引 言

硬質的 PVC 結皮發泡板是以聚乙烯(PVC)為關鍵原材料，歷經獨特發泡加工工藝做成。它做為以塑代土的典型性新式建筑建材商品之一，因為其相對密度內部有微小泡孔構造，表層類似純天然木料，是一種十分理想化的低碳環保工程建筑建筑裝飾材料，可廣泛運用于車船生產制造、家俱、櫥衛原材料、建筑裝修等領域，銷售市場需要量大 [ 1-2 ] 。中國對硬質的 PVC 低發泡的管件和鋁型材生產流水線及微發泡或隨意發泡板生產流水線的科學研究比較深層次，但對專用型硬質的 PVC 結皮發泡板的秘方、加工工藝、機器設備的科學研究相對性較少。因為加工工藝隨原材料、擠出機、模貝的轉變而轉變，原材料不一樣，擠出機規格型號與擠出機螺桿構造不一樣，擠出的型材規格與樣子不一樣，所采用的加工工藝調節方式有非常大差別。硬質的 PVC 擠出全過程自身的多元性決策了完成結皮發泡成形的許多困難，PVC 結皮發泡板材品質與擠出機螺桿轉速比、擠出溫度、擠出工作壓力及發動機、口模、制冷定形模構造等多種多樣要素擁有 立即關聯。因而要得到優良特性的硬質的PVC 板材，務必有優秀的板材生產設備及適合的結皮發泡制作工藝。

1 、硬質的 PVC 結皮發泡板生產制造生產流程及機器設備

1.1 生產制造生產流程

硬質的 PVC 結皮發泡板生產制造生產流程以下：PVC 環氧樹脂 改性劑→髙速混和→低速檔冷混→錐單螺桿擠出→口模賦形(結皮發泡)→制冷定形→多膠棍牽引帶→激光切割產品→搜集檢測。生產制造的硬質的 PVC 結皮發泡板產品規格型號為 1 220 mm×2 440 mm，產品薄厚為 8～32 mm。

1.2 生產流水線布局

新研 制 的 硬 質PVC 結皮發泡板材生產流水線。該生產流水線的關鍵部件是擠出機、模貝、制冷定形設備、牽引帶激光切割設備及自動控制系統。擠出系統選用 SJZS-80 型異向錐型單螺桿擠出機，料筒、擠出機螺桿、驅動力傳動裝置設計方案合乎加工工藝特性，擠出量大，原材料裁切勻稱，擠出高效率;模貝系統軟件選用結皮發泡板專用型衣服架式過流道構造模貝，可調式模唇，使原材料擠出發泡勻稱并融入不一樣薄厚的板材;制冷定形系統軟件選用 4組壓板式結構，標準氣壓控制系統，使板材規格精密度操縱簡單;制冷系統設計方案的管道使板材制冷更為勻稱和定形迅速;牽引帶激光切割系統軟件選用輥子式組成光纜牽引機，使驅動力精確測量調整簡單，輥子光纜牽引機與大幅面自動切割機電氣設備實時控制，使板材創口豎直。生產流水線選用擠出發電機組全程聯網智能控制系統，以PLC 系統軟件為關鍵操縱方式，運用溫度和工作壓力等感應器與精密加工的氣動式自動控制系統協同完成工作壓力、溫度等主要參數的閉環控制反饋調節，完成全過程主要參數的精細操縱。

