1 前 言 隨著塑鋼門窗在我國的大力推廣應(yīng)用，帶動了異型材行業(yè)的蓬勃發(fā)展。與此同時，隨著人們對塑鋼門窗認(rèn)識的不斷加深，更多的用戶在選擇產(chǎn)品時已不僅僅局限于能滿足使用要求，對 產(chǎn)品的外觀及表面質(zhì)量的要求也變得越來越高。作為影響制品外觀質(zhì)量之一的表面光亮度 已成了評價產(chǎn)品質(zhì)量及檔次的一個重要指標(biāo)。特別是隨著近幾年來高速擠出的發(fā)展，制品表面光亮度已越來越成為產(chǎn)品外觀質(zhì)量的一個重要制約因素。而由于制品光亮度受生產(chǎn)過程中中配方、原料、模具、工藝等多方面的影響，因而要想獲得較好的制品表面光亮度，必須綜合各制約因素的影響；通過各方面的合理控制及保證，才能使制品表面具有較高的光亮度。
2 制品表面光亮度的影響因素
2.1 配方及原材料
合理的配方是保證聚氯乙烯加工性能獲得質(zhì)量優(yōu)異異型材的前提。由于PVC樹脂性能較差，加工范圍較窄，成型條件極為苛刻，因而在配方中加入不同用量的穩(wěn)定劑、改性劑、潤滑劑 、填充劑等助劑，使其性能適應(yīng)加工及使用條件。而各種助劑的選用及含量，不僅關(guān)系到物料的加工性能及物化性能，而且最終對產(chǎn)品的外觀質(zhì)量保證有著極為重要的影響。比如，穩(wěn)定劑能提高聚氯乙烯加工的熱穩(wěn)定性，如果其在配方中的用量偏少就可能導(dǎo)致PVC加工過程中受熱分解，從而使制品表面呈現(xiàn)(淺)黃色，影響制品的表面光亮度。配方中的加工改性劑促進(jìn)物料塑化、改善加工流動性的作用，如果其用量較低，物料的加工流動性變差，易產(chǎn)生塑化不良而使制品表面粗糙、無光澤，降低了制品表面的光亮度。而配方中的潤滑劑的選擇和配比特別是外潤滑的用量對制品的外觀影響更為明顯，由于與PVC的相容性較差，用量過多不僅會在制品表面產(chǎn)生析出使表面變得粗糙出現(xiàn)條紋或云紋，而且過多的析出物粘附在模具的型腔內(nèi)壁從而會大大影響了制品表面的光亮度，這一影響在高速擠出生產(chǎn)時表現(xiàn)得尤為明顯；而潤滑劑的用量不夠物料流動性變差、塑化不良，同樣也會使制品表面光亮度下降。 另外，某些廠家為提高型材表面的光亮度，還在配方中加入少量的熒光增白劑，但由于熒光增白劑的分子結(jié)構(gòu)所限，其在后期使用過程中一般會加速型材的老化，因此筆者認(rèn)為不適合推廣。
原材料對制品外觀質(zhì)量的影響亦不容忽視。制品表面出現(xiàn)的某些缺陷都會不同程度地影響到 表面光亮度，而這些缺陷的產(chǎn)生往往與原料的質(zhì)量有關(guān)。如PVC的水分及揮發(fā)分的含量超標(biāo) ，就往往導(dǎo)致物料在加工過程產(chǎn)生過多的氣體不能完全排除而產(chǎn)生氣泡，影響了制品表面的 光澤性；填充劑CaCO3的表面一般要經(jīng)過活性處理，以增加與聚合物的親合力，但如果其 粒 徑過大，活化度不夠，在制品表面分散不均勻，則同樣會使制品光澤性下降；配方中加人的 抗沖改性劑CPE的殘留結(jié)晶度超過5%-10%時，則可能在加工過程中難以塑化而在制品表面上 形成麻點，這都會使制品表面光亮度受到一定的影響。
2.2 模具設(shè)計與制造
模具是制品成型的關(guān)鍵部件，因而模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計與加工精度對產(chǎn)品的表面光亮度有著直接的的影響。
