利于物料地分流以及界面地生成，而斜齿利于增大物料输送能力，并且具有自洁性（机筒内壁）。 特殊元件中包括拉伸元件、齿形盘，主要作用都是以最小地能量达到最大地分布混合效果，如果存在分散混合，效果也很小。 不确定的。其实就是要让高黏度的树脂能够在拉伸
5、元件的作用下拉伸成纤，但是不能成球状。我要的是保持纤维状态 影响异型材质量4影响异型材质量的主要因素有原材料、配方、设备、模具和工艺五大方面，通常这几种因素会交织在一起，须通盘考虑。钢塑共挤型材生产中要同时解决物料塑化、结皮发泡和钢塑复合挤出等问题，在技术上存在一定困难。我们发现无论是外观质量、还是内在质量很多问题是由于物料塑化不良造成的，因此解决塑化不良是关键。我们使用的是单螺杆挤出机，虽然塑化效果不如双螺杆挤出机，但通过努力，塑化不良的问题基本解决，现将心得体会写出，供参考。 与塑料塑化质量相关的缺陷 、表面硬度低、表面光亮度不足 、尺寸控制困难 、熔接痕难以消除 、型材抗冲击强度差 、型
6、材表面沿挤出方向上有鱼鳞样凸凹不平的有规则的波纹，或表面箭头状波纹。 产生塑化不良的原因 、由于单螺杆挤出机的螺杆温度不可控，又属于外部加热，机器内部温度不能显示和直接调整，内部实际温度偏低。并且由于物料原因，易造成螺杆剪切力不足（表现在主电机电流较平时明显减小），造成物料塑化不良。 、物料本身问题，几次遇到按照常用温度，物料塑化较差，表面产生箭头状波纹，调高机筒温度后正常，说明物料本身有质量5问题，要从原材料及混料工艺方面解决。 、由于钢衬温度低，造成模具型芯温度低引起的麻面和收缩纹，外观表现为塑化不良。 、大断面型材易产生塑化不良现象。 挤出质量包括挤出物的内在质量和外在质量。内在质量包括
7、挤出物的物理和化学性质及其均匀性；外在质量包括挤出成型制品的几何形状、尺寸、外观和色泽等。挤出物的质量主要取决于挤出机的熔融性能、物料在机内的塑化、混合和分散的能力。塑化效果的好坏与挤出机的机型、螺杆结构以及工艺配方、原料质量和加工工艺条件的控制有直接关系。解决上述相关问题是提高塑化效果的关键，各项工作（包括原料、混料、模具、工艺等）都应围绕提高物料塑化效果来进行。 塑化质量的提高 、工艺 机筒温度适当升高，尤其是螺杆段的温度加料段因料的预热过程需要带走大量的热，所以该段温度应提高一点。实际生产中可以看到这一区的加热频率较高，而实际温度却往往达不到设定温度。对于均化段和挤出段，若提高牵引速度，
8、则应提高温度作为热量补偿。型材的生产受环境的影响较大，冬季要适当提高机筒温度，以保证物料的塑化。 挤出工艺制度包含有工艺温度、螺杆转速、牵引速度等参数的控制。每个挤出机的温度设置都应不同，应以挤出物料的实际情况而定而不是机械的照搬。挤出温度曲线制定的合理与否，会直接影响到产品质量。如机筒内温度过低，物料会塑化不良，产品无法成型，机头压力过大，设备超负荷6运转；挤出温度过高会引起物料的发泡过大，无强度，甚至根本无法成型，易导致物料分解，粘口模较严重，造成模具糊料，产品稳定性差。过高的口模温度会使物料产生过大的离模膨胀，过大的冷却收缩率使型材应力集中，抗冲击性能降低。设置合理的的温度，既可保障物料
9、充分塑化又不能使其降解。因此，制定出合理的工艺温度，是保证挤出正常进行的前提。 工艺温度是随着挤出设备和模具的不同而变动的。有时同一配方生产主型材时，物料塑化效果很好，如工艺温度不变去生产辅助小型材时，物料就可能会塑化过度。因此工艺温度曲线必须要进行调整。一旦配方定型后，由于原料厂家和原料型号变动，挤出设备、模具的变换都会影响到型材产品的内在和外在质量。随着挤出设备长期运转，使用年限增加，螺杆与螺筒间磨损程度会加重，会造成剪切强度降低，挤出物料塑化能力下降，会造成产品质量的波动。这时就应调整挤出工艺温度曲线来稳定产品质量。同样，牵引速度，螺杆转速的配比不当，冷却水控制不合理等因素也会影响型材质
