隨著國內(nèi)電線電纜市場的高速發(fā)展，目前PVC絕緣和PVC護套用電線應(yīng)用越來越廣泛，不同的用戶會針對電線電纜提出不同的顏色標準（RAL、MUNSELL、REA等），這樣對PVC電線電纜制造廠家在PVC著色上提出了更高的要求，目前國內(nèi)PVC色母生產(chǎn)制造僅僅是起步階段，筆者在該行業(yè)就職多年，就PVC色母粒生產(chǎn)和制造提出幾點經(jīng)驗和看法。
PVC樹脂是一種熱敏性和剪切敏感性的樹脂，若對其進行“多次加工”操作，會影響其應(yīng)用性能。由于種種原因，常常會遇到“一次加工”的產(chǎn)品質(zhì)量不符合要求，而不得不進行多次加工情況。這樣，不僅影響了生產(chǎn)效率，增加原料消耗，提高了生產(chǎn)成本，而且還可能會影響產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。因此，仔細分析造成“多次加工”操作的原因，了解影響“一次加工”合格率的主要因素，尋求提高“一次加工”合格率的方法，對于高效、低耗和優(yōu)質(zhì)地生產(chǎn)PVC線纜色母粒具有重要的意義。
一、PVC線纜色母粒加工現(xiàn)狀
PVC線纜色母粒的品種繁多、成分復(fù)雜、配方各異。有的經(jīng)“一次加工”就能合格，而有的要經(jīng)數(shù)次加工才符合要求。其中顏色譜系不同，其“一次加工”合格率相差甚大，合格率的關(guān)系大致如下：
白色﹥灰色﹥黃色﹥橙色﹥棕色﹥黑色﹥蘭色>綠色>紅色。
二、PVC線纜色母粒生產(chǎn)中常見的“加工”問題
PVC線纜色母粒“一次加工”不合格的，其不符合項主要集中在以下幾條：
粒形不良
分散不佳
顏色偏差
其中顏色偏差而導(dǎo)致“一次加工”不合格的，主要是配方方面出現(xiàn)的一些問題，不在本文討論范圍之列，因為對于一個成熟的配方，首先其顏色是應(yīng)當不會有問題的。
造成粒形不良的原因、不良情況的分類及其分析，其中最常見的情況有以下三種：
1、擠出條料牽引困難，時粗時細，粒形不佳。
2、擠出條料表面有凸起物。
3、擠出條料表面極其粗糙。
其中第一種情況，主要是由于擠出機加料量不穩(wěn)定所造成的。在生產(chǎn)中常遇到兩種情況：
（1）預(yù)混料結(jié)塊，造成加料器下料困難或結(jié)塊料堵塞在擠出機加料口處。
（2）預(yù)混料堆積密度太小，在料斗加料口處因“氣阻”而造成底部結(jié)塊，預(yù)混料在料斗中架橋。這樣，造成擠出機機頭熔體的壓力波動很大，流出口模的物料時多時少，極不均衡，當然就很難得到好的粒形。
第二種情況，通常出現(xiàn)在硬度比較低的產(chǎn)品上，有的經(jīng)“二次加工”后，擠出條料的平滑感覺得到明顯改善，但有的產(chǎn)品，卻并無明顯好轉(zhuǎn)。若檢測其分散性，卻是符合要求的。
第三種情況，則出現(xiàn)在某些使用了特種增塑劑或某些顏料含量特別高的產(chǎn)品上。此時生產(chǎn)狀況可能是良好的，但擠出條料表面相當毛糙，唯有經(jīng)過多次加工后，擠出條料手感才光滑平整。
至于遇到分散不佳問題，生產(chǎn)上通常上能選用最簡單的方法，即“二次加工”了。
三、影響“一次加工”合格率的主要原因分析
影響PVC線纜色母粒產(chǎn)品“一次加工”合格率的因素是相當多的。為了便于分析和比較，不考慮人、料和環(huán)這三項可控制的因素及機這個客觀上不可變的因素對“一次加工”合格率的影響。每一種產(chǎn)品也是從多批生產(chǎn)的加工情況綜合起來的，具有一定的代表性，若從配方的角度作分析，會給我們一些啟示。
1、有機顏料含量的影響
將色母粒按照有機顏料含量和加工次數(shù)以遞減法排序則可看到：當配方中有機顏料含量超過2%時，其“一次加工”合格率僅為25%；而有機顏料含量低于2%時，其“一次加工”合格率高達80%。這表明，有機顏料含量高低對“一次加工”合格率有著舉足輕重的影響。且其臨界濃度在2%左右。超過此值大多數(shù)要進行“二次加工”。其原因之一是有機顏料堆積密度小，體積大，加工時預(yù)混料比重較輕，常常會造成“加料”困難，影響擠出操作；原因之二是有機顏料的分散性較差，含量越高，分散越困難，造成產(chǎn)品的分散性不佳。
2、無機顏料含量的影響