2.2.1 機(jī)頭的流道結(jié)構(gòu)設(shè)計
異型材機(jī)頭流道設(shè)計的一個重要原則就是要使機(jī)頭各流道部分的截面間隙的料流阻力平衡和 流量對稱，口模處橫斷面的物料流速一致。而由于中空異型材的特殊流動行為及斷面的復(fù)雜 性，實際口模截面各點的流速很難趨于一致，內(nèi)筋的流速往往較外壁稍慢，這種流速的差異 加之在定型模冷卻速率的不同就導(dǎo)致了制品對應(yīng)處往往產(chǎn)生一凹痕，從而在制品表面上形 成一“暗痕”。同時，內(nèi)筋的厚度應(yīng)盡量控制在不超過外壁厚的2/3，由于內(nèi)筋的冷卻相對 外壁的滯后性而產(chǎn)生一定的后收縮從而會在制品的表面形成一“收縮痕”。不管是“暗痕” 還是“收縮痕”，都會使制品的表面看上去有一條 “不光亮帶”，從而影響了制品表面的 光亮度，這一點在高速擠出時顯得尤為明顯。
2.2.2 模具型腔表面精度
從口模出來的料坯經(jīng)定型模的冷卻，吸附成型為具有相應(yīng)形狀和尺寸的制品。同時通過 定型模的接觸摩擦使制品具有了一定的表面光澤，因此模具型腔表面的加工精度也決定了制 品表面的光亮度。一般來說，精加工完的型腔表面都要進(jìn)行衍磨拋光處理，其表面粗糙度應(yīng) 控制在Ra0.2mm以上。為進(jìn)一步保證制品的表面光亮度，許多模具廠家對模具的材質(zhì)選擇都 有較高的要求，并對模具的型腔進(jìn)行表面電鍍處理，這一方面會相應(yīng)提高制品表面的光亮度 ，另一方面也大大提高了模具的耐磨性，延長了模具使用壽命。
2.2.3 定型模的水氣路結(jié)構(gòu)
定型模的水氣路設(shè)計要充分保證制品的均勻冷卻和吸附。而正是由于水氣的冷卻和吸附 才使制品與定型模型腔發(fā)生了接觸摩擦，因此制品冷卻得是否充分均勻，真空吸附力的大小 都將便制品與型腔的摩擦力發(fā)生變化，從而導(dǎo)致制品表面光澤性的不一。顯然，制品冷卻得 越充分均勻，真空吸附力越大，制品表面光亮度越高。當(dāng)然隨真空吸附力的增大，阻力也會 相應(yīng)增加，這在生產(chǎn)中要適當(dāng)控制。由于型坯剛離開口模時比較柔韌，光亮度較高，為盡可 能保留這種較高的光亮度，應(yīng)使型坯進(jìn)人定型模時盡快地發(fā)生冷卻、吸附。為此現(xiàn)有部分模 具廠家在定型模設(shè)計時，為提高型材使用的可見面亮度，在定型模的人口處預(yù)設(shè)了一寬10mm 的“亮度保持板”，其上設(shè)有單獨的水氣路。實踐證明，這對提高制品表面光亮度有一定的作用。
2.2.4 定型模(水箱)應(yīng)變量的設(shè)計
為使型腔面與型坯的流動變化狀態(tài)相吻合，保證制品表面的平整度，模具廠家在設(shè)計定 型模(水箱)時一般在模板上設(shè)有一定的應(yīng)變量，其應(yīng)變量所對應(yīng)的圓弧面如何與型坯的實際 流動狀態(tài)相一致，便成為設(shè)計定型模的關(guān)鍵。圓弧的大小、形狀設(shè)計的不當(dāng)，就會導(dǎo)致型坯 各部分與定型模(水箱)的接觸摩擦不一樣，從而使制品接觸摩擦較大處表面亮度較高，而摩 擦較輕處對應(yīng)部分就會發(fā)暗，嚴(yán)重時甚至出現(xiàn)表面凹凸不平現(xiàn)象，使制品表面光亮度明暗不 一。
2.3 擠出工藝