10、量。总之，要根据实际情况制定出合理规范的工艺制度，生产工人严格按工艺制度规范操作，生产技术人员要根据生产情况变化随时对工艺制度作出相应的调整，以稳定和保证生产的正常进行和产品的合格。 此外，我们发现，实际温度有一定的滞后性，调整中应注意，加温和降温应逐渐进行。挤出机温度控制一般是通过电加热圈、热电耦、温度传感器、温控仪等电器元件进行的。通过温控仪对物料温度实施自动控制。假如热电耦在挤出机或模具测温孔安装不到位，或发7生断路与短路故障，不能如实传递与显示物料温度，温控仪就可能形同虚设。造成物料塑化过度。 钢塑共挤型材与普通塑料型材的最大区别，在于共挤型材是钢衬与塑料一次性挤出结合，这就出现了钢衬
11、温度与塑料温度的配合问题。钢衬温度过高，型材外部冷却，而内部来不及冷却，易造成型材表面变形。温度过低，型材表面易出现麻面和收缩痕。合理的钢衬温度是要使塑料和钢衬达到热平衡。、配方是关键，配料工艺是保障 理论和试验表明，使用重钙填充塑料流动性优于轻钙，但制品表面光泽不好，表面质量略差。要提高型材的抗冲击强度，必须发挥的增韧作用。属于网络聚合物，其改性机理是在中形成网络，它是依靠加工机械的混练作用分散于树脂中，可以使的加工熔融粘度降低。合理的比例可大幅度提高型材的缺口强度，明显提高抗冲击质量，还能降低成本。如过多，则会影响型材的韧性，使型材变脆，降低冲击强度。润滑剂分为内、外润滑剂。润滑剂的加入，
12、可避免的物料塑化后粘附金属，改善熔体的流动性，降低设备负荷，避免的剪切过热分解。但如果润滑性过强，则会降低塑化度，使塑化不良。 通过试验，加入适当比例的破碎料，就大幅度提高了物料的塑化效果。而且也会提高型材挤出的工艺性。型材的物理性能指标并非是独立的变化因素，它们相互制约。所以要获得一个保障各种助剂配合理性的配方，需要多次反复试验才能确定。原材料的质量必须控制，试料、试工艺要不断进行，它是型8材生产厂家一个长期的工作，必须有步骤、有计划的做好试验。对不同厂家，不同批次，和降成本的原材料都应先试验成功后再大规模生产，对每次试验均应做出实验报告。 混料就是将配方中规定的各种原料、助剂，准确地称量后
13、放入混料机中混合均匀。获得表观密度较高，部分凝胶化和均匀一致的干混粉料，以备挤出使用。混合料的好坏直接影响到型材产品的物理性能指标。 由于混料不均造成挤出制品质量波动、型材强度降低，并不少见。混料包括热混和冷混。混料中以物料体积混合机容积之比控制在为宜，过多和过少都不利于物料的混合。高速混料机的混料效果对于物料的最终塑化效果至关重要，热混的温度控制在之间，配方中含有促进塑化的改性剂和内润滑剂时，热混温度可取下限；助剂中推迟塑化降低摩擦的铅盐和外润滑剂较高时可取上限。冷混温度控制在以下为宜。试验过程务必保证配料精度和混料工艺控制，高混排料，低混以下排料；详细做好试验记录并留好足够样品以备检测。为
14、保证干混料的加工稳定性，混合好的粉料不宜马上使用，应放置小时左右，以利于助剂进一步向树脂颗粒内部扩散。但放置时间也不宜过长。以免干粉料吸湿受潮结块，助剂与空气中作用后改变其加工性。 共混工艺是保证干混料质量的关键，必须严格控制加料量、加热顺序、混合温度和混合时间等因素。应注意以下几点： （）当混合料体积是高速搅拌机容积的时，投料9量为最佳值，物料翻腾较好，升温较好。 （）稳定剂与内润滑剂宜早期加入，有助于混合物凝胶化和均一化。 （）外润滑剂不宜早期加入，否则，树脂颗粒被外润滑剂覆盖，分子间的吸引力就会降低，其均匀程度和凝胶化速率也会下降。 （）易吸附稳定剂，不宜与稳定剂同时加入。 （）低速搅拌
15、冷却时，物料会吸附空气中的水分，故不宜过于冷却。 必须严格配料工艺纪律，配料中任何的微小失误不仅造成巨大的经济损失，而且会造成人力物力的大量浪费。 生产过程中要定期清理混料机。对于锅壁上的结块要认真清理，否则混入物料，会造成型材表面结块。在生产中还要时刻观察，留意混料时间和混料温度的波动情况。热电耦、温控仪表应做到每班检查是否到位。 、模具 模具和定型套表面光洁度不够或析出物积聚，应及时清理。模具材料如为，也未作调质处理，硬度不高，物料中的成分（如）对模具的磨损就大。再者，在的高温下会产生微量的，腐蚀模具表面，使口模表面光洁度降低，表面易积料和粘料，从而影响外观质量。模具要进行例行保养，定期地
