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浅析PVC建筑模板的生产

  • 投稿Adam
  • 更新时间2015-09-16
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孙禹 SUN Yu

(山东省青岛科技大学中德科技学院,青岛 266601)

摘要: 一种成型产品的问世到投入使用,要从设备、工艺、工艺控制、配方设计实验、管理、原料采购、产品宣传、销售、产品利用回收等各个环节都要严格把关,否则影响产品质量和销售,需要的时候还要需要融资,哪个环节都不可或缺。

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关键词 : 环保;PVC;建筑;模板

中图分类号:TU755.2 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)23-0127-03

作者简介:孙禹(1993-),男,山东烟台人,在读学生,研究方向为应用化学,拟研究方向为工程管理(准备申请工程管理硕士研究生)。

0 引言

石油资源正面临枯竭,而上世纪末生产的PVC陆续报废,20年后这一数字有可能增加,PVC废旧制品的随意丢弃也造成了严重环境污染,在这种状况下,采用PVC门窗粉碎料作为主料生产的模板代替木胶板将成为不可阻挡的趋势,所以,近几年悄然升起一种新型建筑材料-PVC建筑模板。这一新型材料,体现了环保理念,变废为宝,大大节约了石油资源和森林资源,减少碳排放,而且将PVC废弃物对环境的危害降到最低,更降低建筑成本,是国家扶持项目。

1 “李代桃僵”将是必然的选择

低成本、高性价比是PVC建筑模板代替木胶模板成为可能。

目前普遍使用的木胶板最多使用5-6次,最好的竹胶板最多使用12、13次,而且木胶板变形厉害,吸水膨胀后变形更厉害,性价比较低。

PVC建筑模板因表面结皮,硬度高;中间发泡,有弹性、韧性强、抗冲击、不易损坏;不溶于水、不变形;尺寸根据要求可锯、可刨、可钻,且模板使用后再回收返厂重新加工利用,有效降低建筑成本和生产成本,不难看出那一种模板会成为“上帝的宠儿”。

2 “欲攻其事必利其器”——设备与工艺

好的设备、生产工艺能起到事半功倍的效果。

一条完整的生产线包括一台破碎机、二台磨粉机(含通风除尘设备)、一条凝料搅拌机、一条挤塑机及一台玻璃钢冷却塔。除填料、打键、工艺控制外全部自动化。

2.1 破碎机

将废旧聚氯乙烯塑钢门窗或废旧PVC建筑模板(主要是破碎回收的废旧PVC建筑模板,而废旧PVC塑钢一般直接买小片料)在破碎机中进行破碎成较大片碎料,然后输送到磨粉机中。

注意:不能将杂物特别是金属混进破碎机,否则会影响破碎机的使用,如烧坏电机

2.2 磨粉机

磨粉机加有通风除尘设备,能够将扬尘收集起来,既避免浪费,又能对人体危害降到最低。在此机中装有动刀和定刀,靠动刀旋转在动刀和定刀中间的空隙里将废旧PVC小片料磨成细粉。

工艺控制:

①磨粉时,小料电流控制在100安,大料电流控制在90安,换料后要及时调节电流,一旦超过,机器就会停止运转、罢工。

②机内含强磁吸铁装置,能够将混入的杂质铁制品分离出来,需要每15min左右清理一遍杂物,否则铁制品会损坏动刀上的刀片。

2.3 凝料机

凝料机俗称搅拌机,将PVC细粉和各种辅料在此机中进行混合,共分两步:热混和冷混。先把物料按一定比例、一定顺序加到热混机,经过高速搅拌机,混合均匀,温度达到115℃左右,这样做的目的是去湿,且混合均匀,否则会导致泡孔不均匀或制品表面破孔。后通过冷凝机冷却,降到48℃左右,经螺旋上料器进挤出主机集料斗。

工艺控制:

①进料不能过快,可调节电流;加料量不能过大,但也不能过少,应控制在混合机容积的50%-70%。

②进行温度控制,高速机115℃左右,冷却机48℃左右。

③进行时间控制,物料在高速机中的捏合时间至少在7-8分钟以上才能得到质量均匀、干流性好的混合料。

2.4 挤塑机

PVC建筑模板是低发泡聚氯乙烯硬质板材,采用Celuka发泡法(结皮发泡法和内发泡法),此法生产的产品表面有一层未发泡的硬皮,表面质硬,产品密度高,需要使用双螺杆挤出专用机,此机优点:有对物料输送效率高,剪切混炼效果好、物料停留时间短、自洁性高,强制输送速度较均匀。

一条挤塑流水线共分四部分:挤出机、定型台、牵引装置、切割装置。

第一部分:挤出机。

挤出机由挤出主机和模头两部分组成;挤出主机是由齿轮箱和螺杆组成。齿轮箱中的电机带动齿轮进行运转;螺杆外包有机筒,此装置低温加压后将物料加热、熔融冶炼、塑化,再通过模头挤出进入定型模具。

工艺控制:

①挤出机开机时先预热1小时(第一次开机2小时)以上。

②要控制螺杆转速、机头压力、物料在挤出机内的滞留时间,否则影响产品质量。

③定期清洁模头,一般每十天一次,消除死角、消除杂质,不能混入金属等坚硬物,否则模头会偏。

④随时检查修改模头出口、模唇间距等。

第二部分:定型台。

定型台分两部分:发泡装置和冷却装置。定型台上下有定型板,定型板上有冷水通道。

物料从模头挤出后,进入定型模具,在物料发泡之前,外表面受到冷水通道的迅速冷却,表面结成一层硬质表皮。板材的好坏取决于水管的水温,所以这里需要冷却塔加大冷却力度。而导热油箱将油加热到170℃,通过导热油在产品内部给熔体加热发泡。板材经过定型台后表面结皮、内部发泡发热,目前温度170℃,经过定型台后,经4次定型冷却得到的板材不变形。

