[分享]塑料异型材后共挤成型技术

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塑料异型材后共挤成型技术
来源: ( 日期：2003-04-08 15:12)




胡火根　刘芮　郑天勤　　
摘　要： 介绍了后共挤成型技术、成型模具的设计与制造，以及后共挤成型工艺及其应用领域。
关键词： 后共挤　　复合共挤　　挤出模　　塑料异型材
    共挤出技术是指两种材料共同复合挤出成型制品的技术。共挤出可分为前共挤与后共挤，前共挤是指两种材料在未完全成型的过程中实现复合并同步最终成型的方式；后共挤是指一种材料已完全成型之后，再与另一种材料实现复合成型的方式。前共挤与后共挤最显著的区别在于后共挤更便于废料回收、具有较强的经济性与实用性。
　　后共挤技术在塑窗行业的应用主要是实现密封条与框、扇以及玻璃压条等型材的同步挤出成型。两种制品在一条生产线上成型，节省了塑窗加工过程中“穿密封条”的工序，还能提高塑窗的密封性能指标。
　　近年来，后共挤在欧洲和北美有着较广泛的应用，中国也开始引进这一技术。宏光厂与北京化工研究院合作研究与试验，完成了该技术的开发，并已通过省级技术鉴定。
　　1　后共挤成型技术简介
　　1.1　PCE技术特点
　　PCE(Post－Co Extrusion Process)后共挤成型技术是指型材(基材)完全成型后，在进入牵引机之前的位置上，完成第二种材料的成型，达到两种材料组成一种制品的成型技术。复合后的两种有一定的联接强度，可满足制品使用功能；需要分别回收材料时又能方便的分离。这是后共挤技术的基本要求。
　　1.2　PCE成型范围
　　后共挤成型技术的关键是对被复合的基材局部进行表面瞬间加热，使其微融，共挤的熔融辅材在一定压力下，保持一定的形状与尺寸和基材粘合。通过工艺调节可控制两种材料的粘合强度，从而满足制品的使用性能。
　　该项技术已经广泛运用于门窗密封件的共挤，后共挤的材料可根据不同需求选用：软质PVC、橡胶、有机玻璃和硬质PVC等。
　　2　PCE模具设计与制造
　　后共挤成型技术选用推拉窗和压条举例介绍（见《门窗幕墙与设备》2000.12期）。压条为一模双腔，成型较复杂。
　　2.1　模具设计
　　后共挤模具可分为加热、复合和冷却三部分。
　　2.1.1　加热部分设计
　　复合成型之前应对基材表面加热，以减少两种材料的温度差，同时提高相熔性。采用专用加热风枪，通过模板中的风道对基材进行定向加热，使型材被复合的局部表层微熔。微熔层可根据加热风枪的风量、温度和型材的牵引速度等因素调节，从而达到调节辅材和基材之间的粘结强度的目的。基材其它部分应有隔离加热的措施，如采用多点接触，能起到绝热和减少牵引摩擦阻力的作用。
　　模板由外置加热器加热。但过量加热会导致基材变形，因此应控制基材加热面积与加热量。
　　2.1.2　复合部分的设计
　　根据复合制品形状、按照从主流道过渡到支流道的方法，进行流道和型腔设计，使熔体在流道内始终处于稳态流动，保证熔体出料的稳定性。应在流道内分流部位设计导流岛，能有效地调节流道内各部分的料流，也方便模具在调试过程中的修整。
　　复合形状的尺寸设计须考虑以下因素：
　　(1)控制物料的膨胀和物料离模的速度
　　物料在口模出口处明显的膨胀，是由于物料在离开口模时发生的可逆形变。如果要避免挤出制品横截面的形变，则口模成型面长度L必须为：
           L≥τ松弛V/A
　　其中L：平行成型区长度(mm)；τ松弛：特性松弛时间；V：体积流量(mm3)；A：平行成型区截面积(mm2)
　　由于从理论上计算物料膨胀存在一定困难，在实践中对于物料的膨胀采用经验值校正口模出口横截面。有关此问题在文献中是根据配方、模头和操作条件规定的，并需要针对每种实际情况加以校正。参考有关文献给出下列数据：
　　软聚氯乙烯(SPVC)：－10％～ －20％
　　(2)冷却时物料的收缩量
　　当挤出制品从熔融温度(挤塑温度)冷却至室温时会产生体积收缩。假设近似各向同性条件，体积收缩应换算为纵向收缩量。
　　(3)牵伸
　　型材通过拉伸牵引到后续的定型装置，为使其充分冷却并与定型壁充分接触，出口模截面也必须加大。参考有关文献公式，得出下列数据：
　　软聚氯乙烯(SPVC)：＋12％～＋15％
　　2.1.3　冷却定型部分设计
　　冷却定型部分的作用是及时冷却复合部位，防止形变，有利于快速生产。在实际生产中，若牵引速度≤1.5m/min，可以不用冷却定型部分，复合部位利用室温冷却即可满足。冷却定型部分的冷却介质采用循环冷却水，也可在复合部位进入冷却定型入口处进行风冷。
　　冷却部分重要之处在水箱入口处采用真空抽水，防止水从入口处流向共挤结合区，影响成型工艺温度。
　　2.2　模具制造
　　后共挤成型模具的流道和成型腔零件是该类模具的关键部分。特别是流道呈渐变过渡，才能保证辅料熔体在流道内流动稳定，分流均匀。成型型腔的尺寸和几何形状精度直接决定复合制品的精度与性能。
　　成型零件的加工应利用计算机网络技术。将设计好的零件数据传输到控制加工中心的终端，由加工中心的终端进行编译后由机床完成加工。成型腔的入口过渡部分由电脉冲加工。
　　3　后共挤成型工艺
　　3.1　后共挤技术的成型原理
　　后共挤技术的成型原理采用了焊接原理，使被复合的基材局部受热而微熔，微熔层0.2～0.5?。其厚度可以通过加热部件调节。
　　3.2　后共挤成型系统的温度
　　挤出成型系统的温度直接影响辅料的流动性和基辅材粘合强度。
　　4　后共挤技术的应用
　　宏光厂与北化院研制的后共挤技术已成功地在河北保定云飞公司、通化东宝波菲丽斯公司及长春亚东公司等单位应用。后共挤制品的技术性能指标完全满足塑窗制品的使用性能，特别是耐候性。后共挤制品的经济性和实用性提高了制品的功能，方便了后道工序，提高了生产效率。

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