16、进行模具和定型套的维护是很有必要的。 、挤出机 单螺杆挤出机的螺杆自洁性差，应经常清理螺杆上的煳料，否则煳料会腐蚀螺杆，进而造成塑化不良。再者，易造成模具里大面积煳料。由于挤出机长期工作，使用到一定年限，其螺杆与10机筒的间隙就会加大，使其剪切强度降低，挤出物料的能力降低。这时应该调整挤出工艺温度曲线来稳定生产。 、 定机定模 挤出过程中，产品质量的控制包括挤出设备、模具和挤出生产工艺的控制。 三者之间是相互制约，相互影响的。模具和挤出机之间有个相互适应问题。而工艺制度又是根据不同模具和挤出机具体情况制定的。有时同一模具在这条挤出机上挤出生产很好，将它换到另一条挤出机上生产就不正常，这就是模具
17、与挤出机之间相互适应问题。因此，对于有些模具须定机配置。对断面较大的型材应安排在塑化能力强的挤出机上生产。 应定期做好型材理化试验，尤其是原材料或工艺发生较大变化时。通过实验可以发现问题，哪些改进有益于型材质量的提高；哪些并未产生作用。及时作出调整。总之，很多因素都影响型材的质量。从原料到产品的每一个环节都应有足够的重视。 复杂多异的 PVC 白色异型材变色因素PVC 白色异型材常用有机颜料： 1. 酞菁蓝 B：本品为蓝色粉末，相对分子量 576.08，不溶于水、乙醇及烃中，为蓝色着色剂。遮盖力大，着色力大，有优良的耐热性、耐光性、耐酸碱性和溶剂性。分散容易，不迁移，适用于 PVC 多种塑料，
18、可用于铅系稳定剂的 PVC 制品。之所以在型材配方中采用群青不采用耐酸性较好的酞菁蓝，主要是因为酞菁蓝着色力太强，约是群青的 2040 倍。型材每个混合配比中群青的添加量仅为520g，若换成酞菁蓝添加量就非常少，计量误差太大，容易使成批11型材出现色差。 2. 荧光增白剂：自然界中的一切白色物品通常对可见光中短波一侧的蓝光有轻微吸收，均带有微黄色，影响其白度，给人以过旧之感。消除白色塑料微黄色的方法之一是添加荧光增白剂。本品为一种无色的特殊粉状有机物。 型材中添加群青是利用配色上的消光原理来消除黄光（两者是互补色），这种增白方法是通过“遮黄”来实现的。增白的同时也减少了反射光的数量，在一定程度
19、上减弱了制品的表面光泽度。荧光增白剂能吸收 300400nm 波长的紫外光，然后以 420500nm 可见光的蓝色、紫色荧光形式发射出来，从而补充被材料吸收的蓝紫色光，增白的同时也增加了反射光的量。普通颜料中添加少量荧光增白剂，有增加色彩鲜明的效果。合理搭配群青和增白剂的应用比例，可以较好地对制品进行增白、调色，同时又不降低异型材的表面光泽度。对白色 PVC 塑料异型材的调色和增白也就是主要调整 Tio2、群青、荧光增白剂的用量以及彼此间的配合比例。 荧光增白剂品种较多，不同品种间某些性能有较大差异，使用不当效果会大大降低。选择荧光增白剂的品种，要考虑到熔点、分解温度、耐晒度、溶解度、最大吸收
20、波长、荧光发射强度、与其他添加剂的关系等。荧光增白剂应有较好的分散性和溶解性。荧光增白剂用量添加到一定比例，增白效果就不再提高，通常标准添加范围在0.020.2之间。R 型 TiO2 所能吸收的也正是大多数荧光增白剂起作用同一区域的紫外光波长，此时增白效果会减弱。因此配方中含12有其他也能吸收紫外线的添加剂，会降低增白剂的增白效果，要综合各因素调整配方。 有的厂家采用 PF 荧光增白剂，PF 价格便宜，增白效果较好，但耐热性差，起始分解温度 178，这有可能在加工中伴随分解，影响增白效果。PF 最大吸收波长 363nm，且有升华现象。OB 型熔点196203，分解温度 220以上，最大吸收波长
21、 375nm，OB1 型熔点 353359，最大吸收波长 374nm，最大发射荧光波长 434nm。试验表明，在高温加工中，只有在 300时基本无失重现象的荧光增白剂可适用于各种塑料。 某些助剂厂生产的浓缩增白料，在使用中也要多加试验。有人认为，荧光增白剂在型材后期使用中会加速老化变色，不适合推行。 四、填加剂 CaCO3 在型材变色中的注意事项 PVC 型材填加 CaCO3，目的是提高制品的硬度、耐磨性、热变形温度、热稳定性、降低制品的成型收缩率，减小离模膨胀，降低成本，还有提高热溶体刚度、改善成型，使制品易定型等作用。但 CaCO3 粒径较大，用量较多时会降低冲击强度、影响型材光泽和颜色。