注意:

①水温过高或水箱堵了都影响结皮,所以冷却泵要扬程大、流速快、冷却效果才好。

②表皮的厚度是根据熔体的温度、冷却速度、牵引速度等不而不同;发泡层的密度则随模芯断面积和牵引速度的变化而变化。

由此可见,定型装置不但是控制挤出制品最终断面尺寸的部件,还是控制密实表层的质量和厚度的装置。我们需要通过设计定型模的尺寸、定型模与模头间距、冷却流量来控制结皮层的质量和厚度。

第三部分:牵引装置。

牵引装置共有四组,其中一组可换成印花滚,上下两个专供印花,如印厂名、商标、产品主要用途等,印花滚中内有导热油,用于给板材加热。此项为笔者调研的工厂专有,现在这一技术要正逐步走向成熟。另外3组起牵引作用,带动板材向下一工序运行。

工艺控制:

①定时清理四滚工作面,使其表面达到光滑要求,定时清理四辊机表面,不能混入硬质物。

②控制滚筒内温度

③随时检查四滚高度,应均匀冷却、速度不能过快,减少牵引。

第四部分:切割整形装置。

切边装置:根据用户要求切边加工成用户所需的宽度;切割台:根据用户要求切成用户所需的长度,然后根据用户要求切成所需型号的板材,如,915×1830、940×1830、1220×2400等(单位是mm),最后将50张或75张打成一建。

整个生产工艺流程如图1所示,共九个环节。

3 “千里寻他千百度”——原料的选择和配方的改进

笔者所调研的公司从去年10月份建厂到今年6月份,经历严寒酷暑,中间搬厂一次,几易配方。成功有之,失败有之,可谓酸甜苦辣皆尝遍。

众所周知,PVC建筑模板是使用废旧PVC粉为主料生产的,所以原PVC粉的规格、辅料的含量、使用时间都制约了配方的设计,没有成熟的配方为我们使用;同时寒冷天气要求产品有韧性,夏季太阳暴晒,要求产品有更强的稳定性,不易变形;且PVC制品配方设计的一个重要原则是匹配,它包括配方与设备、工艺之间的匹配,助剂与PVC之间匹配、各种助剂之间的匹配。不同的设备、同样的生产工艺能够影响制品的外观、质量和性能,甚至产生较大差异;同型号的不同设备、同样的配方和相同的生产工艺都不能生产出相同品质的优秀制品,所以只要是更换批次主料或辅料,就要对配方、工艺进行不断地调整、实验。

3.1 原料的选择

首先是PVC主料的选择。主料主要是废旧塑钢门窗粉料、水稻种植地区秧盘料等硬质PVC废料,而因里面含有增塑剂的PVC包装纸料等软质PVC制品则不合适。

注意:废旧塑钢中的密封条应拣出,不能超过5%,且要干,不能湿气太重,否则磨粉时会结块,堵住设备口。

其次辅料的选择,PVC制品在空气中或有铁、锌、锡、铜和镉等离子的存在下,都能对聚乙烯降解起催化作用,加速老化。具体表现为:变形、变色、龟裂、机械性能下降,发脆,因此,PVC制品大都已经加入稳定剂(热稳定剂、光稳定剂)、抗氧剂、润滑剂、抗冲击改性剂,加工助剂、填充剂等。

这些助剂在使用过程中由于受光和热的作用,会有不同程度的损失和挥发,聚氯乙烯也会降解,所以在利用回收料制PVC建筑模板时还要适量增加稳定剂、抗氧剂使因老化产生的自由基活性降低,增强新产品的稳定性;硬质PVC回收料是不均匀的,还要加一些发泡剂、填充剂、和改性剂、偶联剂共用,以保证模板具有较好的物理机械性能。

3.2 配方的改进

因回收的PVC废料的成分差别千变万化,且有不可控制性,所以回收PVC制模板时,应先进行试验、调整。同时更换批次要多观察工艺变化,及时调整改变。下面提供两种配方(这里为实际应用方便,直接用质量,而不用质量比),以供参考

4 我思故我在

现在,制约PVC建筑模板发展的问题很多,如,建筑单位已有固定的材料来源,不想承担新材料可能带来的各种潜在风险;投入大,回收资金慢等,但最大问题是夏天温度高,光照时间长,PVC建筑模板会有一定程度的变形(比木胶板小),针对这个问题,笔者有以下看法:

①因发泡剂会消耗聚氯乙烯中部分稳定剂,影响其稳定性,为此,配方中应相应增加稳定剂的用量。

②适量增加抗氧剂和稳定剂一起防老化变形。

③适量加光催化剂,炭黑不仅能使模板颜色变黑,而且还能吸收入射光,将其转化为热重新释放而不损坏聚合物正好用于黑色的剪力墙。

④适量增加钙粉,可选用轻质碳酸钙和有活性成分的超微细碳酸钙为添加剂,来提高刚性、耐热性、增加尺寸稳定性,同时可降低成本。

⑤用刚性粒子抗冲击改性剂。

刚性粒子改性改性剂不仅能增加韧性,而且能改变材料的强度,提高热变形温度等,显示了其增韧增强的复合效果。

当然配方和工艺、设备的匹配,还有待于进一步验证、调整,更要考虑降低经济成本。

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参考文献

[1]杨涛.聚氯乙烯配方设计与制品加工[M].北京:化学工业出版社,2011.6.

[2]薛平,王哲,贾明印,武志怡.木塑复合材料加工工艺与设备的研究[J].人造板通讯,2004(11).

[3]刘瑞庭,江波,许澍华,张金斌.木塑复合材料的一步法成型技术与装备研究[J].塑料,2004(01).