铝型材智能生产线（精选3篇）
1.铝型材智能生产线 篇一
中国知名铝型材生产厂家及品牌一览
随着铝型材在建筑、交通运输等行业应用的日渐广泛，铝型材品牌也渐渐为人们所熟知。中国知名铝型材生产厂家及品牌都有哪些呢？以下为世界工厂网整理的相关资料。
1.中国忠旺集团有限公司
2009年，在香港联交所主板挂牌上市，股票代码1333。中国忠旺控股有限公司是目前全球第三大、亚洲及中国最大的致力于交通运输领域轻量化发展的工业铝型材研发制造商。公司成立于1993年，经过十七年的专注与努力，公司目前拥有66条全球领先的生产线，其中125MN油压双动铝挤压机更是中国目前最大型的挤压机，也是全球最先进的挤压机之一。公司建有全球领先的、目前中国唯一的铝合金倾动熔铸设备及亚洲规模最大的特种工业铝型材模具设计、制造中心。公司2009年产能高达60万吨。
2.亚洲铝业有限公司
亚洲铝业集团由邝汇珍先生创建于一九九二年，为亚洲最大之铝型材生产商，专门为铝型材及不锈钢产品提供一站式生产方案，并为客户提供产品开发及幕墙测试等配套服务。集团在中国经营五家工厂，每年铝型材及不锈钢的总产量分别为140000公吨及24000公吨，获中国国家建设部确认为全国最大铝型材商，占中国大陆市场约6-7%。
3.苏州罗普斯金铝业股份有限公司
苏州罗普斯金铝业股份有限公司是台湾罗普斯金集团于1993年在苏州投资的专业生产、加工、安装、经营铝型材及工业用铝产品的中外合资企业。以“罗普斯金®” “LPSK®” “第一勇®”商标注册的系列铝门窗产品不仅在市场上享有良好的声誉，更是罗普斯金集团数十年致力于铝合金型材研究开发的结晶，多年来荣获国家七百多项专利。
4.广东兴发铝业控股有限公司
广东兴发铝业有限公司始建于1984年，2008年3月31日在香港上市(编号：0098)，是中国大陆最早生产铝型材的企业之一，现已成为中国著名的专业生产建筑铝型材、工业铝型材的大型企业，是中国建设部铝合金建材定点生产基地。目前，兴发铝业的产品已经拥有铝合金型材国家专利436项，3万多种规格型号。主要以生产建筑门窗、幕墙、电子机械、交通运输、航天航空、船舶及高科技军工产品等。同时，也是中国最大的地铁机车导电铝型材供应商。预计2014年总产销量将实现35万吨。
5.广东凤铝铝业有限公司
广东凤铝铝业有限公司成立于1990年，是集铝合金型材研发、生产与销售等为一体的综合性大型民营铝型材企业。拥有南海和三水两个大型生产基地，占地总面积90万平方米，建筑面积近70万平方米。主要从事研发和生产建筑类、装饰类、工业类、军工类、航空航天类、特种铝合金型材等产品。凤铝铝材荣获“中国名牌”、“中国驰名商标”称号，凤铝铝业被评为“中国铝型材企业十强”。
6.广东坚美铝型材厂有限公司
广东坚美铝型材厂有限公司是一家集铝合金建筑型材、工业材和铝合金门窗幕墙研究、设计、生产和销售于一体的综合性大型企业。目前，公司是“广东省铝材工程技术研究开发中心”、“佛山市和南海区铝材工程技术研究开发中心”的依托单位，国家建设部建筑铝型材科研生产定点企业，2005年公司经中国建筑金属结构协会评定为可持续发展优秀企业及佛山市评定为环境保护创模模范企业等。2006年又列为全国有色金属标准化技术委员会，是参与起草制定了国家标准单位之一，国家标准“GB5237《铝合金建筑型材》试验研制基地”。广东省铝镁轻金属材料产学研战略联盟的成员。公司已拥有自主知识产权的国家专利近200项。2006年被建设部评为中国建设科技自主创新优势企业(节能门窗类十强)。2007年被国家工商总局认定为中国驰名商标。
7.山东南山铝业股份有限公司
山东南山铝业股份有限公司是南山集团(中国企业500强)所属大型企业。公司创建于1993年，1999年12月23日成功在上海证券交易所上市(交易代码为600219)。山东南山铝材总厂是南山铝业股份有限公司的支柱企业，是国家建设部铝合金建筑型材定点生产厂家。企业先后通过ISO9001、SO14001，OHSAS18001体系 认证，先后获得“中国名牌产品”、“中国驰名商标”等一系列殊荣。作为山东省质量 技术监督局首家推荐的产品，“南山铝材”卓越的品质和极高的信誉度、满意度，使其 畅销全国，并远销北美洲、欧洲、非洲、澳洲及东南亚等国家。南山铝材在中国铝加工行业中保持领军企业的地位。
8.长沙新振升集团有限公司
长沙新振升集团有限公司是从事铝锭、民用建筑铝型材和工业型材、配件生产、门窗幕墙工程设计制作安装、建筑机械成套设备生产与销售的大型现代化企业集团，并致力于新型、高效建筑节能门窗材料的生产与研发。它始建于1993年，投资总额达4.5亿元，拥有长沙、岳阳、上海三大生产基地。公司主要生产和检测设备均从德国和日本引进，关键岗位生产技术人员到德国、意大利受过专业系统培训，构建了国内一流的从铝棒熔铸、模具制造到型材挤压、表面处理的完整生产体系并配套了完整的环保处理设施，年生产能力达8万吨。
9.广东伟业铝厂有限公司