22、另外CaCO3 硬度很高，其尖锐的棱角会对设备的成型辊、螺杆、料筒壁、口模、模具、混合机叶片产生较大磨损。金属表面的连续磨蚀会使物料污染变色，可使异型材变暗、变灰，同时还可能引起过早和未预料的热稳定失效。 大多数填料属亲水性，与聚合物难以相容，如不经表面处理，它们会相间分离。经过各种偶联处理后，能使填料从亲水性变成有机性。13填料往往含有挥发成份，使用前易干燥处理。填料经表面处理后，吸湿能力明显降低。CaCO3 表面处理常用的偶然剂有酞酸酯、铝酸酯、硅烷等。尽管 CaCO3 经表面处理，但 PVC 脱氯后，碳酸钙原组分会转化成氯化钙新组分，它分散在氧化降解物层内，形成潜在吸水位置，型材易变色。
23、PVC 型材有的 CaCO3 粒径一般要小于 1.5mm以下，用量在 46 份。那些用量在 20、40、60 份以上的钙塑配方无疑将型材推进毁灭的深渊。钙塑型材比重大、外观坚硬、刚度高、强度低，在一定压力和冲击下易断裂。钙塑型材无光泽，外观粗糙，颜色泛黄，易老化，在阳光、温度、氧的作用下很快褪色、粉化、降解、断裂。 轻质碳酸钙 HG/T2226-2000 技术标准要求： 五、稳定剂是防止型材变色的首要助剂 稳定剂是能防止或抑制 PVC 树脂在成型和使用过程中由于光热氧和机械作用而引起分解的物质。 PVC 稳定剂有热稳定剂、光稳定剂和抗氧稳定剂三大类: 热稳定剂的主要作用是阻止或抑制 PVC 树
24、脂成型加工中受热分解和延长制品使用寿命。 光稳定剂是能够抑制和减弱 PVC 树脂及其它助剂光降解的物质。 抗氧剂主要是能够延缓抑制 PVC 及其他助剂氧化降解的物质。 PVC 树脂是一种微粒球状的颗粒弹性小体。稳定剂是在树脂和稳定剂表面进行，它们之间接触面积的大小成为稳定剂发挥作用的关键。稳定剂越细，越能均匀而充分地分散于树脂和孔隙之间，增加树脂14与稳定剂的接触面积，发挥较强的稳定作用。 热稳定剂的种类较多，有铅盐、金属皂类、有机锡、稀土等。热稳定剂的作用机理有：与脱出 HCl 反应，吸收出 HCl，抑制自动催化。置换 PVC 分子中不稳定的烯丙基氯原子或叔碳位氯原子，抑制脱 HCl。与 P
25、VC 分子中双烯发生加成反应，破坏共轭结构，消除双键使之变短变小。捕捉自由基，阻止链式反应，防止自动氧化，破坏正碳离子盐。 对 PVC 热稳定剂的性能要求是：热稳定性能高，具有光稳定性。与 PVC 树脂相溶性好，在原料混合与加工过程中易均匀分散。耐挥发性、耐抽出性、耐迁移性。用于压延制品挤出成型时，不粘辊、不结垢。与其它助剂并用，既不降低其热稳定性，也不降低其它助剂的性能。不降低 PVC 制品二次加工性能（印刷、焊接、粘接性）。无臭无毒不污染环境。 （一）铅盐稳定剂 铅盐稳定剂有单体和复合两大类，目前在我国基本上采用铅盐稳定剂作主稳定剂。铅盐稳定剂的优点： 1. 卓越的热稳定性，具有络合能力，
26、可以取代不稳定氯原子，金属含量高，吸收 HCl 能力强。 2. 优良的电绝缘性、价格低廉。 3. 一些品种耐光性优良，一些品种有良好的润滑性。如二碱式亚磷酸铅、稳定性好，有抗氧化和屏蔽紫外线的作用，能赋予型材良好的光稳定性和室外热氧稳定性，及表面光洁性。与 TiO2 并用可减少15紫外线吸收剂和抗氧剂用量，是目前我国 PVC 型材中应用量最广泛的稳定体系。 4. 良好的加工性适合各种加工工艺，并具有白色颜料作用。 单体铅盐的代表产品有三碱硫酸铅二碱式亚磷酸铅三碱式马来酸铅二碱式硬脂酸铅二碱式邻苯二甲酸铅。单体铅盐的优点是成本低，以独立配比计入配方，配方系统调整比较方便。单体铅盐的缺点有： （1
