引 言

硬质的 PVC 结皮发泡板是以聚乙烯(PVC)为关键原材料，历经独特发泡加工工艺做成。它做为以塑代土的典型性新式建筑建材商品之一，因为其相对密度內部有微小泡孔构造，表层类似纯天然木料，是一种十分理想化的低碳环保工程建筑建筑装饰材料，可广泛运用于车船生产制造、家俱、橱卫原材料、建筑装修等领域，销售市场需要量大 [ 1-2 ] 。中国对硬质的 PVC 低发泡的管件和铝型材生产流水线及微发泡或随意发泡板生产流水线的科学研究比较深层次，但对专用型硬质的 PVC 结皮发泡板的秘方、加工工艺、机器设备的科学研究相对性较少。因为加工工艺随原材料、挤出机、模貝的转变而转变，原材料不一样，挤出机规格型号与挤出机螺杆构造不一样，挤出的型材规格与样子不一样，所采用的加工工艺调节方式有非常大差别。硬质的 PVC 挤出全过程自身的多元性决策了完成结皮发泡成形的许多困难，PVC 结皮发泡板材品质与挤出机螺杆转速比、挤出温度、挤出工作压力及发动机、口模、制冷定形模构造等多种多样要素拥有 立即关联。因而要得到优良特性的硬质的PVC 板材，务必有优秀的板材生产设备及适合的结皮发泡制作工艺。

1 、硬质的 PVC 结皮发泡板生产制造生产流程及机器设备

1.1 生产制造生产流程

硬质的 PVC 结皮发泡板生产制造生产流程以下：PVC 环氧树脂 改性剂→髙速混和→低速档冷混→锥单螺杆挤出→口模赋形(结皮发泡)→制冷定形→多胶棍牵引带→激光切割产品→搜集检测。生产制造的硬质的 PVC 结皮发泡板产品规格型号为 1 220 mm×2 440 mm，产品薄厚为 8～32 mm。

1.2 生产流水线布局

新研 制 的 硬 质PVC 结皮发泡板材生产流水线。该生产流水线的关键部件是挤出机、模貝、制冷定形设备、牵引带激光切割设备及自动控制系统。挤出系统选用 SJZS-80 型异向锥型单螺杆挤出机，料筒、挤出机螺杆、驱动力传动装置设计方案合乎加工工艺特性，挤出量大，原材料裁切匀称，挤出高效率;模貝系统软件选用结皮发泡板专用型衣服架式过流道构造模貝，可调式模唇，使原材料挤出发泡匀称并融入不一样薄厚的板材;制冷定形系统软件选用 4组压板式结构，标准气压控制系统，使板材规格精密度操纵简单;制冷系统设计方案的管道使板材制冷更为匀称和定形迅速;牵引带激光切割系统软件选用辊子式组成光缆牵引机，使驱动力精确测量调整简单，辊子光缆牵引机与大幅面自动切割机电气设备实时控制，使板材创口竖直。生产流水线选用挤出发电机组全程联网智能控制系统，以PLC 系统软件为关键操纵方式，运用温度和工作压力等感应器与精密加工的气动式自动控制系统协同完成工作压力、温度等主要参数的闭环控制反馈调节，完成全过程主要参数的精细操纵。