一九九二年广东伟业铝厂有限公司，在中国铝材第一镇南海大沥成立，其下属企业有伟华不锈钢公司。伟业自成立始终坚持“科技兴伟业，质量创名牌”质量方针，经过十多年的发展，靠着过硬的产品质量和不断积聚的品牌声誉，已成为享誉国内外的大型铝材生产企业之一。今天的伟业，拥有中国驰名商标、中国名牌产品、广东驰名商标、广东名牌产品等一系列的荣誉称号;明天的伟业，将坚持不懈地努力，把伟业打造成世界名牌。
10.广东华昌铝厂有限公司
广东华昌铝厂有限公司成立于90年代初，位于中国铝材第一镇——广东省佛山市南海区大沥镇。公司集团(含广东、山东、江苏)总占地面积50多万平方米，年生产能力超过15万吨，拥有12条具有世界先进水平——同水平密排热顶铸造技术的熔铸生产线，42条挤压生产线，5条日本进口的氧化电泳生产线,5条德国、英国进口的喷涂生产线及5条隔热型材生产线;拥有价值1000多万元的完善的检测设备，可生产各种门窗、幕墙、通用型材及工业型材等几千个品种。
2009集团共销售铝型材产品12万吨，实现销售收入26亿元(其中广东总部约18亿)，实现税收3200余万(其中广东总部约2200万)，综合实力位居国内同行业前列。
11.广东银一百铝业有限公司
银一百铝业集团有限公司(简称银一百铝业)地处“中国铝材第一镇” —— 广东省佛山市南海区大沥镇，成立于1993年，是一家集阳极氧化、喷涂、电泳、木纹、隔热节能等生产、科研开发、现代工业展览和产品深加工配套功能为一体的现代化铝合金建筑型材生产企业。生产和经营各种建筑铝门窗幕墙型材、工业高档铝材、装饰铝型材等产品，产品分别获国家免检产品、广东省名牌产品、广东省著名商标等多项荣誉，并在浙江、江苏、上海、河南、河北、湖南、山东、北京、广东等全国数十个省、市、地区荣获重点推荐产品、消费者信得过产品、质量信得过产品、名优特新产品等荣誉称号。
12.青海西北铝合金材料集团
青海西北铝合金材料集团是以特种铝合金加工制造为主业的综合性、大型民营企业集团公司。主要生产高精度、高强度、高纯净度、超轻型、高品质特殊铝及铝合金材料。青海西北铝合金材料集团直属工业公司有：青海国鑫铝业股份有限公司、青海金益铝业股份有限公司、青海西北铝业股份有限公司等知名铝业公司。
13.金桥铝材集团
金桥自1983年3月在中国广东省台山市创办以来20多年里,金桥在台山主厂经历了铝型材的茁壮成长.集团总部位于离台山不远的香港九龙.金桥的总生量从2003年的43000美吨增加到2004年的53000美吨.它在多年前就被列入中国大型铝型材企业的行列之中.集团的铝型材现被广泛的使用在建筑业,运输业,电子业,其它工业及耐用消费品等.金桥全球”KAP”铝材商标不仅享誉中国,而且驰名于远东,南亚, 北美,欧洲和澳大利亚.集团百分之八十以上的出口产品都是售向澳大利亚,美国,加拿大,英国,德国,日本和东南亚这些国家.单从2005年一月到八月,金桥的铝型材产品就达到1.89万美吨,占了中国铝型材产品总出口量的7.39%.最近这几年,金桥已成为全国铝型材出口量最大企业.14.浙江栋梁新材股份有限公司
浙江栋梁新材股份公司是专业生产各种铝合金型材、铝装饰板及PS版铝基板的大型铝业集团公司，公司位于京杭运河之畔，太湖之滨，南北方向有杭宁高速公路，104国道和铁路，东西方向有申苏浙皖高速公路和318国道。公司始建于1985年，经过不断努力，规模不断壮大,现有洋西、八里店、织里三个工业厂区，总占地面积900余亩，年生产能力铝型材80，000吨、铝板材50000吨、PS版铝基板20000吨。拥有30多条从日本、意大利、德国、美国、瑞典等国引进的具有国际先进水平的挤压、电泳、粉末喷涂、多色氧化、氟碳喷涂、木纹转印等生产流水线，同时具有较强的铝板钣金加工、铝门窗和铝塑复合节能门窗制作能力。公司资金实力雄厚，于2006年11月20日在深圳证券交易所成功上市，股票代码：002082，成为专业生产铝型材行业在国内首家上市的公司。2007年9月,“栋梁牌“建筑铝合金型材被评为“中国名牌”产品。
15.力尔型材有限公司
中国·力尔型材有限公司是中国规模最大的高精度特种合金型材专业制造商，主要为中国大型交通运输领域、电力领域、建筑领域提供特种工业铝型材和高尖端建筑型材产品，具备国际水准的研发能力。公司主要荣誉 “中国驰名商标”企业，“国家免检产品”企业，“中国品牌500强”企业，“中国铝型材十佳厂商”企业，“中国节能型材创新十强”企业等。并率先通过ISO9001:2000国际质量体系认证、ISO14001:2004环境管理体系认证、GB/T28001:2001安全管理体系认证，并获得国家专利160多项。
16.山东松竹铝业股份有限公司
