Как использовать линию по производству ПВХ-пенопластовых плит для производства углеродно-кристаллических плит и ударопрочных панелей?

В сфере экструзии пластмасс адаптивность производственной линии является одним из важных аспектов, на который обращают внимание производители, особенно если они стремятся расширить ассортимент выпускаемой продукции без значительных капитальных вложений. В компании Jiangsu Xinhe Intelligent Equipment Co., Ltd. мы помогли многим заказчикам модернизировать их стандартные линии по производству ПВХ-пенопластовых плит для выпуска двух популярных видов продукции с добавленной стоимостью — углеродно-кристаллических плит и ударопрочных плит. Принцип экструзии для этих плит не сильно отличается от принципа экструзии ПВХ-пенопластовых плит, однако необходимо корректно скорректировать состав композиции, конфигурацию шнека, фильеру и систему охлаждения. Ниже приведён практический подход, основанный на полевом опыте, накопленном в таких странах, как Вьетнам, Индонезия и Египет.

Понимание различий в материалах

ПВХ-пенопластовая плита: изготавливается с использованием вспенивающего агента, в результате чего формируется ячеистая сердцевина. Углеродно-кристаллическая плита, как правило, представляет собой сплошной материал или слегка вспененный. При добавлении карбоната кальция, углеродных материалов и др. она приобретает высокую жёсткость и хорошую термостойкость, а её поверхность имеет очень гладкое и блестящее отделочное покрытие, напоминающее мрамор. Плита с повышенной ударной стойкостью содержит добавки, такие как акриловый модификатор ударной стойкости или хлорированный полиэтилен (CPE), для повышения её прочности. В её сердцевине может присутствовать незначительная пеноструктура с мелкими воздушными пузырьками, однако структура плотнее, чем у пенопластовой плиты. Все эти плиты могут быть получены экструзией на одном и том же экструдере, однако их составы должны отличаться. Для углеродно-кристаллической плиты содержание наполнителя может достигать 50–60 частей на 100 частей смолы (phr). Для плиты с повышенной ударной стойкостью количество модификаторов ударной стойкости должно быть на 30–50 % выше, чем в рецептуре пенопластовой плиты.

Корректировка конфигурации шнека и цилиндра

Винт — это сердце. Степень сжатия, подходящая для экструзии обычных ПВХ-пенопластовых плит, может оказаться недостаточной для экструзии плит из углеродного кристалла из-за высокого содержания наполнителя, для которого требуется более длинный участок смешивания и более высокая сила сдвига для полного диспергирования. В качестве общего рекомендованного решения для плит из углеродного кристалла применяется двухступенчатый винт для смешивания, как, например, у Jiangsu Xinhe Intelligent Equipment Co., Ltd. Винт со средней скоростью сдвига, как правило, хорошо подходит для ударопрочных плит, поскольку повышенная сила сдвига может привести к деградации модификаторов ударной стойкости; поэтому для ударопрочной композиции используется более сбалансированный винт. Температурный профиль цилиндра необходимо повысить при переработке углеродного кристалла, например, до 180–200 °C, поскольку при высоком содержании наполнителя требуется хорошее диспергирование. Для ударопрочных панелей температура ниже — порядка 160–180 °C, чтобы избежать деградации и обеспечить хорошие ударные свойства.

Модификация фильеры для получения панелей с различными характеристиками

Зазор между губками фильеры, а также длина рабочей зоны определяют качество поверхности и геометрические размеры плиты. Для углеродно-кристаллических плит, требующих глянцевой поверхности, подобной мрамору, проточные каналы внутри фильеры необходимо тщательно полировать, а толщину губок следует сделать регулируемой для достижения плотной и гладкой поверхности. Для ударопрочных плит первостепенное значение имеет точность геометрических размеров, тогда как глянец поверхности имеет второстепенное значение. Общая конструкция фильеры подходит для обоих применений; однако для ударопрочных композиций зазор между губками фильеры должен быть несколько увеличен, чтобы компенсировать рост вязкости расплава. Увеличение зазора между губками фильеры для ударопрочных панелей на 10–15 % по сравнению с пенопластовыми плитами является распространённой практикой. Длина предварительной рабочей зоны должна быть достаточной для создания необходимого обратного давления.

Реконфигурация охлаждающего и формующего стола

Для пенополивинилхлоридных (ПВХ) плит обычно применяется умеренное охлаждение, чтобы обеспечить образование и увеличение ячеек. Однако твёрдые или слабонаполненные плиты, например, углеродно-кристаллические плиты, требуют интенсивного немедленного охлаждения сразу после выхода из фильеры, чтобы достичь стабильных геометрических размеров и предотвратить коробление. Для этой цели могут использоваться дополнительные системы распыления воды или роликовые охладители с циркуляцией охлаждающей жидкости. Плиты, обладающие повышенной ударной стойкостью, также выигрывают от быстрого охлаждения; однако для предотвращения внутренних напряжений, вызванных различной скоростью охлаждения отдельных участков, важно обеспечить максимально равномерное охлаждение. Более длинный охлаждающий стол является преимуществом; на наших передовых линиях экструзии предусмотрена регулировка интенсивности охлаждения по отдельным зонам стола. Первая зона охлаждения углеродно-кристаллических плит должна поддерживаться при температуре около 10–15 °C, тогда как для ударопрочных панелей достаточно температуры 20–25 °C.

Соображения, касающиеся оборудования, расположенного ниже по технологической линии

Другие параметры обработки, которые будут варьироваться, — это метод резки и системы штабелирования. Плиты из углеродного кристалла тверже и более хрупкие, поэтому для их резки требуются станки без образования стружки или высокоскоростные пилы с твердосплавными напайками на режущих кромках. Стандартные системы резки, возможно, лучше подходят для ударопрочных панелей, поскольку такие панели более прочные и, следовательно, вызывают меньший износ режущих инструментов. Системы штабелирования должны быть регулируемыми по длине, ширине и массе изделий. В компании Jiangsu Xinhe Intelligent Equipment Co., Ltd. наши стандартные линии экструзии ПВХ-пенопластовых плит оснащены дополнительными агрегатами в нижнем потоке, которые легко адаптируются для производства как плит из углеродного кристалла, так и ударопрочных плит.

Практические рекомендации по запуску линии после переоборудования

Для перехода от пенопластовой плиты к углеродно-кристаллической плиты выполните продувку экструдера очистными составами, повысьте температуру и работайте при примерно 50 % от типичной скорости в течение 30 минут, контролируя давление расплава и ток двигателя перед возвратом к типичным параметрам для конечного продукта. Для ударопрочных панелей температуру следует понизить. Перед окончательной настройкой параметров проведите испытание на образце длиной не менее 10 метров — это универсальная практика при переходе с одного продукта на другой.