27、）在使用中粉尘大，计量次数多，易发生计量误差，对型材质量影响大，有污染，粉尘吸入人体有毒性。 （2）使用群青变色概率增大。 （3）单体铅盐会与型材中的 PVC 树脂分解产生的 HCl 生成 PbCl2，会使金属离子有不断析出现象，当迁移到型材表面，在硫污染较重地区，易发生硫化污染，导致型材变色。因此铅盐配方中应加入铅镉离子包覆剂，螯合剂等，其作用是与型材生成的氯化物等杂质形成络合物，防止相容性较差的金属氯化物析出，防止硫化污染变色。（4）单体铅盐的用量十分重要，一般应高于 4.5 份。过少不能抑制PVC 树脂分解，过多不利于树脂塑化，降低熔体表面光泽，促进氧化变色。 复合铅盐稳定剂以铅盐为主，
28、如“三碱式、二碱式”，辅以硬脂酸盐，如铅、钡、钙等。优异的铅盐复合稳定剂是由稳定体系、润滑体系、抗氧体系、螯合体系，经过特殊的表面处理和聚合工艺形成16的均相的有机统一体，形成无尘称量方便、降低劳动强度、改善配料环境、提高生产效率和产品质量。 有个别稳定剂厂家宣称使用他们的产品与同类厂家相比，可减少份数、降低成本，但实际上热效率不足，生产时出现一些情况。型材在加工时就出现色泽不一。加热后型材明显变黄。加热状态良好，但型材制成门窗时间不长就发黄。如果将塑化段及均化段的温度提高 5左右型材发生变黄倾向，就说明稳定剂稳定效率不足。在这方面，复合铅盐稳定剂尤为慎重，因为复合稳定剂成份复杂，各助剂厂并不
29、统一。 复合剂厂不会把真实的原料配方配比告诉型材厂，型材厂家也就很难准确知晓其构成和添加量。而且很多的助剂厂家是家庭作坊式生产，产能较小、工艺落后、技术水平低、质量不稳定。整个复合稳定剂系统，其生产工艺、原料配比是一个简单的机械混合，不是化学合成。多数型材厂也缺乏必备的检验标准、检验设备、检验方法。一旦复合稳定剂发生质量波动，很难查找原因，也无法调节其他助剂用量，这一点不如单体铅盐配方那样有数和方便。事实的确如此，笔者所见某复合铅盐稳定剂进货检验单，上面只注明铅含量（以 Pb计）60，加热减量 0.30，就什么也没有了。这个铅含量是否与单体铅盐配方中的铅含量一样多呢？我们不妨计算一下。 铅盐稳
30、定剂中的有效成份是氧化铅（PbO），在一定的添加量组份中，PbO 含量愈高，稳定剂粒度愈细，稳定效果愈好。行业标准 HG2340-1792 三碱式硫酸铅技术标准是： HG233992 二碱式亚磷酸铅技术指标是： 单体铅盐体系配方中，二碱式亚磷酸铅要求加 4.0 份，三碱式硫酸铅要求加 1.5 份，实际的 PbO 含量为4.090+1.5904.95。复合铅盐中要求加 5.5 份，实际的PbO 含量为 5.5603.3。 显然复合铅盐中的 PbO 含量与单体铅盐中的 PbO 含量有较大差距，而且某些复合铅盐稳定剂中的 PbO 含量根本没有 60，最少的仅有40，尽管复合铅盐要求加入的份数比单体铅
31、盐多，但实际的有效稳定成份 PbO 远不及单体铅盐雄厚，这给型材短期内变色留下巨大隐患。 （二）金属皂类热稳定剂 金属皂可与 PVC 分子链上不稳定氯原子反应抑制脱氯化氢。金属皂还可与 HCl 反应，抑制 PVC 催化降解。常用金属皂类热稳定剂多为铅镉钡钙锌的脂肪醇盐。金属皂类热稳定剂不宜单独使用，复合并用能取得良好协同效应。人工老化耐候实验表明，两块纯 Pb 稳定的型材试验期间，色泽稳定性相当好，但是光泽在很早就显著下降，从而很快使表面粗糙灰化；用 Ba/cd 则相反，光泽没有变化，颜色稳定性差。用 Ba/cdPb 作为稳定剂加上中等用量的 TiO2 生产的型材，其颜色牢度和光泽持久性得到相
32、应提高，能适应气候条件恶劣的影响。 18铅系稳定剂 CPE、ACR 改性体系配方举例： （三）有机锡稳定剂 有机锡稳定剂是含有碳锡键（CSn）的烷基化锡的衍生物，这些化合物还可以分为含硫和不含硫类，两类都能与 PVC 相容，使硬 PVC具有极好的透明度。有机锡硫醇盐具有极好的高温色度稳定性及长期的动态稳定性，能有效地抑制 PVC 分子分解形成多烯发色体，从而可抑制 PVC 材料本身发生变色。与铅盐稳定剂相比，可产生较低的熔体粘度，这使有机锡成为用于硬 PVC 最有效的热稳定剂。有机锡不会产生结垢，使得生产过程只需很短的停车时间进行设备清洗。它的缺点是有讨厌的气味，不良的光稳定性及在金属存在下的