山东松竹铝业股份有限公司是中国最大的铝合金型材生产企业之一，是山东省委﹑省政府确定的全省重点培植企业之一。公司占地面积44783平方米，年产各种型号的铝合金型材25000余吨。企业97年在山东省同行业中率先通过了ISO9002质量体系认证;99年“松竹”牌铝型材荣获了“山东名牌”称号;2000年“松竹”牌铝型材被山东省质量技术监督局评为山东省铝材行业首批质量免检产品;2001年“松竹”牌商标荣获了山东省铝材行业第一家“山东省著名商标”称号;2002年“松竹”牌铝型材又被中国质量检验协会评为“国家权威检测达标产品”;2003年“松竹”牌铝型材被国家质检总局授予“国家免检产品”荣誉称号;2004年11月，“松竹商标又被中华人民共和国国家工商行政管理局认定为“中国驰名商标”。以上只是小编整理的部分知名铝型材生产企业及品牌详情，排名部分前后。目前国内铝型材市场多以民营企业为主导，随着市场的发展，也有诸如江阴信元铝业、佛山高明永利坚等之类的新秀渐渐兴起。
2.铝型材智能生产线 篇二
1 生产工艺流程
木纹处理生产工艺流程图如下:
经过上述的流程, 铝型材的表面形成所需的各种颜色。
2 生产原材料、配方以及工艺条件对生产影响的研究
2.1 填料加入量的影响
填料的添加量影响木纹清晰度, 但并不是越多越好。为了得到满意的涂膜外观和性能, 必须确定合适的填料品种, 同时还要考虑填料用量。填料用量较大有利于降低粉末涂料的产品成本和提高涂膜硬度等性能, 但会降低涂膜的冲击强度和致密性。
2.2 不同厂家的聚酯树脂的影响
在聚酯粉末涂料配方中, 聚酯树脂是粉末涂料和涂膜性能的主要成分。目前聚酯粉末涂料用聚酯树脂的品种很多, 而且不同厂家之间的价格和质量的差别也很大, 所以根据粉末涂料性能和涂装工艺条件的要求选择合适的树脂品种是很重要的[1]。不同厂家的聚酯树脂其胶化时间、熔融水平流动性均有一定的差别。有些树脂的差别较大, 这是因为不同厂家的聚酯树脂在原材料成分、结构、反应活性、熔融黏度等方面均存在差别, 导致粉末涂料之间的差别。因此为了得到涂膜性能满意的产品, 必须选择合适的、相匹配、质量稳定的聚酯树脂品种。
2.3 羟烷基酰胺HAA固化剂的影响
不同用量的HAA对涂膜性能的影响在同一固化剂体系中, 对粉末涂料的熔融水平流动性影响不大, 但固化剂的用量会影响胶化时间和涂膜的冲击强度, 当固化剂的用量减少时, 涂膜的抗冲击强度降低。因此在设计粉末配方时, 应以原料厂家推荐的用量为基础, 再通过试验选择合理的固化剂用量[1]。
2.4 填料品种的影响
不同填料品种对HAA固化的聚酯粉末涂料胶化时间有一定的影响, 对熔融水平流动性的影响以及对涂膜外观、光泽、铅笔硬度和冲击强度的影响比较大。究其原因是填料品种之间吸油量、粒度大小和分布、密度和硬度以及分散性等差别较大。选择不同的硫酸钡或碳酸钙, 对木纹清晰度的影响不是太大。根据聚酯粉末涂料耐候性要求, 选择分散性好, 耐候性好的填料, 最好不要选用耐酸、耐碱性差, 又容易粉化的填料, 例如碳酸钙、滑石粉等。另外又根据涂膜的特殊性能, 相应选择特殊性能的填料, 例如要求涂膜硬度高时, 选用高岭土、硅微粉和云母粉等填料;对于消光涂膜可以选用消光硫酸钡等填料[1]。
2.5 流平剂的影响
流平剂是对于得到高光、有光、半光和无光等平整涂膜外观不可缺少的成分, 主要功能是粉末涂料熔融流平时降低表面张力, 避免成膜过程中形成缩孔。如果流平剂的用量少, 分散不均匀使表面张力分布不均, 流平效果不好;当流平剂用量过多时, 一方面影响粉末涂料贮存的稳定性, 另一方面迁移到涂膜表面影响涂膜的光泽, 往往降低涂膜光泽, 手摸时容易产生手印, 因此需要添加合适的用量。考虑到颜料和填料对流平剂的吸附作用, 当使用吸油量大的颜填料或者颜填料含量高时, 可以适当增加流平剂的加入量。当配方中没有流平剂或流平剂用量少时, 涂膜会有个别缩孔。而用量在成膜物质的1%以上时, 涂膜无缩孔而且平整。由于流平剂是黏稠状液体, 可以降低粉末涂料的熔融黏度, 有利于改善涂料的流平性。但是, 加入量过多会降低粉末涂料的贮存稳定性, 而且流平剂较易浮到涂膜表面, 从而降低涂膜的涂膜光泽和耐污染性。不同品种的流平剂和加入量对木纹清晰度的影响不是太大。
2.6 其他助剂的影响
粉末涂料常用的脱气剂是安息香。熔融状态下, 安息香具有较低的表面张力, 能有效地消除粉末涂料中因被涂工件表面吸附的挥发物或小分子物质在烘烤过程中逸出而形成的针孔或气孔等缺陷。脱气剂的添加量和品种对木纹清晰度的影响不是太大。
2.7 钛白粉添加量对木纹清晰度的影响
规格不同的钛白粉会影响聚酯粉末熔融水平流动性和涂料胶化时间, 特别是金红石型和锐钛型钛白粉之间的差别较大, 金红石型钛白粉品种之间的差别则相对较小。在设计粉末涂料配方时, 不能忽略钛白粉规格对涂膜性能的影响, 应根据钛白粉品种选择能满足涂膜性能的配方。钛白粉的加入量对木纹清晰度的影响很大, 应适当减少加入量。
3 结语
仿木纹热渗透作为高档的表面涂装工艺手段, 可以同时满足喷涂铝合金型材自身材料的保温节能及表面花纹图案色彩丰富的要求, 已经成为建筑行业中的一种既美观华贵、又实用节能的高科技技术而日益普及。但其耐光性和耐候性尚未经过权威部门的检测确认, 其使用寿命仍然值得推敲[2]。因此, 在生产过程中必须对产品质量严加把关, 确保产品质量, 满足市场需求。
参考文献
[1]刘宏.铝型材粉末涂料静电喷涂与生产[M].北京:化学工业出版社, 2009∶186-192.