2 、硬质的 PVC 结皮发泡板生产工艺流程主要参数的设定

2.1 硬质的 PVC 结皮发泡成形基本原理

硬质的 PVC 发泡产品运用有机化学发泡剂发泡成形。发泡剂两者之间溶解汽体在溶体挤出口模前溶解溶体，挤出口模后，溶体内工作压力温度降低，使溶解溶体的汽体饱合而产生相分离，产生很多微泡孔而发泡，表面汽泡在制冷定形模的大幅度制冷功效下赶不及澎涨就被固定不动出来，在表层产生相对密度较高且光滑的结皮层，进而生产制造出结皮发泡板。低发泡成形加工工艺有随意发泡、向内发泡与受到限制发泡、共挤发泡 4 种加工工艺 [ 3 ] 。文中详细介绍的硬质的 PVC 结皮发泡板材选用受到限制发泡加工工艺，如图所示 2，溶体从衣服架式口模 1 离去随意发泡，接着导进与口模规格相仿的制冷定形模 2，马上在板材表层强制性制冷，抑制板材表层地区发泡(即结皮)，得到表层相对性硬实的发泡半成品加工，历经制冷区后由牵引带设备牵引带进到辊子设备，为赔偿板材事后的制冷收拢，制冷定形设备规格超过板材薄厚约 1%，按制冷定形模制冷抗压强度不一样，板材结皮薄厚操纵在 0.1~1.0 mm 中间转变。

2.2 加工工艺主要参数的设定

硬质的 PVC 结皮发泡板的挤出制作工艺标准比基本的 PVC 管件和铝型材的生产加工标准严苛得多 [ 3 ] 。硬质的 PVC结皮发泡挤出加工工艺的关键是发泡剂的溶解与形核，汽泡的发展与固定不动等全过程与 PVC 溶体的熔融与成形全过程相一致。必须严控挤出机螺杆转速比、挤出温度、工作压力等来完成，另外还跟发动机、口模、定形模构造有密切相关。

2.2.1 混和加工工艺

因为异向单螺杆挤出机的混和混炼胶作用弱，因而在挤出以前要设定调料、热混、冷错料工艺流程。本生产流水线选用SRL-Z 系列产品冷热混和发电机组开展错料。原材料的混和工艺流程是十分关键的，原材料混和品质的好坏将立即危害着挤出成形全过程及板材外型与本质的品质。原材料混和温度过高或过低，会造成 原材料提早溶解或熔融欠佳。因而错料程序流程和温度的操纵是混和加工工艺的重要。一般生产制造加料次序为 PVC、增稠剂、内润滑液、加工助剂、填充料、外润滑液、钛白娄。投放量

约为热混筒合理容量的 60%，髙速热混温度操纵在 110～120℃范畴内开展 5～10 min，制冷混和温度在 15～20℃下列，冷混的原材料 5～10 min 后在 35～40℃时从混料机释放。

2.2.2 挤出加工工艺

1）挤出温度。为得到泡孔高密度匀称、表层整平光滑的硬质的 PVC 结皮发泡板材，在生产制造中应严控各区段的温度。假如料筒和挤出机螺杆温度过高，原材料非常容易提早发泡导致溶体裂开，板材表层不光滑;假如温度太低，原材料熔融不彻底，板材表层不整平;衔接体和模唇的温度应小于挤出温度，但温度太低会使溶体温度过低而丧失延展性被扯断，温度过过高使溶体抗压强度和延展性减少，泡孔裂开，板材表层造成裂缝缺点。原材料挤出一般都历经加温、控温和隔热保温 3 个全过程。加

商品详情页在挤出机排气管的前侧(即一区运输段和二区缩小段);控温区则在排气管后侧(即三区排气管段和四区计量检定段);隔热保温区关键由发动机、衔接体和口模构成。原材料在加温区必须很大的发热量，该区域温度的设置应稍高一些，以考虑

快速填补发热量并使料筒温度自然环境长期保持的规定;控温区因为挤出机螺杆对原材料的裁切和注塑造成的内火超出原材料的必须，故该区域一般设定加温与制冷双重温度操纵设备，用于操纵料筒的温度维持稳定，确保原材料的一切正常熔融与挤出成形。原材料历经控温区后已呈彻底熔融情况，该区域内火已不会有，为创建溶体工作压力必须设定加热片填补外热。商品研发发觉，合适硬质的 PVC 结皮发泡板材生产制造的各个区温度：挤出机一区(155±5)℃、二区(165±5)℃、三区(170±5)℃，四区(180±5)℃;衔接体(170±5)℃;口模(175±5);模唇(175±5)℃;制冷定形设备一区控温操纵，二三四区制冷操纵，模貝各个区制冷温度操纵在 5～40℃。