33、交叉着色，需填加较多的 Tio2 致使成本上升。含硫的有机锡化合物和铅类、镉类化合物会产生硫化污染，两者不能接触并用。比如某挤出机使用了有机硫醇锡稳定剂，就很难再使用铅盐稳定剂。有机锡稳定剂还没有润滑作用。 有机锡类稳定剂的稳定原理是通过置换 PVC 分子链上的烯丙基氯捕捉 HCl。与双键加成抑制着色，分解过氧化物以及捕捉自由基多种途径实现。 有机锡稳定剂品种较多，性能比较如下： （四）烯土稳定剂 烯土稳定剂是由镧、铈、镨、钕少数几种轻稀土元素为主要原料，与一种或几种阴离子基（如羧酸类的有机酸）结合而成的稀土化合物硬脂酸稀土或脂肪酸稀土，再与铅盐、内外润滑剂及其它助剂）19复配成稀土复合热稳定
34、剂。其中的硬脂酸稀土性能类似于硬脂酸铅，具有金属皂类的功能和特点。 稀土化合物对 PVC 的稳定机理，目前仍在探讨之中。在有机酸稀土盐中，稀土金属有较大的离子半径，与无机或有机配位体通过静电引力，形成离子配位健。稀土金属原子与 PVC 链上的氯原子之间具有很强的配位络合能力，稀土盐与氯原子起置换作用，有效抑制PVC 脱 HCl 反应。 尽管稀土有抑制 PVC 分解的稳定作用，但对稀土复合稳定剂如何耐热、耐光、抗氧，能保持型材长期不变色的报道并不多见，很多的反映是稀土的加工性能优良。如物料挤出温度较低，电机负荷、熔体温度均有所下降，熔体压力、挤出速度有所提高等。 稀土稳定剂的缺陷有： 1. 析出
35、现象较重，使型材表面可能出现横疵和其它疵点，影响产品外观质量和成品率，缩短了清模周期。 2. 镧元素为六角形的有色金属，有延展性，在空气中氧化极快，覆盖一层天蓝色薄膜，在湿空气中转成白色的氢氧化物，能溶于酸，型材生产所用原料不能含有酸性。这一条对型材所用原料助剂要求非常苛刻，用 PH 纸测试，PVC 所用助剂有很多都呈酸性。另外当PVC 脱 HCl 后，HCl 本身就有很强的酸性。稀土的这个缺陷在稀土有抑制 PVC 变色功能后又变成了诱导 PVC 变色的因素。 3. 稀土反应后生成的某些物质易溶于水。 4. 稀土的稳定性不及铅盐，综合性能差，反可做为辅助稳定剂使用。20稀土元素首先要与某些物质
36、结合成稀土化合物，这个稀土化合物做为一个单体的组份再与铅盐等其它助剂复合成稀土复合稳定剂。在这个复合物中，铅盐占据主流的组份，从某个角度说，是铅盐复合了稀土。在稳定作用中，铅盐是主导的力量，稀土则起协同效应功能。稀土单独使用物料会提前分解，加工温度面窄，高温加工下容易造成过塑化使制品变黄。 稀土稳定剂的某些技术指标： 稀土稳定剂应用于型材生产中的配方举例如下：PVC100、ACR1.8、CPE9，稀土稳定剂 4.6，CaCO38-12，TiO24.5。 根据这个配方，稀土稳定剂中的有效稳定成份是金属氧化物为55%，其稳定力量有 4.655%=2.53。这个金属氧化物的相当成份仍然是铅盐中的 P
37、bO，显然稳定力量势单力薄，能否保证型材长期不变色让人噤若寒蝉。 (五)上述几种稳定剂，其稳定机理大致有二，一是控制 PVC 不脱HCl，不产生多烯发色体；二是脱 HCl 后，把 HCl 吃掉不让它发生变色反应。这二种机理四种稳定剂都有不同的侧重面。有机锡是完全脱离铅盐而独立的稳定体系。金属皂类与稀土某些局部功能可能强项于铅盐，但其综合功能远不及铅盐。它们只能在铅盐的主导下发挥协同作用。 稳定剂最主要最重要的功能就是保证型材长期不变色，并保持明亮的光泽度。这个功能不能坚挺，整个配方体系就要全盘否定，重新设计，不管它的加工性能多么好，成本多么低。用户在 20 年后更换21型材已没有多少怨言，但在
38、两三年之内型材就变色暗淡灰头土脸，用户就十分恼怒。这是关系到塑料异型材行业生死存亡的大问题。为此我们在选择稳定剂时，一定要选择强档高效的稳定体系，计算稳定成份是否充足，确保型材长期不变色。 六、其它助剂的防变色要点 1. 抗冲改性剂 MBS，有极好的抗冲击效果，但耐候性差。ACR 较CPE、EVA 有更好的耐候性，ACR 可赋予制品良好的表面光泽性。 2. CPE 由于其结构特点，在光热氧等作用下，分解产生 HCl 易于铅盐稳定剂反应生产 PbCl2，在硫污染环境下易生成 Pb(ClS)2 和PbS，会使型材变为红褐色和黑色。CPE 制品表面光泽度低，不同批次 CPE 存在不同色差。由于 CP