3.铝型材智能生产线 篇三
自21世纪以来,色彩纷呈的彩色塑料门窗在我国大陆逐渐受到人们的青睐,市场占有率逐年上升。由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈/苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)彩色共挤料与PVC基料采用复合共挤工艺生产的塑料门窗用异型材,具有优异的稳定性、耐侯性、耐热性、耐腐蚀性、抗冲击性和耐化学腐蚀,色彩更加靓丽,弥补了通体着色彩色塑料门窗异型材的质量缺陷,在彩色塑料门窗家族中一枝独秀,发展迅猛。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和丙烯腈/苯乙烯-丙烯酸酯组成的三元共聚物(ASA)二者与PVC的熔融温度、流变性及黏度差异较大。通常PMMA的熔融温度为220~240℃,ASA的熔融温度为190~210℃,而PVC物料的熔融温度仅为185℃左右。两类不同类型聚合物材料在同一模具中复合挤出,会产生流动界面不稳定问题,对挤出制品质量有很大影响,PMMA相对于ASA,影响程度更大。笔者根据生产实践,对有关PMMA/PVC共挤生产开机准备、开机工艺、工艺控制、共挤层外观质量缺陷及处理方面的经验进行阐述。
1 开机前准备工作
1.1 充分干燥PMMA或ASA彩色料
改性PMMA与ASA为亲水性(极性)高分子聚合物,吸水率0.4%~0.3%,使用前必须置于干燥机内,在75~85℃下,充分干燥3~6 h,使其含水率小于0.1%。否则,将造成制品表层无光泽、沙眼、起泡和波纹等现象。严重时会出现成片密集的沙粒状,俗称“鲨鱼皮”状态,使型材的抗老化性及物理性能下降。烘干后的PMMA或ASA原料,如暂不使用时,可将干燥机温度调至30~50℃,继续保温。如添加新料,可再次将温度升至额定温度,烘干3~6 h,然后按投放前后次序使用。
1.2 检查设备、清理模具和水箱
改性PMMA硬度较高,极易出现磕碰、崩角、摩擦痕;ASA材质较软,极易出现划伤。不光洁的模具和带杂质的冷却水则会造成共挤层表面划痕或无光泽现象。因此,开机前应认真清理机器、模具和冷却水系统。要求做到无划伤、无缺痕、光滑和洁净,定型模入水口处无杂质,尤其是无砂粒等硬物。此措施是减少摩擦痕或划痕的关键。
认真检查挤出主机、共挤机、定型台、牵引机、切割机等各类电器元件(包括电加热器、热电偶、水泵、油泵、真空泵、冷却风机、启动开关、定型台升降、进退旋钮等)是否工作正常,电、气、水路等是否通畅,无泄漏。
2 挤出机开停机
2.1 升温及工艺参数设定
共挤机升温温度设定与主机升温温度设定一样,分2步进行:先将各段温度升至130℃,恒温30~40 min后,再升温至各区生产设定温度,恒温30 min以上。空载升温时,为使共挤机螺杆受热均匀,每隔1 h可低速运转1 min(此时风机将会自动工作,请留意风机转向是否正确)。空转时,应观察螺杆转向是否正确,监听螺筒之间、减速箱内部是否有异常声音。若有问题应立即处理。共挤机生产设定温度见表1。需要强调的是,开始升温时,主机熔融段与计量段的设定温度应略高一些,以利于螺筒恒温。待主机挤出、给料速度调整完毕,可及时恢复正常,以防止物料降解。
注:因各厂家原料组分不同,操作温度有所不同,可依据共挤料塑化熔融情况进行调整。原料烘干时间,根据烘干原料数量而定。
2.2 开机操作
待上述准备工作完成并确认无误后,方可开机操作。主机开机可按正常开机程序进行。需要注意的是,主机开机前一定要将口模连接部位预紧一次,用力均匀,以防止口模漏料。
原始或空载开机时,应先开共挤机,将料斗移至给料位置,从开启至5~6 r/min,缓慢启动共挤机,直至口模内共挤流道充满共挤料从口模溢出时停机,再开主机,以节约共挤料。如选用新料,室温较低,共挤机给料管道带弯头,外露部分过长并未进行保温时,为预防共挤料冷却、积存在给料管道内,导致电机跳闸,影响共挤生产,主机开机时,共挤机不宜停机,可降低速度继续挤出。
在共挤机内充满物料,再次开机时,应以8 r/min先开主机,滞后2 min左右再以5.5 r/min开共挤机(以上转速视挤出机与共挤机规格、型号,分别经试验确定)。共挤料和基料同步从口模挤出后,即停共挤机。当共挤机采用停机时,最好不超过30 min,在型材挤出牵引基本正常,即适时启动共挤机,以杜绝或减少糊料。如挤出型坯表面携带彩色料,应在入定型模前,及时沿2种颜色根部撕开,乘热分离,以便回收。共挤料与基料在口模汇流时,应注意共挤机电流变化。如共挤机电流过高,应及时提高共挤机速度,以免跳闸停机。
