隨著國產板材生產線的革新、外資和進口設備的引進、新型原輔材料的應用,熱成型行業正蓬勃發展。熱成型板材的加工工藝也因設備、材料和用途的不同而不同。日益成熟的板材加工技術逐漸打破了舊的常規理論。現在,即使在同壹條板材生產線上,不同用途、規格、材質的合格板材也可以通過不同的工藝生產出來;同樣規格的板材也可以用不同的設備和工藝加工。“無模式”給生產帶來了極大的便利。
PP熱成型片材可以通過壓延、壓延和流涎(有或沒有氣刀)生產。
本文討論了用“壓延法”生產各種聚丙烯熱成型片材的壹些技術。僅供參考,如有不妥之處,請批評指正。
本文基於“擠出機-T型頭-立式三輥壓光機-牽引-卷取”這壹最簡單的設備配置。(高檔板材生產線壹般采用“精密擠出”技術,包括PLC高度自動化可編程計算機控制系統、熔體泵、靜態混合器等。三輥多為臥式結構,由伺服電機獨立驅動,配有獨立的循環水控制系統,壹般采用“壓延法”生產。壹般情況下,為了防止軋輥和齒條變形,影響板材的加工精度,原則上不提倡在高檔板材生產線上采用“壓延法”。因此,壹些高檔板材生產線具有自動保護功能。用壓延法生產片材時,如果三輥驅動電機過載,整條生產線將自動停機。)
“壓光”與其他方法最大的區別是,機頭進入的第壹、二輥之間有明顯平滑均勻的殘膠旋轉,第三輥壹般不需要壓中間輥。
因為輥間有壹些殘膠,對穩定生產有很大作用,普通機電配置就能滿足。即不需要熔體泵、靜態混合器、PLC高度自動化可編程計算機控制系統等等。可以降低投資成本和生產成本。只有輥筒和框架的強度比“壓延法”和“流涎法”高,因為輥筒承受的分離力更大。用“壓延法”生產時,操作方便,工人很容易掌握技術要領,設備維護也很簡單。目前國內設備差不多100%能滿足要求。因此,采用“壓延法”工藝生產PP熱成型片材時,使用國產設備比進口設備更經濟。
熱成型常用PP原料的選擇:PP粒料通常選擇擠出板級、片材級、拉伸級、窄帶級或熱成型級。
1.厚PP“正壓熱成型片材”(0.50——2.50 mm)進行“壓延”加工時,PP材料對設備的適應性強,工藝要求相對寬松。
以立式三輥餵料為例:采用“壓延法”生產時,上輥和中間輥之間有膠水,薄如鉛筆。在生產0.50 mm-2.5 mm甚至更厚的正壓熱成型PP片材時,設備適應範圍廣,工藝調整容易。此外,還有以下優點:
(1)采用壓延工藝生產PP正壓熱成型片材時,PP材料對螺桿和機筒的適應性比較強;
無論是理論上推薦的L/D = 22-25的特殊、突變、分離式單螺桿,還是其他漸變、通用、排氣式、L/D = 2O-35、阻隔式、分體式的新型單螺桿,在實際生產中都有成功的生產實例。
這是因為在實際生產中,每個工廠的實力都不壹樣,不可能有專門的設備或者配置。另外,不可能每次都用特殊的機筒和螺桿來更換材料。因此,在實際生產中,壹條片材生產線可以用於生產HIPS、CPS和ABS片材,也可以安排生產PP和PE片材,還可以加工PP降解料和含有填料母料的PP和PE片材。
專業生產片材生產線設備的企業壹般適合加工PP材料。如:天津恒瑞、威、金湖、汕頭大成、等。
(2)采用壓延工藝生產PP正壓熱成型片材時,PP材料對模具結構、調速方式、傳動方式、控溫方式、開唇和進料方式(上進料、下進料)的適應性強。
PP材料的加工範圍廣,所以溫度設定也寬。因為PP材料的熔點是164-170℃,所以在實際生產中,加工溫度可以設定在170℃到270℃之間,根據材料的產地、設備的不同、加工場所的不同而不同。
唇形開口壹般不太嚴格,但唇形開口至少應大於板材厚度。實際中板材規格很多,調節唇口比較麻煩,即使是生產最厚板材的唇口也總是可以的。有的用唇(厚度)開口≈板材厚度X(1+10-30%);在某些情況下,當片材厚度小於0.8mm時,唇緣開口為1.0mm,當片材厚度大於0.8mm且小於1.5mm時,唇緣開口為2.0 mm(因為壹般熱成型的片材厚度很少超過2.0mm)。
三輥普通循環水溫度控制在30℃-80℃。三輥循環水路有串聯、並聯、獨立控制等幾種方式,可以滿足生產要求。
例如:a .臺灣省制造的片材生產線:螺桿фф150mm X34,單螺桿,機筒無排氣;衣架頭,100mm寬,帶減震條;滾筒ф490 MMX 110mm,鏈傳動,液壓缸控制上下滾筒升降;獨立循環水箱自動恒溫控制三輥溫度;垂直給料;DC變頻電機,功率300馬力;;廢料隨機粉碎後擠入料鬥中備用;真空餵食。