39、E 含有极性氯原子，在加工时有部份分解，会较重粘附在设备上。CPE 残存结晶度超过 5-10%，则可能在加工过程中难以塑化而在制品表面形成麻点。 3. 硬脂酸钙是一种具有热稳定作用的润滑剂，它加工性好，但在高于 160及加热时间较长时，会使 PVC 变成微红色，导致白色型材变色。 4. 某些助剂厂生产的亚磷酸酯类产品含有具有颜色污染性的材料。由金属皂类热稳定剂，各种原料和加工过程中引入的金属杂质与HCl 有催化作用，添加亚磷酸酯 类能抑制金属离子催化降解。亚磷酸酯材料由于具有螯合作用和辅助抗氧剂功能，能在很大程度上改善 PVC 材料上的热氧稳定性并有利于异型材的热溶焊接。常用的亚磷酸酯 品种有
40、亚磷酸酯三苯脂（TPP）和亚磷酸苯二异辛醇22（PDlOP）。其中 TPP 由苯酚和三氧化磷反应制得，而 PDlOP 由 TPP和异辛醇反应制得。苯酚是一种化学性质不稳定的材料，它在光照下会发生互变异构反应从而呈现红褐色。如果 TPP 制作过程控制不严，会造成产品羟基值过大，亦即残留较多的苯酚单体，这样的产品用在异型材中易导致型材在室 外贮存或应用时发生变色现象。既使 TPP 无残留苯酚单体，由于其水解稳定性差，在潮湿光照和受热条件下会发生水解生成苯酚单体，也导致型材变色。若 TPP 既无残留苯酚亦不发生水解，型材变色的可能性就会大大降低。但 TPP 的互变异相反应是可逆的，在一定条件下变色可
41、以消失。不仅是亚磷酸酯类材料，如果 PVC 树脂和复合稳定剂中含有类似结构的材料，也会导致异型材变色。 5. 在配方中润滑剂的选择和配比特别是外润滑剂的用量对制品的外观影响更为明显。由于 PVC 相容性差，用量过多不仅会在表面产生析出，使表面变得粗糙，出现条纹或云纹，过多的析出物粘附在模具的型腔内壁从而大大影响制品表面光洁度。这一影响在高速挤出时尤为明显。润滑剂用量不够物料流动性差，塑化不良，物料所受剪切加剧，产生大量的剪切热，这些热量不能及时分散，就有可能使物料局部过热导致分解变色。 6. 与橡胶密封条接触的型材有时也会变色，且变色向周围扩延，除劣质密封条中含有易析出的机油类材料等，还有橡胶
42、密封条中残存的硫与铅作用生成的硫化铅的结果。 七、生产工艺和设备模具中的变色因素 231. 混料：由于高速搅拌在一般情况下是温控而不是时控，为此会产生色差问题。 2. 挤出： (1)表面泛黄，由于机头，过渡段及口模温度过高。(2)表面发暗，由于机头、过渡段、口模温度过低。(3)表面颜色粉红，配方设计不合理，原料质量不高，错配，漏配，稳定剂不好用量不足。(4)机械设备问题，不按工艺强行挤出。(5)挤出机螺杆磨损严重，致使原料粘在螺杆破损面上，过塑的原料被带出与混合物引起变色。(6)混料投料顺序不对，造成挤出过程中稳定性不好，表现在型材挤出或储运中变色。(7)表面局部发红，PVC 不好，光稳定剂不
43、合格或用量不足，混料不均匀。(8)表面颜色发灰褐色和黑色，TiO2 质量达不到型材使用要求，或 TiO2 用量不足。 3. 塑化度：物料的塑化度直接影响到制品表面的光亮度。工艺温度偏低，物料塑化不良，制品表面粗糙、发暗。反之工艺温度偏高，物料产生过塑化甚至发生分解，制品表面产生无光泽的浅黄色相。 4. 挤出速度：挤出速度及压力，一般受模具与设备的影响较大，不同的挤出速度往往需对工艺温度作出相应的调整。否则，速度过慢，物料在螺筒内停留时间较长而发生分解，会使制品表面发黄。速度过快，又会因物料内部产生过多的剪切力摩擦热不能及时排出而使制品表面产生气泡。因此，工艺温度、挤出速度及压力的合理置与调整是
44、保证物料塑化良好，从而获得质量优异具有光滑细腻表面的关键。 245. 模具温度：模具温度的高低对制品的外观质量影响较大，适当提高口模温度有利于提高制品表面光亮度。在国外高速挤出模具加热区一般都将口模出口前的成形段单独设立一加热系统，提高出口时的物料温度，使物料的外观更加光滑细腻，增加表面光亮度。 6. 冷却：定型模的水汽路设计要充分保证制品的均匀、冷却和吸附，而正是由于水汽的冷却和吸附才使制品与定型模型腔发生了接触摩擦。因此制品冷却得是否均匀，真空吸附力的大小，都将使制品与型腔的摩擦力发生变化，从而导致制品表面光泽性的不一。制品冷却得越充分均匀，真空吸附力越大，制品表面光亮度越高。现有部份模具