待挤出基材外观调试合格,给料、挤出、牵引速度及各段设定与显示温度基本达到挤出生产要求后,再调整共挤机转速,调试共挤层厚度至设定值(不应小于0.2 mm),并使共挤层厚度均匀、平整。共挤机转速达标后,接通共挤机冷却水,以免壳体温度过高,加剧减速箱齿轮磨损(开机前接通冷却水,可能会影响共挤机启动)。因接通壳体冷却水,导致电流上升,可适当提高一区温度。
共挤层厚度通过共挤机转速调整。当共挤层厚度低于设定值时,可提高共挤机转速;当共挤层厚度大于设定值时,可降低共挤机转速。在型材壁厚偏差允许范围,亦可用共挤层一侧口模温度辅助调整。在生产过程中,随主机速度提高,共挤机速度相应提高;随牵引速度降低,共挤机速度相应降低。为保证共挤料的塑化和均匀粘附在基材表面,当发现挤出制品共挤层粘覆不均时,可适当提高共挤机机头温度,以保证物料在进入共挤模时处于最佳塑化状态。共挤开机牵引后的未成型的型材按每500 mm长度切割,以便共挤料分割回收。
2.3 停机操作
停机可分因故障暂时停机与正常停机。暂时停机,可将共挤机速度缓慢调至低位,再停止挤出机驱动装置,即可实现短时间停机。短时间停机可不切断加热系统,也不能中断加料口壳体和减速箱的冷却水。停机时间可以共挤料不被分解、凝结为基准,经试验最好不超过35 min;正常停机时,首先停止共挤机驱动装置,停止共挤料供给,停止一区与机头加温,将二区与三区设定温度调至120℃左右,用风机快速降温,以防止物料降解,再切断加热系统(切断加热系统30 min后,再关闭加料壳体及减速箱冷却水阀门),同时将主机喂料螺杆减速至零,关闭喂料电机及主机加热系统,加清洗料。待清洗料把混合物清洗干净后,停止挤出机真空泵电源及真空泵水阀,然后按主机正常停机程序,进行其它停机处理事项。
如要更换模具,在更换后重新升温即可;如需要更换其它颜色,可不必停机降温,直接调换原料生产即可;如更换颜色与模具同时进行,可先不必降温,将共挤机连接管拆除,在高温下将机内物料另行挤出后,再进行降温处理,以利于回收共挤料。
3 彩色共挤塑料异型材生产工艺控制
PMMA与ASA双色共挤塑料异型材的工艺比单色塑料异型材复杂,其中需要重点控制的是共挤机的温度、机头压力及共挤机挤出速度与主机挤出、牵引速度的匹配与协调。2种聚合物材料之间的黏度和流速不同,单流道与汇合流道中物料流动的速度分布曲线是不同的。当2种熔融物汇入同一流道时,其黏度必将对共挤界面流动性产生很大影响。因共挤料与基料熔体黏度差异大,2种不同黏度的聚合物熔体在复合流道中流动时,黏度较低的聚合物熔体总有把黏度较高的聚合物熔体包覆在中间的趋势,低黏度熔体总是向高剪切区流动,会在共挤出界面上产生不稳定流动[1]。表面共挤型材的共挤方式是在生产单色型材的基础上,模具中增加共挤流道,在单色型材的表面覆合一层0.2~0.3 mm厚度的彩色共挤料,仅是基料厚度的8.69%~13.6%。2种不同厚度料层的流动属于不对称流动,随其体积流量增大,压力损失减少,高黏度熔体被低黏度熔体所包围并随黏度比的增大而加快;在不对称的流动中,2个熔体除共有流动界面外,另一界面均与模具壁接触、摩擦。界面的流动状态不仅与熔体黏度、压力损失及流速有关,还与机头流道的长径比有关。长径比越大,高黏度熔体被低黏度熔体包围的速度和范围越大。2种不同黏度的聚合物在口模内的流动差异,会影响共挤层厚度与两相界面间的粘接强度。
不同聚合物的熔体黏度、流动性可以通过温度和压力调整。要想获得理想的共挤出制品,就要合理地设定与控制挤出主机与共挤机的工艺温度、给料与挤出速度,并通过对共挤料流道进行合理设计,高黏度熔体所受到的压力尽可能大一些。使共挤料和基料在不同温度和压力作用及塑化良好的前提下,熔体黏度及流动速率相互匹配,基本趋于一致,从而利于控制好共挤层厚度,提高共挤制品界面粘接强度。当使用相对分子质量分布窄的聚合物时,可以通过增加口模间隙和提高温度消除界面的不稳定性,使用相对分子质量分布宽的聚合物时,减少界面不稳定性的唯一方法就是增加共挤层的厚度,改变层比或者更换共挤料。
值得一提的是,由于模具的工艺温度是由PVC主料的工艺温度决定的,而几种不同共挤料的加工温度与PVC主料的加工温度差别较大,因此对共挤机料筒第一区加热温度的控制显得十分重要。若温度过高,容易引起模具进料口处物料发生粘模而糊料;温度太低,则会导致出料不均匀,容易出现熔体黏度大,流动性差,与主料不易包覆等缺陷。对于大型材,在共挤机与模具连接的连接件上添加加热温度控制装置,会有利于提高共挤型材质量,降低开机废品率。