使用“壓延法”生產(厚度)1.70 mm X(寬度)710 mm CPP時,正常生產過程記錄如下:
(1)的配料為:顆粒料PT103(臺灣省富Polymen)50Kg,碎料60Kg(粗碎料50k g,細碎料10Kg),粉狀透明劑0.2Kg(香港制造)。
(2)機身溫度控制:233-237-235-236-239-239-245-250-243(單位:℃)
(3)機頭溫度控制:235-235-235-235(單位:℃)
(4)三輥水溫控制:(下-中-上)28.4-28.6-23.5(單位:℃)
(5)螺桿速度:57.7轉/分鐘
(6)三輥線速度:9.3米/分鐘;牽引力:30.8千牛
(7)主電機轉速:938(轉/分鐘);主機電流:390A
(8)上下輥狀態:上下輥均受壓。
(9)殘膠狀態:薄如圓珠筆芯,均勻分布,呈壹條直線,在擠壓毛坯的上方。僅存在於中間輥和下輥之間。
(10)過濾器:80目X2+100目;凈壓力230Kg/cm?
(11)唇口開口:2.3毫米
(12)頭部到三個滾輪中心線的距離:100 mm。
(13)板材質量:良好的表面、良好的透明度和良好的熱成型性。
註意:(a)測試時:上下滾輪都受壓;殘膠薄如圓珠筆芯,呈直線均勻分布,在擠壓毛坯上方,僅在中輥和下輥之間;溫度設置是可選的。
(b)由於主機電流大,螺速不快,機身和機頭溫度可提高10-20℃。
(c)通過試驗,上、下輥受壓時,殘膠不僅存在於上輥和中輥之間,也存在於中輥和下輥之間,殘膠薄如圓珠筆芯,分布均勻,呈直線,片材也能正常生產和使用。
(d)通過試驗,當上輥不壓,僅下輥壓,殘膠細如圓珠筆芯,分布均勻,平直,僅存在於中輥和下輥之間的擠出坯體上方時,片材也能正常生產和使用。
(e)經測試,正向溫度設定(235-260℃)、反向溫度設定(260-235℃)或機身設定(245℃)相同,板材可正常生產使用。
說明:(1)該生產線主要用於壓延生產PP、HIPS、CPS等片材。
(2)我只是想從工藝角度證明這條生產線用“壓延”的方式生產PP熱成型片材是可行的,並且有多種形式。
b汕頭大成包裝機械廠jp-750p擠出片材機組:螺桿ф105mm x35,排氣單螺桿、機筒;換向器調速電機,功率100 kw;;帶阻尼條的衣架式機頭;三輥規格ф316mm x 800mm,鏈傳動;手動蝸輪減速機控制上輥升降,下輥無法升降;垂直給料;恒溫循環水箱控制三個滾筒的溫度。
當“壓延法”用於生產厚度為1.50mmX(寬度)為580mmWPP的可生物降解正壓熱成型片材時,正常生產過程記錄如下:
(1)配料:PP生物澱粉降解顆粒料(Xi安萬傑)100kg+降解破碎料120Kg。
(2)機身溫度:180-185-190-190-195-195(單位:℃)。
(3)頭部溫度:195—190—195(單位:℃)
(4)過濾網:60目X2+80目X2
(5)殘膠狀態:食指粗細,分布均勻,旋轉良好,平滑。
(6)上輥溫度:40℃;中間輥45℃,下輥30℃。
(7)嘴唇張開度:2.5毫米
(8)當殘膠量保持在適當水平時,主機轉速和三輥轉速可以同時加速或減速。
(9)片材質量:表面好,熱成型性好(在正壓杯熱成型機中測試),拉伸均勻。
描述:(a)該生產線主要用於生產HIPS、CPS、環保可降解材料、高填充PP和PE片材。它也適用於生產壹般的無填料聚丙烯熱成型板。
(b)“壓延法”也可用於生產更薄的PP負壓(真空)熱成型生物可降解片材(見以下三種。(2))
(c)由於含有大量澱粉,機體溫度不能過高,過濾網不能過密或過密,否則紙張容易發黃,甚至縱向出現焦線。
(d)使用該生產線加工PP填充片材(填充母料50%以上)時,應適當提高三輥和機體的溫度,以利於塑化均勻,防止擠出機過載損壞設備。
C.汕頭大成包裝機械廠JP-90-700擠出片材機組:
單螺桿фф90x 28,分離式;37KW電磁調速電機;;,直管頭,無阻尼條;三輥規格фф256 x700 mm,蝸輪傳動,氣動控制升降輥,上輥不能升降;垂直給料;並聯或串聯循環水路。
說明:(a)該生產線是早期專用於壓延法生產PP和PE填充和未填充片材的生產線,調整方便,價格便宜。
(二)制作過程比較簡單,這裏就不贅述了。請參考A和D..