擠出工藝是影響制品塑化的一個重要因素，而物料的塑化度又直接影響了制品表面的光 亮度。工藝溫度偏低，物料塑化不良，制品表面粗糙、發(fā)暗；反之，工藝溫度偏高，物料產(chǎn) 生過塑化甚至發(fā)生分解，制品表面產(chǎn)生無光澤的(淺)黃色相。擠出速度及壓力一般受設(shè)備與 模具的影響較大，不同的擠出速度往往需對工藝溫度作出相應(yīng)的調(diào)整，否則，速度過慢，物 料因在螺筒內(nèi)停留時間較長而發(fā)生分解，同樣會使制品表面呈現(xiàn)黃色相；速度過快，又會因 物料內(nèi)部產(chǎn)生過多的剪切摩擦熱不能及時排出而使制品表面產(chǎn)生氣泡。因此在生產(chǎn)過程中， 工藝溫度、擠出速度及壓力的合理設(shè)置與調(diào)整是保證物料塑化良好，從而獲得質(zhì)量優(yōu)異具有 光滑細(xì)膩表面的一個關(guān)鍵。擠出機(jī)的工藝溫度通常分為機(jī)身溫度與模具溫度二個部分。實際 生產(chǎn)過程中，一般根據(jù)物料的塑化狀況及制品的內(nèi)外表面光亮度來調(diào)整相應(yīng)的溫度。模具溫 度的高低對制品的外觀質(zhì)量影響較大，適當(dāng)提高口模溫度有利于提高制品的表面光亮度。因 此，在國外高速擠出的模具加熱區(qū)一般都將口模出口前的成形段單獨設(shè)立一加熱系統(tǒng)，目的 就是提高出口時的物料溫度，使物料的外觀更加光滑、細(xì)膩，增加制品表面光亮度。
3 提高制品表面光亮度的途徑
3.1 優(yōu)化配方設(shè)計，保證原材料質(zhì)量
穩(wěn)定劑、加工改性劑等助劑在配方中的配比要保證PVC良好的熱穩(wěn)定性、加工流動性；潤滑 劑(特別是外潤滑劑)的用量要合理，以盡可能地減少擠出過程中的析出現(xiàn)象，保證物料良好 的塑化狀態(tài)。對原材料的質(zhì)量要嚴(yán)格把關(guān)，建議盡可能地選擇規(guī)模較大、設(shè)備完善、質(zhì)量穩(wěn) 定的廠家進(jìn)貨，并在原料進(jìn)廠后進(jìn)行人廠檢驗。
3.2 從模具設(shè)計和制造方面保證制品表面光亮度
機(jī)頭的流道結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)盡可能地保證口模截面處各部分的物料流速一致，內(nèi)筋的速度不能與 外壁相差過大(一般不超過15%)，并且厚度不宜超過外壁厚的2/3；模具的型腔表面要達(dá)到足 夠的加工精度，表面粗糙度一般要在Ra0.2mm以上，建議對定型模表面進(jìn)行電鍍處理；定 型模的水氣路結(jié)構(gòu)設(shè)計要保證冷卻充分、均勻，吸附力足夠，并可在定型模入口處設(shè)置“亮 度保持板”，以提高型材使用可見面的亮度；定型模應(yīng)變量的設(shè)計應(yīng)盡可能地與物料的流變 狀態(tài)及生產(chǎn)速度相吻合。
3.3 合理調(diào)整擠出工藝，提高制品表面光亮度
實際生產(chǎn)過程中，根據(jù)物料的塑化狀態(tài)合埋地調(diào)整工藝溫度、速度及壓力，保證物料的 良好塑化，并在此基礎(chǔ)上適當(dāng)提高口模溫度。如果在口模成形段出口處設(shè)一單獨加熱區(qū)(一 般長約10mm)來獨立控制溫度，則對提高制品表面光亮度會更加有利。
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