共挤层厚度是双色共挤型材需要控制的关键。应在主机各段设定温度、加料、挤出、牵引速度基本确定后,通过调节共挤机挤出速度与主机挤出、牵引速度相匹配。若共挤机速度过快,会造成共挤机机头压力大,共挤层偏厚,会出现翘曲现象,达不到制品的技术要求,且导致成本升高;共挤机出料速度过慢,共挤层偏薄,会出现色差与暗纹,并因共挤料在机内高温区域停留时间过长,可能导致糊料。
除2种聚合物黏度、流速不同,影响共挤层厚度与两相界面的粘结强度外,共挤层外观局部质量缺陷往往直接受基料挤出应力的制约与影响。由于塑料异型材截面物料分布差异较大,基料出料不均,尤其是型材2个面衔接或外壁与内筋交叉部分的物料流速差异,不仅影响其本身的成型,还会影响共挤层的成型。一般情况下,共挤层表面大部分质量缺陷往往都是由基料共挤界面的质量缺陷引起的。仅是随共挤料流速不同,表现形式有所不同。当共挤料流速大于基料流速时,共挤料则会适当弥补基料共挤局部界面出现的塌角、收缩痕、暗痕等缺陷,另外表现为局部增厚或亮带;当共挤料流速等同或小于基料流速时,基料共挤界面出现不平整、塌角、收缩痕、暗带等外观缺陷,共挤层表面也会相应出现同样外观质量缺陷或局部减薄,即使基料共挤界面轻微变化,共挤表观则更加明显,并随共挤层的厚度增加而加重。因此,在模具调试阶段,可以先只开主机,修正模具至基料各截面出料一致,使所需物料与挤出机所供物料的基本平衡,减少或削弱型材界面结构应力或温度应力,外观成型良好,再调试共挤料的挤出。
据文献[2]介绍,无论在共挤层调整阶段还是生产阶段,开机时都应该先开共挤机,待共挤料从口模溢出时,再开主机,以预防先开主机,基料倒流进入口模共挤流道或分配器合流区,影响共挤料挤出。实践发现,在机内充满原料情况下,共挤机启动至5.5 r/min时,模具出料时间为2 min左右,主机在8 r/min时,口模出料时间为4 min,相对滞后,使共挤料消耗过多。因此,在共挤机充满物料情况下,再次开机时,没有必要一定要先开共挤机,应依据共挤机和主机充料情况,分别在规定转速下,从口模出料时间,确定共挤机与主机启动先后次序和间隔时间。比如以上情况,可先启动主机2 min后,再开共挤机,利用两者出料速度差,尽量使共挤料和基料同步从口模挤出,以减少基料挤出时携带的彩色料。
4 双色共挤型材共挤层外观质量缺陷与处理
在双色共挤塑料异型材生产中,除了共挤界面的粘接强度、共挤层厚度外,最容易出现的外观质量缺陷主要有:共挤层厚度不均,截面局部增厚或减薄,共挤层表面出现收缩痕、暗带、亮带、刮痕、摩擦痕、气泡、麻点等。
4.1 共挤层厚度不均
共挤层厚度不均主要有以下两方面原因[3]:
(1)在口模汇流段,共挤流道与主流道形成的可供共挤料通过的间隙不等。一般是因修模或模具装配时销钉定位不准、错位导致,应重新调整共挤料通过的间隙,保证共挤料在各个面上间隙一致。
(2)在形成厚度不均匀的2个面上,基料熔体与共挤料熔体互为影响,基料熔体压力和致密度不同,出口模后的离模膨胀不等,对共挤料的压力不一致,导致2个面共挤厚度不均。在基料厚度不同、供料方式不同及供料段压缩比不等的情况下,这种现象常发生。共挤料熔体压力和致密度不同,对基料的压力不一致,也会导致2个面共挤厚度不均。因此,应首先调整口模基料2个面压缩比和平直段长度,使2个面熔体密度和压力尽量保持一致,其次再根据型坯共挤层厚度不均匀特征,对应整修共挤流道,调整2个面共挤料流速或压力,使其分布均匀。
4.2 共挤层局部增厚或减薄
(1)由异型材基料的边界效应所引起,大都在型坯的转角部位。一般基料在转角处熔体压力比其它部位要小,容易形成塌角。若共挤料的流动性比基料好,熔体的边界效应相应小一些,共挤料会很容易填充到边角,形成边角局部增厚现象。其解决办法是将模具的拐点设计成小圆角,尽可能消除边界效应。
(2)由异型材基料局部密度和熔体内压力不均所致,主要集中在型材外壁和内筋的交汇处。一般口模型材内筋有外供料和内供料2种形式。所谓外供料,即在外壁表面开一道槽,从外壁流道分流一部分物料填充到内筋流道内,内筋用料由外壁用料提供。如采用外供料,在型材外壁供料量、压力和流速一致的情况下,内筋和外壁交汇处的熔体密度小于其它部位,会导致共挤料出现局部增厚。解决办法是,在模具供料段,适当增加型材外壁与内筋交汇处的供料,以保持交汇处熔体的密度与其它部位相一致。所谓内供料,即从分流锥开始设置有专门的内筋流道,到口模出口处才与外壁流道会合。如采用内供料,内筋供料量大小,给料速度快慢以及平直段汇流长度,都会影响内筋汇流处熔体的密度和内压力。若内筋出料速度快,熔体压力高于外壁,则会导致共挤料减薄;若内筋出料速度慢,熔体压力低于外壁,则会导致共挤层过厚。解决方法是合理设计和修正内筋流道的各项参数,使内筋的熔体压力、流速与外壁保持一致。适当延长口模内筋汇流段长度,也能有效改善共挤层局部增厚或减薄缺陷。
