为保证PVC制品的物理性能和外观质量,传统的UPVC注塑工艺需要将捏合好的材料经造粒后再使用注塑机进行生产。伴随着UPVC行业的发展,各种新加工助剂的应用和专用注塑机的不断改进,粉料注塑工艺也逐渐发展。当填充剂用量较多时,造粒效率较低,也使企业向粉料注塑方向发展。笔者从实际生产出发,分析比较了粒料注塑与粉料注塑2种工艺的特点。

1．粒料注塑

注塑机采用单螺杆熔胶,塑化能力有限,容易使产品产生冷斑起皮现象,且料简没有排气装置,产品易产生气泡(水珠),放射状流纹现象。而造粒时使用的双螺杆挤出机塑化能力强,有排气装置,刚好能弥补注塑机的不足。粒料经过双螺杆挤出机塑化后,物料可以达到分子级分散,真空排气装置可吸走多余的水分。粒料存放在空气中化学性能稳定,对注塑机的二次塑化帮助很大,具体表现为:制品密度,物理性能稳定,不易产生冷斑起皮,能有效控制气泡流纹现象,表面光洁度好。粒料在工厂内较易运输,泄漏损耗小,对车间环境污染少，但造粒工序的人力,物力投人大,效率低,如能减少这个工序将有利于企业的节能降耗。

2．粉料注塑
粉料注塑减少了造粒这道中问工序,可以减少人力,设备等资源的投入,减少水电能耗,从而降低制造成本;工序的精简也相应减少了车间的管理成本。粉料虽然经过高速混合机捏合,但各种助剂只能达到团状分散,单螺杆注塑机不能完全使助剂分散,熔体达不到理想效果,从而影响产品的物理性能,具体表现为:产品脆性大,表面粗糙且有冷斑起。受生产场地和环境的限制,且为了便于管理,一般混好的粉料可能要存放几天才用于注塑。由于粉料易吸潮,所以受车间地理位置或季节变化的影响, 当空气湿度较大时,会造成粉料含水量过大,产品表面出现气泡,影响外观质量。以上问题在小规格产品上影响不大,但在大规格产品上就有明显的视觉缺陷,因此小规格产品可考虑使用粉料注塑。但小规格产品以给水管件居多,其需重点控制物理性能,用粒料注塑能更有效地控制其物理性能,这点应引起注意。

3． 影响粉料注塑的因素
3.1设备
粉料注塑专用注塑机与粒料注塑机有很大的差异,如螺杆与料筒,射嘴的设计,料斗与螺杆根部的设计与密封性问题等,在购买设备时应向设备生产厂家详细了解。就螺杆而言,可按填充量大小进一步细分,如大同机械有限公司的PVC—U粉料专用注塑机配备的螺杆。
粉料注塑对注塑机的要求及整个生产流程的控制极为严格。如果采用粒料注塑机注塑粉料,会出现加工范围狭窄,生产不稳定的情况。若PVC树脂,助剂质量不稳定,配料,捏合操作存在误差,就会出现成批产品不合格的情况。另外,一般的粒料注塑机泄漏粉料情况较为严重。对于填充量较大的粉料,还会发生频率较高的落料不匀问题,导致模具不能充满或密度偏小而收缩过大,注塑量越大这种现象越明显。使用多年的老式粒料注塑机塑化能力较差,压力不稳定,一般不能用于粉料注塑。

3.2模具
模具流道设计对粉料注塑影响很大。主流道和副流道一般短而粗,截面为圆形。冷料井直径应大于主流道，深度与直径接近。过去为了节省浇口料而设计的模具不适于粉料注塑,浇口应尽量开大些, 只要不使产品产生回料凹陷即可。对于填充量较大的粉料,更应注意模具流道的设计。

3.3配方
造粒时会消耗部分润滑剂,而粉料注塑时可考虑适当减少配方中润滑剂的用量;另外,粉料注塑为一次塑化,热稳定剂的用量也可酌情减少;填充剂方面,轻质碳酸钙的吸潮能力比重质碳酸钙强,其用量越大,因碳酸钙吸湿引起产品表面出现气泡或放射状流纹等外观质量问题就越明显。

3.4工艺
为使助剂分散得更好,应适当提高混合温度或延长混合时间,热混温度以120~135为宜。粉料在车间内运输造成的损耗和污染因操作人员技术水平而异,以防泄漏为主要措施。针对粉料注塑冷料,气体较多的特点,螺杆转速宜较低,注塑过程主要分4级。
(1)第1级低速,注塑量较少(在总注塑量的10%以下),使射嘴的冷料进入冷料井或黏附在流道表面,以避免进入型腔。
(2)第2级快速,注塑量较多(约为总注塑量的80%),在不致发生熔体烧焦的情况下快速充满型腔的大部分空问,以减少熔体在长流程的运动中遇冷产生的阻力降。
(3)第3级慢速,注塑量较少(约为总注塑量的5%),因上一级快速充模引起型腔内气体在产品熔合线附近聚积,影响熔合线粘接强度和产品外观,所以这一级主要作用是排气,使熔体熔合在一起。
(4)第4级慢速,高压,注塑量较少(在总注塑量的5%以下),起补缩的作用。另外,注塑时间应比实际充填时间长一些,以提高产品的物理性能。
4结语
粒料注塑工艺所具有的优点,使其在UPVC管道行业中得到大量的应用。相对于粒料注塑来说,粉料注塑表现出许多不足,如生产过程难控制,成品率低,经济效应不明显,产品力学性能与物理性能不稳定等。但粉料注塑可减少资源投入与能耗,有利于节能减排与可持续发展,具有一定的研究价值。 总体的建议还是使用粒料注塑，有利于环保和工作环境的改善，并且成品率较高。

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