PVC线缆用色母粒制造技术

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随着国内电线延安电缆市场的高速发展，目前PVC绝缘和PVC护套用电线应用越来越广泛，不同的用户会针对电线延安电缆提出不同的颜色标准（RAL、MUNSELL、REA等），这样对PVC电线延安电缆制造厂家在PVC着色上提出了更高的要求，目前国内PVC色母生产制造仅仅是起步阶段，笔者在该行业就职多年，就PVC色母粒生产和制造提出几点经验和看法。
       PVC树脂是一种热敏性和剪切敏感性的树脂，若对其进行“多次加工”操作，会影响其应用性能。由于种种原因，常常会遇到“一次加工”的产品质量不符合要求，而不得不进行多次加工情况。这样，不仅影响了生产效率，增加原料消耗，提高了生产成本，而且还可能会影响产品的内在质量。
因此，仔细分析造成“多次加工”操作的原因，了解影响“一次加工”合格率的主要因素，寻求提高“一次加工”合格率的方法，对于高效、低耗和优质地生产PVC线缆色母粒具有重要的意义。
       一PVC线缆色母粒加工现状
       PVC线缆色母粒的品种繁多、成分复杂、配方各异。有的经“一次加工”就能合格，而有的要经数次加工才符合要求。其中颜色谱系不同，其“一次加工”合格率相差甚大，合格率的关系大致如下：
白色﹥灰色﹥黄色﹥橙色﹥棕色﹥黑色﹥兰色>绿色>红色。
       二PVC线缆色母粒生产中常见的“加工”问题
       PVC线缆色母粒“一次加工”不合格的，其不符合项主要集中在以下几条：
粒形不良
分散不佳
颜色偏差
       其中颜色偏差而导致“一次加工”不合格的，主要是配方方面出现的一些问题，不在本文讨论范围之列，因为对于一个成熟的配方，首先其颜色是应当不会有问题的。
造成粒形不良的原因、不良情况的分类及其分析，其中最常见的情况有以下三种：
1挤出条料牵引困难，时粗时细，粒形不佳。
2挤出条料表面有凸起物。
3挤出条料表面极其粗糙。
       其中第一种情况，主要是由于挤出机加料量不稳定所造成的。在生产中常遇到两种情况：
（1）预混料结块，造成加料器下料困难或结块料堵塞在挤出机加料口处。
（2）预混料堆积密度太小，在料斗加料口处因“气阻”而造成底部结块，预混料在料斗中架桥。这样，造成挤出机机头熔体的压力波动很大，流出口模的物料时多时少，极不均衡，当然就很难得到好的粒形。
       第二种情况，通常出现在硬度比较低的产品上，有的经“二次加工”后，挤出条料的平滑感觉得到明显改善，但有的产品，却并无明显好转。若检测其分散性，却是符合要求的。
第三种情况，则出现在某些使用了特种增塑剂或某些颜料含量特别高的产品上。此时生产状况可能是良好的，但挤出条料表面相当毛糙，唯有经过多次加工后，挤出条料手感才光滑平整。
       至于遇到分散不佳问题，生产上通常上能选用最简单的方法，即“二次加工”了。
       三．影响“一次加工”合格率的主要原因分析
       影响PVC线缆色母粒产品“一次加工”合格率的因素是相当多的。为了便于分析和比较，不考虑人、料和环这三项可控制的因素及机这个客观上不可变的因素对“一次加工”合格率的影响。每一种产品也是从多批生产的加工情况综合起来的，具有一定的代表性，若从配方的角度作分析，会给我们一些启示。
       1.有机颜料含量的影响
       将色母粒按照有机颜料含量和加工次数以递减法排序则可看到：当配方中有机颜料含量超过2%时，其“一次加工”合格率仅为25%；而有机颜料含量低于2%时，其“一次加工”合格率高达80%。这表明，有机颜料含量高低对“一次加工”合格率有着举足轻重的影响。且其临界浓度在2%左右。超过此值大多数要进行“二次加工”。其原因之一是有机颜料堆积密度小，体积大，加工时预混料比重较轻，常常会造成“加料”困难，影响挤出操作；原因之二是有机颜料的分散性较差，含量越高，分散越困难，造成产品的分散性不佳。
       2.无机颜料含量的影响
       PVC线缆大多数要求有良好的遮盖性，，着色时除用有机颜料或无机颜料之外，通常要加入适量的钛白粉来提高遮盖性。统计表明，无机颜料含量不同，同样对”一次加工”合格率有影响。