4.3 彩色共挤层出现收缩痕、暗带或亮带
4.3.1 型材结构应力或温度应力不均衡
与共挤层存在局部增厚或减薄原因不同的是,当共挤料与基料等速或小于基料流速时,受型材截面结构应力影响,基料共挤界面发生收缩痕、暗带或亮带时,共挤层表面也将随之出现收缩痕、暗带或亮带,并随共挤层厚度增加而更加明显。收缩痕、暗带或亮带同是发生在型材轴向的条纹。不同的是,收缩痕是明显低于型材表面其它部位,用手摸得着、表面比较光滑的凹痕。亮带和暗带则是用手摸不着,在光线下可以看到,光泽明显比型材其它部位亮或暗许多的带状条纹。一般出现亮带时,大多都会伴随暗带出现。暗带基本类似于收缩痕,仅是深浅程度有所不同。暗带是和定型模没有发生直接接触、摩擦所致;收缩痕是型材表面已经出现明显的凹痕。型材2个面连接部位,因熔体流动速度叠加,出料往往比别处快,密度高,与定型模内壁的摩擦较大,因而会出现亮带;当口模内筋供料过小,熔压低,致使相邻外壁物料向内筋处流动,共挤表面则会形成暗带或收缩痕;收缩痕中间下陷部分熔体往往又会对两侧产生一定的横推力,促使边缘熔体凸起,形成亮带。并因摩擦改变了外表面内应力取向,亮带部位经摩擦后,受取向应力影响,一般低于外表面其它部位;当口模内筋供料过大,致使内筋弯曲,对型材外壁形成拉力,共挤表面亦会形成收缩痕;当口模、定型模尺寸不匹配时,型坯进入定型模后,在其内壁和内筋的约束下,远离内筋的型材外壁则会发生凸凹变形,凸起部分贴紧定型模内壁,因摩擦而形成亮带,凹下部分脱离定型模内壁,形成暗带或收缩痕;当型材内筋过厚,冷却速度慢,发生后收缩,拉动对应的型材共挤表面,亦会形成暗带或收缩痕;挤出时型材未出现收缩痕,但当牵引速度加快,壁厚减薄时,型材外壁对内筋牵制、约束力减小,在内筋收缩力作用下,共挤表面也会出现暗带或收缩痕。
由以上分析可知,共挤层表面亮带、暗带或收缩痕等质量缺陷,都是型材相邻2个面熔体应力叠加,相互作用或内筋内应力作用于外壁,外壁对内筋牵制与约束不力,即型材结构应力或温度应力不均衡的结果。归根结底是基料熔体流动性差异的表征。因此,要处理型材共挤层表面亮带、暗带或收缩痕等质量缺陷,首先应处理好型材基料表面亮带、暗带或收缩痕等质量缺陷,另一方面,可对应进行工艺调整,如适当提高挤出速度,以减少熔体在口模停留时间;适当降低牵引速度,以增加型坯冷却时间;适当降低口模及定型模冷却温度,以降低熔体流动性;适当减少共挤层厚度,以降低共挤层对基料的作用力;减少口模与定型模间距、并调整其相对位置,降低口模出口膨胀与增加缺陷一侧压力等(如亮痕在型材上方,可将定型台适当向下调整,如亮痕在型材下方,可将定型台适当向上调整,左右依然),均能一定程度上减少共挤层表面亮带、暗带或收缩痕等外观质量缺陷。
4.3.2 共挤料透光率过高
不同厂家生产的共挤料,尤其是PMMA共挤料的透光率相差很大,从5%~80%不等,当共挤料的透光率小于35%时,共挤层厚度上的细微差别就有可能导致共挤层表面出现明暗条纹。要解决这个问题,一方面在选择优质的PMMA共挤料或者在共挤料中添加不透明的无机填料,以减少共挤料的透光率,另一方面严格控制共挤层厚度,也能在一定程度上改善共挤层的暗带与亮带等缺陷。
4.3.3 定型模真空设计不合理
定型模真空设计不合理也对共挤型材暗带与亮带有一定影响。定型模真空孔的孔径、位置排列、真空孔槽的宽度设计、加工不当,都会造成共挤面的暗带和亮带。真空孔越大,真空槽越宽,真空孔附近的真空吸附作用越大,共挤产品在该处与定型模之间的摩擦越严重,真空孔附近产生亮带的可能也就越大。
4.3.4 共挤料析出
共挤料润滑剂用量过多,析出物不均匀地吸附在真空槽边缘,将导致型材共挤表面出现亮带或暗带。
4.4 共挤表面出现刮痕、摩擦痕及气泡
对于PMMA与ASA而言,比较容易出现摩擦痕与刮痕,对于PVC共挤料而言容易出现气泡,这是由于PVC树脂热稳定性不足造成。PMMA与ASA干燥不足或干燥后密封不当,置放时间过长也会导致共挤层出现气泡,可再进行干燥处理。对于摩擦痕或刮痕,一般可通过口模共挤流道的倒圆,定型模型腔和真空槽的抛光,清洁冷却水质等方法处理。当共挤料中润滑剂析出,堵塞定型模真空孔,也会导致型材共挤面摩擦痕与刮痕,可更换共挤料。共挤层表面质量影响因素比较多,要得到外观质量完美的共挤制品,可通过在定型台与牵引机之间安装抛光机,对共挤面进行机械抛光,以消除各种因素对共挤层外观的影响,减少型材表面条纹、色差,提高其光洁度。抛光机毛刷与型材的相对位置应以-6 mm为宜。通过抛光,也可发现共挤表面是否存在麻点,以便及时处理。
4.5 共挤层表面出现麻点