PVC線纜大多數(shù)要求有良好的遮蓋性，，著色時除用有機顏料或無機顏料之外，通常要加入適量的鈦白粉來提高遮蓋性。統(tǒng)計表明，無機顏料含量不同，同樣對”一次加工”合格率有影響。
3、增塑劑品種的影響
增塑劑是PVC線纜色母料的主要成分之一。它影響產(chǎn)品的可加工性、耐熱性、耐寒性及柔軟性。
4、增塑劑含量的影響
不僅增塑劑的品種影響合格率，而且即使用同一種增塑劑，因其用量不同，也會影響“一次加工”合格率，若以樹脂和增塑劑的重量份數(shù)之比為參數(shù)，當比值小于1時，其“一次加工”合格率明顯低于比值大于1的。因為當增塑劑用量增加時，會增加預(yù)混料操作的難度，易造成預(yù)混料“過濕”而結(jié)塊成團，在擠出加工時會堵塞加料口影響操作或擠出條料太“軟”而造成切粒困難。
5、填料含量的影響
PVC線纜色母粒中加入填料，不僅可以降低產(chǎn)品成本，還可以改善熔體的流動性能，有利于控制生產(chǎn)工藝條件及方便操作。不過其含量也應(yīng)恰當，否則也會影響“一次加工”的合格率。當填料含量為樹脂的兩倍以上時，其“一次加工”合格率不足40%；若含量為樹脂的1~2倍時，則其“一次加工”合格率達75%。因為重質(zhì)碳酸鈣類填料畢竟與樹脂的親和性能差，若含量較高時，則“一次加工”時可能在熔體中不能達到均勻分布與分散，造成擠出條料毛糙或有凸起的感覺。若經(jīng)“二次加工”后，則條料明顯光滑。
6、硬度的影響
硬度的影響比較復(fù)雜。因為硬度不是一個獨立的變量，它受樹脂的制法、增塑劑的品種和用量，填料及顏料的種類和用量所支配的。不過縱觀生產(chǎn)中碰到的情況，經(jīng)驗告訴我們可以認為硬度高的，其“一次加工”合格率也較高，這可能是因為硬度高，有利于預(yù)混料操作及改善顏料的分散性的緣故。
四、提高“一次加工”合格率的方法與措施
1、改進預(yù)混料的質(zhì)量
良好的預(yù)混料應(yīng)當是混和均勻的，不結(jié)塊的比較疏松的。因此，在預(yù)混料操作時：選擇合適的預(yù)混設(shè)備，恰當選擇預(yù)混料的重量。
合理安排配方中各組分的加料次序：
a、先加樹脂、蠟、潤滑劑、熱穩(wěn)定劑，并高速預(yù)混。
b、再加預(yù)料、填料、高速預(yù)混。
c、再加流變性調(diào)節(jié)劑，高速預(yù)混。
d、最后一次性加入增塑劑，低速短時間混合。
2、調(diào)正預(yù)混料的堆積密度
目的是為了減少或消除預(yù)混料再擠出機加料口處“氣阻”及架橋現(xiàn)象。可采用的方法如：
從配方上考慮：
在用戶許可的情況下，降低使用時的稀釋比，以降低母料中有機色粉的含量。
重新配色，選用色力更高的有機顏料。
在保證硬度的前提下，采用增加活性填料的含量，減少增塑劑用量。
在硬度許可的情況下，盡量少加增塑劑，多加填充劑。
在硬度較高配方中，少加或不加流變性調(diào)節(jié)劑。
從工藝上考慮
在預(yù)混時，先加入20%左右的同品種同批次的成品粒子，這樣可以提高預(yù)混料的比重，有利于加料操作。
3、改進加料計量裝量
若將加料計量器的閘板的寬度設(shè)計成可調(diào)節(jié)式，即在生產(chǎn)PVC線纜色母粒時，通過調(diào)整閘板的寬度與高度，就可更方便、更精確地控制加料速度。例如，當閘板寬度設(shè)定至原來的二分之一，閘板高度保持不變，那么其加料速度的控制范圍就比原來提高一倍。這樣就可能解決較“輕”的預(yù)混料的加料問題，從而提高“一次加工”的合格率。
4、優(yōu)化工藝參數(shù)
擠出操作的重要工藝參數(shù)是溫度（螺桿、機筒、機頭、口模）、加料速度、螺桿轉(zhuǎn)速以及口模板的孔徑與孔數(shù)，另外還有熔體的溫度，扭矩及壓力。不同的配方，應(yīng)有其最佳操作參數(shù)。
五、幾條重要建議
盡快改進加料計量裝置，以解決加料速度不勻問題
對于預(yù)混料比重較輕的，采用“摻合粒子”法預(yù)混料工藝
對于填料含量較高的，采用“活化處理”法工藝，以改善粒子表面粗糙問題，具體方法有兩種：
填料在線活化處理法
即在預(yù)混時，先將填料碳酸鈣加入混合器中，再加入偶聯(lián)劑有機鈦酸酯或有機硅烷類，高速混合幾分鐘，即得活性填料后，再按常規(guī)法工藝預(yù)混。 |