       3.增塑剂品种的影响
增塑剂是PVC线缆色母料的主要成分之一。它影响产品的可加工性、耐热性、耐寒性及柔软性。
       4.增塑剂含量的影响
       不仅增塑剂的品种影响合格率，而且即使用同一种增塑剂，因其用量不同，也会影响“一次加工”合格率，若以树脂和增塑剂的重量份数之比为参数，当比值小于1时，其“一次加工”合格率明显低于比值大于1的。因为当增塑剂用量增加时，会增加预混料操作的难度，易造成预混料“过湿”而结块成团，在挤出加工时会堵塞加料口影响操作或挤出条料太“软”而造成切粒困难。
       5.填料含量的影响
       PVC线缆色母粒中加入填料，不仅可以降低产品成本，还可以改善熔体的流动性能，有利于控制生产工艺条件及方便操作。不过其含量也应恰当，否则也会影响“一次加工”的合格率。当填料含量为树脂的两倍以上时，其“一次加工”合格率不足40%；若含量为树脂的1~2倍时，则其“一次加工”合格率达75%。因为重质碳酸钙类填料毕竟与树脂的亲和性能差，若含量较高时，则“一次加工”时可能在熔体中不能达到均匀分布与分散，造成挤出条料毛糙或有凸起的感觉。若经“二次加工”后，则条料明显光滑。
       6．硬度的影响
       硬度的影响比较复杂。因为硬度不是一个独立的变量，它受树脂的制法、增塑剂的品种和用量，填料及颜料的种类和用量所支配的。不过纵观生产中碰到的情况，经验告诉我们可以认为硬度高的，其“一次加工”合格率也较高，这可能是因为硬度高，有利于预混料操作及改善颜料的分散性的缘故。
       四。提高“一次加工”合格率的方法与措施
       1．改进预混料的质量
       良好的预混料应当是混和均匀的，不结块的比较疏松的。因此，在预混料操作时：
 选择合适的预混设备。
 恰当选择预混料的重量。
       合理安排配方中各组分的加料次序：
a 先加树脂、蜡、润滑剂、热稳定剂，并高速预混。
b 再加预料、填料、高速预混。
c 再加流变性调节剂，高速预混。
d 最后一次性加入增塑剂，低速短时间混合。
       （4）预混料最好现混现用。
       2．调正预混料的堆积密度。
       目的是为了减少或消除预混料再挤出机加料口处“气阻”及架桥现象。可采用的方法如：
       从配方上考虑：
       在用户许可的情况下，降低使用时的稀释比，以降低母料中有机色粉的含量。
       重新配色，选用色力更高的有机颜料。
       在保证硬度的前提下，采用增加活性填料的含量，减少增塑剂用量。
       在硬度许可的情况下，尽量少加增塑剂，多加填充剂。
       在硬度较高配方中，少加或不加流变性调节剂。
       从工艺上考虑
       在预混时，先加入20%左右的同品种同批次的成品粒子，这样可以提高预混料的比重，有利于加料操作。
       3．改进加料计量装量
       若将加料计量器的闸板的宽度设计成可调节式，即在生产PVC线缆色母粒时，通过调整闸板的宽度与高度，就可更方便、更精确地控制加料速度。例如，当闸板宽度设定至原来的二分之一，闸板高度保持不变，那么其加料速度的控制范围就比原来提高一倍。这样就可能解决较“轻”的预混料的加料问题，从而提高“一次加工”的合格率。
       4．优化工艺参数
       挤出操作的重要工艺参数是温度（螺杆、机筒、机头、口模）、加料速度、螺杆转速以及口模板的孔径与孔数，另外还有熔体的温度，扭矩及压力。不同的配方，应有其最佳操作参数。
       五．几条重要建议
尽快改进加料计量装置，以解决加料速度不匀问题
对于预混料比重较轻的，采用“掺合粒子”法预混料工艺
对于填料含量较高的，采用“活化处理”法工艺，以改善粒子表面粗糙问题，具体方法有两种：
填料在线活化处理法
即在预混时，先将填料碳酸钙加入混合器中，再加入偶联剂有机钛酸酯或有机硅烷类，高速混合几分钟，即得活性填料后，再按常规法工艺预混

责任编辑： 整理时间：2006-8-7 16:07:23

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