2 、硬質的 PVC 結皮發泡板生產工藝流程主要參數的設定

2.1 硬質的 PVC 結皮發泡成形基本原理

硬質的 PVC 發泡產品運用有機化學發泡劑發泡成形。發泡劑兩者之間溶解汽體在溶體擠出口模前溶解溶體，擠出口模后，溶體內工作壓力溫度降低，使溶解溶體的汽體飽合而產生相分離，產生很多微泡孔而發泡，表面汽泡在制冷定形模的大幅度制冷功效下趕不及澎漲就被固定不動出來，在表層產生相對密度較高且光滑的結皮層，進而生產制造出結皮發泡板。低發泡成形加工工藝有隨意發泡、向內發泡與受到限制發泡、共擠發泡 4 種加工工藝 [ 3 ] 。文中詳細介紹的硬質的 PVC 結皮發泡板材選用受到限制發泡加工工藝，如圖所示 2，溶體從衣服架式口模 1 離去隨意發泡，接著導進與口模規格相仿的制冷定形模 2，馬上在板材表層強制性制冷，抑制板材表層地區發泡(即結皮)，得到表層相對性硬實的發泡半成品加工，歷經制冷區后由牽引帶設備牽引帶進到輥子設備，為賠償板材事后的制冷收攏，制冷定形設備規格超過板材薄厚約 1%，按制冷定形模制冷抗壓強度不一樣，板材結皮薄厚操縱在 0.1~1.0 mm 中間轉變。

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2.2 加工工藝主要參數的設定

硬質的 PVC 結皮發泡板的擠出制作工藝標準比基本的 PVC 管件和鋁型材的生產加工標準嚴苛得多 [ 3 ] 。硬質的 PVC結皮發泡擠出加工工藝的關鍵是發泡劑的溶解與形核，汽泡的發展與固定不動等全過程與 PVC 溶體的熔融與成形全過程相一致。必須嚴控擠出機螺桿轉速比、擠出溫度、工作壓力等來完成，另外還跟發動機、口模、定形模構造有密切相關。

2.2.1 混和加工工藝

因為異向單螺桿擠出機的混和混煉膠作用弱，因而在擠出以前要設定調料、熱混、冷錯料工藝流程。本生產流水線選用SRL-Z 系列產品冷熱混和發電機組開展錯料。原材料的混和工藝流程是十分關鍵的，原材料混和品質的好壞將立即危害著擠出成形全過程及板材外型與本質的品質。原材料混和溫度過高或過低，會造成 原材料提早溶解或熔融欠佳。因而錯料程序流程和溫度的操縱是混和加工工藝的重要。一般生產制造加料次序為 PVC、增稠劑、內潤滑液、加工助劑、填充料、外潤滑液、鈦白婁。投放量

約為熱混筒合理容量的 60%，髙速熱混溫度操縱在 110～120℃范疇內開展 5～10 min，制冷混和溫度在 15～20℃下列，冷混的原材料 5～10 min 后在 35～40℃時從混料機釋放。

2.2.2 擠出加工工藝

1）擠出溫度。為得到泡孔高密度勻稱、表層整平光滑的硬質的 PVC 結皮發泡板材，在生產制造中應嚴控各區段的溫度。假如料筒和擠出機螺桿溫度過高，原材料非常容易提早發泡導致溶體裂開，板材表層不光滑;假如溫度太低，原材料熔融不徹底，板材表層不整平;銜接體和模唇的溫度應小于擠出溫度，但溫度太低會使溶體溫度過低而喪失延展性被扯斷，溫度過過高使溶體抗壓強度和延展性減少，泡孔裂開，板材表層造成裂縫缺點。原材料擠出一般都歷經加溫、控溫和隔熱保溫 3 個全過程。加

商品詳情頁在擠出機排氣管的前側(即一區運輸段和二區縮小段);控溫區則在排氣管后側(即三區排氣管段和四區計量檢定段);隔熱保溫區關鍵由發動機、銜接體和口模構成。原材料在加溫區必須很大的發熱量，該區域溫度的設置應稍高一些，以考慮

快速填補發熱量并使料筒溫度自然環境長期保持的規定;控溫區因為擠出機螺桿對原材料的裁切和注塑造成的內火超出原材料的必須，故該區域一般設定加溫與制冷雙重溫度操縱設備，用于操縱料筒的溫度維持穩定，確保原材料的一切正常熔融與擠出成形。原材料歷經控溫區后已呈徹底熔融情況，該區域內火已不會有，為創建溶體工作壓力必須設定加熱片填補外熱。商品研發發覺，合適硬質的 PVC 結皮發泡板材生產制造的各個區溫度：擠出機一區(155±5)℃、二區(165±5)℃、三區(170±5)℃，四區(180±5)℃;銜接體(170±5)℃;口模(175±5);模唇(175±5)℃;制冷定形設備一區控溫操縱，二三四區制冷操縱，模貝各個區制冷溫度操縱在 5～40℃。