D.浙江宏華擠塑板生產線:二級漸進單螺桿фф100mm X30,機筒無排氣孔;45KW電磁調速電機;;三輥規格фф260 MMX 800mm,齒輪傳動,手動絲杠控制上輥升降,下輥無法升降;帶阻尼條的衣架式機頭;垂直給料;平行循環水路;人工餵養;報廢單單獨粉碎。
當通過“壓延”生產0.55mmX580 CPP正壓熱成型片材時,正常生產過程記錄如下:
(1)配料:T30S顆粒料(濮陽)25Kg,碎料70Kg(含60Kg厚碎料),
粉狀透明劑(國產)0.03Kg
(2)機身溫度:200-220-230-240-240(單位:℃)
(3)機頭溫度:225—220—225(單位:℃)
(4)主機(表格顯示):1450轉/分;三個滾筒(如表所示):525轉/分鐘。
(5)三輥溫度(溫度計測量):上輥48℃,中輥45℃,下輥35℃
(6)殘膠狀態:細如鉛筆,分布均勻,旋轉良好。
(7)唇形開口:1.20毫米
(8)從頭部到中間輥的距離:250毫米
(9)過濾網:60目X3+80目X2
(10)片材質量:表面好,拉伸性能好(在壓力熱成型機上測試),塑料杯無損傷,底部無泛白,透明性好。
說明:(a)通過試驗,在上、中、下輥溫度為30-35℃,主機為1200r/min時,殘膠不變,熱成型片材拉伸性能仍然良好,透明性提高。
(b)機身溫度也可降低10-20℃。
(c)透明劑是顆粒狀和粉末狀的。使用粉狀透明劑時,可在配方中加入少量白油、松節油和酒精,使粉狀透明劑均勻分散,提高透明度。
(d)過濾網與標準網孔(25+50+100+50網孔)重疊;帶剪刀(100x2+80x2,100+80x2+60,100+80+60x2,100+80+60+40,80x2+60x20,40+80x20。用打孔機打孔;還有單層或雙層60-100目進口厚度的濾網。
(e)由於板材較窄,頭部較寬,不堵塞,為了減少切邊寬度,頭部遠離三個滾輪。
2.薄型PP“正壓熱成型片材”(0.30—0.40 mm)進行“壓延”加工時,PP材料對設備的適應性相對較弱,工藝要求也較為苛刻。
以浙江宏華擠出片材生產線為例:(具體配置見I. D)
當通過“壓延”生產0.36mmX620 CPP時,正常生產過程記錄如下:
(1)配料:T30S粉(濮陽)25Kg,透明碎料105Kg(含90Kg厚碎料),透明劑0.03Kg。
(2)機身溫度:190—225—240—240—245—245(單位:℃)
(3)頭部溫度:225—222—225(單位:℃)
(4)主機(見表):1500轉/分;三輥(如表中所示):725轉/分鐘
(5)三輥溫度(溫度計測量):上輥47℃,中輥47℃,下輥35℃
(6)殘膠狀態:鉛筆般粗,分布均勻,旋轉良好。
(7)唇形開口:1.20毫米
(8)頭部到中間輥的距離:170 mm
(9)過濾網:60目X3+80目X2
(10)片材質量:表面好,拉伸性能好(在壓力熱成型機上測試),塑料杯無損傷,底部無泛白,透明性好。
註:(a)機身溫度也可降低10-20℃。
(b)這種配方用於有大量回收材料且對熱成型產品的顏色要求不太高的情況。
(c)通過試驗,當上、中輥溫度低於45℃,主機在1300轉/分鐘時,殘膠保持不變,熱成型板材表面質量良好。但在正壓熱成型機上測試“小梅花杯”的成型性時,發現板材拉伸性能變差,塑料杯拉伸斷裂增加,廢品多,無法正常生產。即使改變正壓熱成型機的參數,也沒有改善。即使鼻子的張口縮小到0.60 mm,也沒有影響。因此,判斷壓延法生產的薄型PP“正壓熱成型片材”(0.30—0.40 mm)的熱成型性與主機速度有很大關系。