2）挤出速率及停留時间。生活实践说明，挤出机螺杆转速比与板材的挤出生产量正相关，与板材的相对密度反比。挤出机螺杆转速比越高，挤出速度更快，溶体升温过快提升加工工艺操纵的艰难，但发泡水平匀称，产品工艺性能好;反过来，挤出机螺杆转速比过低，挤出速度比较慢时，会使溶体熔融欠佳降低成本高效率，另外挨近模唇口发泡使板材表面不光滑。此外板材品质还遭受原材料在挤出料筒和口模内停留時间的危害，停留時间过短，发泡剂溶解不足，板材相对密度过大;停留時间过长，非常容易发泡过多板材物理性能减少。挤出机螺杆转速比应依据结皮发泡的不一样加工工艺方式而定，必须综合性考虑到机器设备的应用规定和板材的制冷锯切時间，挤出机螺杆转速比和挤出速率依据板材薄厚设定不一样，一般不超过 4 m/min。本生产流水线的 20 mm 板材挤出速率为 0.65~0.7 m/min。

3）挤出工作压力。板材发泡成功与失败的关键所在挤出工作压力操纵是不是适合。挤出机螺杆转速比、溶体温度及口模内过流道的长度和发动机压缩比对挤出工作压力都是有非常大危害。挤出机螺杆转速比提升使溶体挤出工作压力上升，能够 减少泡孔直徑提升汽泡总数，有益于发泡全过程。此外原材料熔融优良时，口模工作压力和电流量都相对稳定;而原材料熔融欠佳时，口模工作压力起伏提升，电动机电流量扩大且不稳定。在具体生产制造中，一般 将服务器电流量和口模工作压力的转变做为分辨挤出温度操纵是不是适度的重要环节。

2.2.3 发动机口模及制冷定形模具设计

发动机口模的过流道构造立即危害着产品的发泡倍数和挤出匀称性，从而危害产品的品质。本生产流水线生产制造大幅面硬质的 PVC 结皮发泡板材，选用衣服架式挤出发动机构造，发动机內部流道构成如图所示 3，由进气支管区、扇型区、阻流区和模唇区构成，

溶体注入进气支管后，被进气支管匀称分派到全部扇型区域内，确保料流在进到模唇区的时候的同抗逆性，另外为操纵口模中溶体的工作压力，设定阻流区减少溶体工作压力，确保料流速率的一致。过流道各一部分长度设计方案应考虑特殊发动机压缩比规定，确保原材料不容易发泡过多。

板材生产加工时，因为制冷定形模的构造规格调节成与发动机口模的同样规格，故结皮发泡产品的相对密度和结皮层薄厚在于随意发泡受到限制水平，必须适度调整制冷定形模和口模中间的间距、挤出速度定形牵引带速率的比率及定形模的制冷抗压强度。

3、 PVC 结皮发泡板材的物理性能

根据对加工过程中的挤出温度、发动机工作压力、挤出机螺杆转速比等加工工艺标准的严控，选用新研制开发的生产流水线生产制造的硬质的PVC 结皮发泡板材历经检测，具备下列特性：均值相对密度为(0.45～0.55)×10 3 kg/m 3 ，板材抗拉强度≥8 N/mm 2 ，冲击性抗压强度≥8.8kJ/m 2 ，表层邵氏硬度≥A60。特性合乎 Q/STNY 001-95 品质规定，做到了国外同类商品水准。

4、 总结

文中运用新开发设计的硬质的 PVC 板材生产线设备，科学研究挤出温度、挤出速率、停留時间、挤出工作压力及发动机口模及制冷定形模具设计等要素对挤出加工工艺的危害，设定了提升的结皮发泡制作工艺主要参数，进而生产制造出具备优质特性的PVC 结皮发泡板材。