45、厂家在定型模设计时，为提高型材使用的可见面亮度，在定型模的入口处预设了一宽 10mm 的“亮度保持板”，其上单独设有水汽路。 7. 挤出设备：按同一配方生产同样的异型材，进口挤出机生产的要比国产挤出机的要好。国产挤出机和进口挤出机相比，在螺杆的设计和制造精度方面还存在一定差距。螺杆与料筒的配合间隙要大一些，熔体压力较高时，漏流现象比较严重，从而导致 PVC 树脂、部份助剂的分解变色。 8. 模具：模具型腔表面的加工精度也决定了制品表面的光亮度。因为通过定型模的接触摩擦使制品具有了一定的光泽。型腔表面要进行衍磨抛光处理，其表面粗糙度应控制在 Ra 0.2mm 以上，对模具型腔表面进行电镀处理。
46、9. 断面结构：型材断面不同，产生的色差也不同。按同一配方生产，25截面小的型材往往比截面大的型材黄一些。小截面型材挤出压力高，挤出产量低，物料受热时间长，长时间受热导致 PVC 分解变色程度加重。在此情况下应从改善熔体流动性能方面来消除不同截面异型材的色差。 八、管理人为导致的变色因素 1. 据有关报刊报道，目前农民工已成为城市工人的主体，占平均用工人数的 57.8%，其中建筑业最多占到 80%，自然在塑料异型材业也有很多的农民工。大量的农民工，工业文明素质不高，流动性很大，短期行为严重。有的企业对农民工没有培训，简单地嘱咐几句，任其自然地干。同时也怕教会他们，他们又远走他乡，为别人服务，造
47、成教会徒弟，饿死师傅的结果。许多农民工是在水中望月、雾里看花，鸟朦胧、月朦胧的状态中从事型材生产。塑料异型材行业产能过剩，竞争非常激烈，利润空间急剧缩小。有的企业效益波动很大，农民工长时间拿不到工资，企业缺乏信任度，纷纷走人，造成企业熟练工急剧缺乏。一个普通的人，要比较全面地掌握型材生产理论，熟练操作挤出机，独立地生产出合格的型材，至少要一年半载的时间。一个熟练工人要把握生产中出现的各类缺陷原因、微妙因素，并能及时排除，转危为安，到少要 2 年以上的时间。企业人才缺乏，生手不断，如流水之兵，造成生产一线工人素质不能掌控型材转多的变色因素，致使型材变色现象屡有发生。 2. 配料混料是生产型材的第
48、一道工序，重要性不用多谈。但配料混料粉尘多，有的企业劳动保护跟不上，很多人不愿意干。企业在找26不到人的情况下，甚至找一些智商较低的人来干。这些人难以理解原料助剂、配料混料的重要性。天平台称不知保养，配料的准确性已无法想象，混料不按工艺，把所有组份一古脑儿全加进去，不按投料顺序肉烂在锅里煮吧。上白班还不敢脱岗，上夜班草草混上几锅，不管熟不熟，找个地方睡觉去了。 3. 企业为降低成本，争取最小利润，使用劣质原料助剂或用量不足，其中尤为严重是钙塑配方。有的助剂企业也推波助澜，在自己的产品说明书中，公开传播钙塑配方。有的企业也取得了 ISO 质量认证证书，但认证是一回事执行又是一回事；表面文章是一回
49、事，背后操作又是一回事。证书是给别人看的，证书拿到手。依然是江山依旧，荒芜一片。 4. 几乎所有的型材企业都附设自己的塑窗厂。有的型材企业管理技术素质长期上不了台阶，一等品率低，有大量的食之无味而又弃之可惜的二等品型材。他们往外销售型材时不敢卖二等品，但当用自己的塑窗厂为客户组装门窗时，便使用或夹杂使用二等品型材，造成不良影响。 王存吉秘书长在 2003 年全国塑料异型材及门窗制品行业年会上的讲话中指出：“劣质产品进入市场，出现在社会上，将会败坏塑料门窗产品的声誉和行业的形象，降低和失去信任度，使众多的消费群体向另类产品转移，这是很可怕的事情，弄不好就会使行业全线崩溃。” 27型材的短期变色是用户反应最强烈的劣质产品之一。本文虽然列举了不少型材变色因素，但仍然是冰山一角。让我们都重视型材变色问题，让我们生产出如飞舞的雪花，洁白的羽毛那样婀娜飘逸，多姿无暇的型材，给客户以长久的美学享受，使塑料异型材傲然挺立于