表面麻点是彩色共挤型材经常出现的缺陷。因形成麻点的原因不同,其表现形式各异。有的麻点呈大小不一的凹坑,有的呈规则或不规则褶皱、鱼鳞斑。有时麻点颗粒粗大,有时麻点呈针眼状气孔。概括起来大致有以下几方面原因[4]:
4.5.1 共挤料质量与性能差异
共挤料各组分之间应有良好的相容性,加工性能应当接近。共挤料与PVC物料的加工性能不宜相差过大。否则会出现分层现象与表面麻点。由共挤料塑化不良形成的麻点一般颗粒较粗,基本呈凹坑状,可通过提高工艺温度来减少或消除。共挤层表面出现规则曲线、鲨鱼皮状或褶皱等缺陷一般有3个原因:一是共挤料温度过高,过塑化形成的不规则曲线,可降低共挤温度予以解决;二是共挤料在造粒过程中经受过大剪切,致使高分子链已产生熔体破碎形成的鲨鱼皮状,可另选用共挤料;三是共挤速度过快,受口模共挤腔间隙限制,共挤层表面形成的褶皱,可降低共挤机转速;由于共挤料水分和低挥发物过多形成的麻点常常是大小均匀、分布也比较均匀,基本呈气孔状,一般从口模出来,很难发现。经过定型模,特别是经机械抛光,表现才比较明显。可在生产前,提高共挤料烘干温度和时间,尤其在多雨天气或湿度较大的地区,更应如此。如采用抽真空排气挤出机,造粒生产的共挤料,在造粒时尽可能地将水分或挥发物排除,效果更好。
4.5.2 主机真空度对麻点的影响
在生产中可以发现,挤出主机排气孔的真空度越大,PVC物料中水分、低挥发物排除得越彻底,物料的密实度越高,共挤料从口模中与基料汇合后,表面粘附得越牢固,越不易分离。反之,主机真空度越小,PVC物料中水分及低挥发物不能及时排出而残存在物料中,物料的密实度不够,表面呈凹凸不平状,与共挤料汇合时会影响彩色型材的表面平整度,并可能形成表面麻点。
4.5.3 定型模对麻点的影响
一般定型模与口模距离越近,麻点较少;距离越远,麻点较多。提高真空度,第一节定型模可直接将从口模出来的型材共挤层表面吸附在定型模内壁上,发挥冷却作用,排除掉水气和夹带物,可有效减少麻点的产生。
5 结 语
(1)合理正确的开机、升温、停机程序,优化选择共挤机与主机开机次序、间隔时间,力争同时挤出;共挤料挤出后立即停机;型坯进定型模前,将2种颜色沿结合部乘热撕开分离;型材调试未完成前,尽量延长共挤停机时间;经牵引未成型的型材,按600 mm一节切割等微细化工艺要求,是方便回收与节约共挤料的有效措施。
(2)2种不同聚合物在同一模具汇合,共同挤出成型,因黏度差异,不仅会造成黏度较低的聚合物熔体把黏度较高的聚合物熔体包覆在中间的趋势,而且因两者之间挤出速度差异,会影响共挤层厚度与两相界面的黏接强度。因此,要合理设定与控制挤出机与共挤机工艺参数,包括温度、给料与挤出速度,并对模具的共挤料流道进行合理设计,使高黏度熔体所受到的压力尽可能大一些,使共挤料和基料在不同温度、压力作用及塑化良好的前提下,熔体黏度及流动速率相互匹配,基本趋于一致,有利于控制好共挤层厚度,提高共挤制品界面粘接强度。
(3)共挤层厚度是双色共挤塑料异型材需要控制的关键。应在主机设定温度及加料、挤出、牵引速度基本确定以后,采用调整共挤机挤出速度或在型材厚度允许范围适当调整共挤层一侧口模温度来调节共挤层的厚度。
(4)共挤层外观局部质量缺陷,直接受基料挤出应力的影响,如果基料出料不均,不仅影响其本身的成型,还会影响共挤层的成型。因此,搞好基料各异型截面所需物料与挤出主机所供物料的平衡,减少或削弱型材界面结构应力或温度应力,是消除共挤层外观局部质量缺陷的前提条件。
(5)共挤层外观质量缺陷还与共挤料的质量、口模及定型模外观质量与光洁度、主机及定型模真空度密切相关。应认真查清原因,分门别类对应处理。在定型模与牵引机之间安装布轮抛光机,可以有效提高共挤层外观质量。
摘要：介绍了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈/苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)双色共挤塑料异型材生产的开机准备、开、停机操作、生产工艺控制及PMMA(ASA)/PVC共挤层外观质量缺陷的处理。合理设定与控制挤出机与共挤机工艺参数,并对模具共挤料流道进行合理设计,有利于控制好共挤层厚度,提高共挤制品界面的粘接强度。应在主机设定温度及加料、挤出、牵引速度基本确定以后,采用调整共挤机挤出速度或在型材厚度允许范围适当调整共挤层一侧口模温度来调节共挤层的厚度。
关键词：彩色塑料异型材,双色共挤工艺,质量控制,PVC,PMMA,ASA
参考文献
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