2）擠出速率及停留時間。生活實踐說明，擠出機螺桿轉速比與板材的擠出生產量正相關，與板材的相對密度反比。擠出機螺桿轉速比越高，擠出速度更快，溶體升溫過快提升加工工藝操縱的艱難，但發泡水平勻稱，產品工藝性能好;反過來，擠出機螺桿轉速比過低，擠出速度比較慢時，會使溶體熔融欠佳降低成本高效率，另外挨近模唇口發泡使板材表面不光滑。此外板材品質還遭受原材料在擠出料筒和口模內停留時間的危害，停留時間過短，發泡劑溶解不足，板材相對密度過大;停留時間過長，非常容易發泡過多板材物理性能減少。擠出機螺桿轉速比應依據結皮發泡的不一樣加工工藝方式而定，必須綜合性考慮到機器設備的應用規定和板材的制冷鋸切時間，擠出機螺桿轉速比和擠出速率依據板材薄厚設定不一樣，一般不超過 4 m/min。本生產流水線的 20 mm 板材擠出速率為 0.65~0.7 m/min。

3）擠出工作壓力。板材發泡成功與失敗的關鍵所在擠出工作壓力操縱是不是適合。擠出機螺桿轉速比、溶體溫度及口模內過流道的長度和發動機壓縮比對擠出工作壓力都是有非常大危害。擠出機螺桿轉速比提升使溶體擠出工作壓力上升，能夠 減少泡孔直徑提升汽泡總數，有益于發泡全過程。此外原材料熔融優良時，口模工作壓力和電流量都相對穩定;而原材料熔融欠佳時，口模工作壓力起伏提升，電動機電流量擴大且不穩定。在具體生產制造中，一般 將服務器電流量和口模工作壓力的轉變做為分辨擠出溫度操縱是不是適度的重要環節。

2.2.3 發動機口模及制冷定形模具設計

發動機口模的過流道構造立即危害著產品的發泡倍數和擠出勻稱性，從而危害產品的品質。本生產流水線生產制造大幅面硬質的 PVC 結皮發泡板材，選用衣服架式擠出發動機構造，發動機內部流道構成如圖所示 3，由進氣支管區、扇型區、阻流區和模唇區構成，

溶體注入進氣支管后，被進氣支管勻稱分派到全部扇型區域內，確保料流在進到模唇區的時候的同抗逆性，另外為操縱口模中溶體的工作壓力，設定阻流區減少溶體工作壓力，確保料流速率的一致。過流道各一部分長度設計方案應考慮特殊發動機壓縮比規定，確保原材料不容易發泡過多。

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板材生產加工時，因為制冷定形模的構造規格調節成與發動機口模的同樣規格，故結皮發泡產品的相對密度和結皮層薄厚在于隨意發泡受到限制水平，必須適度調整制冷定形模和口模中間的間距、擠出速度定形牽引帶速率的比率及定形模的制冷抗壓強度。

3、 PVC 結皮發泡板材的物理性能

根據對加工過程中的擠出溫度、發動機工作壓力、擠出機螺桿轉速比等加工工藝標準的嚴控，選用新研制開發的生產流水線生產制造的硬質的PVC 結皮發泡板材歷經檢測，具備下列特性：均值相對密度為(0.45～0.55)×10 3 kg/m 3 ，板材抗拉強度≥8 N/mm 2 ，沖擊性抗壓強度≥8.8kJ/m 2 ，表層邵氏硬度≥A60。特性合乎 Q/STNY 001-95 品質規定，做到了國外同類商品水準。

4、 總結

文中運用新開發設計的硬質的 PVC 板材生產線設備，科學研究擠出溫度、擠出速率、停留時間、擠出工作壓力及發動機口模及制冷定形模具設計等要素對擠出加工工藝的危害，設定了提升的結皮發泡制作工藝主要參數，進而生產制造出具備優質特性的PVC 結皮發泡板材。