(d)當主機轉速為65,438+0,500 r/min,輥溫降至35℃以下時,板材的熱成型性變差,塑料杯成型困難。但當輥溫升至75℃時,片材的熱成型性較好,但塑料杯的透明性變差,表面模糊。
因此,判斷壓延法生產的薄型PP“正壓熱成型片材”(0.30—0.40 mm)的熱成型性和熱成型制品的透明性與三輥溫度有很大關系。
3.如果采用“壓延法”生產負壓(真空抽吸)PP熱成型片材,可以在正壓熱成型片材的配料中加入適量的PE,也可以直接選用PE-* * * PP改性的PP擠出級。
壹般添加擠出級HDPE、LLDPE、LDPE,添加量為10-50%,或者直接選擇PE改性PP擠出級,改善片材的拉伸性能,提高產量。
比如:(1)某廠生產PP中國白片0.40mm× 700mm吸塑用。
配料如下:PP(F401,揚子石化)100 Kg,PE(5000S,北研)100 Kg,白泡片廢料80 Kg。
可降解母料100 Kg,瓷白母料(山東)5 Kg。
所用設備:фф90x 28,分離式單螺桿;37KW電磁調速電機;;衣架機頭,不帶減震條;三輥規格фф256 x700 mm,鏈傳動;手動蝸桿控制上輥升降,下輥不能升降;垂直給料;平行循環水路。
工藝參數:機身溫度:225-237-245-248-255-260(單位:℃)。
頭部溫度:240——232——240(單位:℃)
三輥溫度(手模):中上輥約50-60℃。
過濾器:80目+120目X2+150目X2。
唇口:1.5mm。
殘膠:鉛筆粗細,分布均勻,旋轉良好。
片材質量:表面好,吸水性能好(在吸水機上測試),不開裂,拉伸不均勻。
說明:(a)吸塑用PP熱成型片材的配方因產品的加工難度、用途和質量要求而異。
(b)吸塑用PP片材也可以通過“流涎法”生產,這將在另壹章中詳細介紹。
(c)壓延法生產薄片時,為了防止硬雜質(碎石、金屬)損壞機頭、熔體泵和輥筒,壹定要註意放置磁架,及時更換篩網。通常,用於生產薄片的過濾網比用於厚片的過濾網更致密和更堅固。通常使用特殊的網絡堆棧。
(2)以汕頭大成包裝機械廠JP-750P擠出片材機組為例(具體配置見壹)。b)
當“壓延法”用於生產厚度為0.50mmX(寬度)為610mmWPP的可生物降解負壓(吸塑)熱成型片材時,正常生產過程記錄如下:
(1)配料:PP生物澱粉降解顆粒料(Xi安萬傑)100Kg+降解破碎料100kg。
(2)機身溫度:180-185-190-190-195-195(單位:℃)。
(3)頭部溫度:195—190—195(單位:℃)
(4)過濾網:60目X2+80目X2
(5)殘膠狀態:細如鉛筆,分布均勻,旋轉良好,平滑。
(6)上輥溫度:45℃;中間輥48℃,下輥35℃。
(7)唇形開口:1.5毫米
(8)當殘膠量保持在適當水平時,主機轉速和三輥轉速可以同時加速或減速。
(9)片材質量:良好的表面、良好的熱成型性(在吸塑熱成型機中試用)和均勻拉伸。
說明:(a)機身、機頭、三個滾筒的溫度和主機轉速對殘膠的均勻分布和良好旋轉有很大影響。
(b)可降解顆粒的配方在片材的加工難度和熱成型性方面起著關鍵作用。
(c)加快擠壓速度和提高輥溫有利於改善板材的熱成型性。
結論:(1)從以上來自生產線的真實測試記錄可以看出,“壓延法”可以在各種不同配置的設備上生產各種配方的PP熱成型片材。雖然用“壓延法”生產薄型PP熱成型片材,對配方、輥溫、速度等工藝參數都有嚴格的要求,但找出規律後,還是很容易操作的。
(2)“壓延法”的關鍵是控制殘膠,使其始終處於無氣泡、穩定、均勻、光滑的狀態。
(3)輥的溫度與擠出機的速度成正比,這對熱成型片材的熱成型性有很大影響。
註:WPP-白PP-白PP
透明聚丙烯
Cps-透明PS-透明PS