Список тематических статей

Рецептура оконного профиля

Выбор рецептуры для экструзии оконного ПВХ - профиля

ПВХ состоит из полимерных цепочек на базе молекул винилхлорида. В отличие от других термопластов, которые поставляются в форме гранулята, ПВХ поставляется в виде порошка, образующегося после сушки при полимеризации. Это дает переработчику возможность путем добавки размягчителей менять жесткость материала в значительном диапазоне, а также индивидуального приготовления самых различных рецептур с помощью добавления стабилизаторов, скользящих добавок, наполнителей и пигментов. В результате ПВХ устойчив к воздействию огня, имеет высокую вязкость и прочность, хорошо противостоит химикалиям, что делает возможным его применение в самых различных областях техники и быта.

Интенсивное перемешивание добавок (аддитивов) с ПВХ осуществляется в специальных смесителях как при низкой, так и при высокой температурах. Снабженный необходимыми добавками ПВХ может далее подаваться к экструдеру как в виде порошка (dry blend - сухая смесь), так и в виде гранулята.

Под воздействием света и тепла ПВХ имеет склонность менять окраску и разлагаться с выделением хлороводородов. А поскольку ПВХ перерабатывается в процессе экструзии при температурах выше 150 С, необходимо добавлять стабилизаторы. В качестве таковых могут применяться неорганические и органические соединения свинца, бария, кадмия, кальция и цинка. Для изделий из ПВХ, подвергающихся постоянному климатическому воздействию необходимо добавлять двуокись титана.

С помощью введения скользящих добавок улучшается текучесть ПВХ. Они бывают внутренние и внешние. Первые (например, СаST или стеарат свинца) снижают вязкость пластифицируемой массы при расплавлении, вторые (стеариновая кислота или воск) препятствуют слишком сильному прилипанию массы к инструменту. Эти добавки уменьшают "травмирующее" воздействие высоких усилий сдвига (резания) на массу и одновременно имеют стабилизирующий эффект.

Для достижения некоторых свойств и из-за экономических соображений зачастую добавляются и так называемые наполнители - главным образом мел (СаСо3).

В настоящее время добавки поставляются как правило в уже расфасованном виде в полиэтиленовых пакетах (one pack), что упрощает складское хозяйство и делает его более гигиеничным, а также устраняет риск ошибок при взвешивании. Пакеты приготовляются таким образом, что на один мешок с ПВХ (например 25 кг) добавляется несколько целых пакетов с аддитивами, и все это затем перемешивается в миксере при подготовке смеси для экструдера.

В качестве примера современной рецептуры для оконного профиля можно привести следующий состав:

ПВХ (К 68) 100,0 частей

Мел 5,0

Двуокись титана 5,0

One pack 5,4

Модификатор 6,5

Стабилизация на основе свинца на сегодня является наиболее распространенной (на нее приходится 70%, а по трубам – даже 85%). Свинцовые стабилизаторы проще в переработке и нерастворимы в воде. Тем не менее, в последние годы они все более вытесняются другими видами стабилизаторов, прежде всего из соображений экологического характера. Часто, однако, аргументы в пользу последних носят чисто эмоциональный характер. Если сделать объективное сравнение двух основных типов стабилизаторов, то можно сказать следующее: если свинцовые – самые дешевые, отчасти токсичные и характеризуются очень высоким стабилизирующим эффектом, то стабилизаторы на базе кальций/цинка не токсичны, но зато менее эффективные и более дорогие.

Кальций-цинковые стабилизаторы в форме пакетов делаются в основном на базе стеарата кальция и стеарата цинка в соединении с различными костабилизаторами, обеспечивающими хороший термостабилизирубщий эффект. Выбор этих костабилизиторов является ноу-хау различных изготовителей рецептур.

Следует подчеркнуть, что для качества экструдируемого оконного профиля и долговечной работы экструзионного оборудования строгое соблюдение рецептуры, рекомендованное фирмой-поставщиком оборудования и аддитивов, имеет самое решающее значение. В тех случаях, когда наши отечественные производители профиля начинают экспериментировать с рецептурой, добавляя “что подешевле”, последствия могут быть самые печальные. При этом имеющиеся на сегодняшний день методы контроля компонентов порой даже не позволяют выяснить, в чем причина дефектов в профиле или быстрого износа, например, шнеков.

При использовании в качестве наполнителя мела последний должен быть специально обработан – речь идет о покрытии зерен мела специальной оболочкой. По английски эта операция называется coating (покрытие, обволакивание). Она осуществляется с помощью стеариновой кислоты или СаST. Без этой обработки мел может действовать как сильнейший абразивный материал, вызывая быстрый износ шнеков и цилиндра экструдера. При добавлениии мела в переделах до 8 весовых частей рецептура может не меняться, а в случае превышения этой доли нужна разработка новой рецептуры.

Заказанные фирмой Технопласт в Горном университете исследования с применением электронного микроскопа, дающего увеличение в 3000 раз, позволяют четко увидеть различие при использовании операции coating и без нее. Правильно обработанный мел выглядит как “смазанный”, а необработанный – как “ощетинившийся еж” (см. фото 1 и 2). На следующем фото (фото 3) показано включение углеродного волокна, имеющего практически твердость алмаза. Все это вместе дает огромный преждевременный износ шнеков и цилиндра. Легко понять, что происходит, когда в погоне за дешевизной применяется некондиционный мел.

Учитывая тот факт, что все компоненты рецептуры решающим образом сказываются на характеристиках готового оконного профиля, фирма Технопласт, например, в пакете своих услуг клиентам при поставке экструзионной линии предусматривает и разработку рецептуры совместно с ее поставщиками, строго следя за тем, чтобы она сохранялась и в процессе последующей эксплуатации линии, ибо только так можно гарантировать заявленные параметры профиля и экструзионной линии (размеры и качество поверхности профиля, скорость экструзии и т.п.).

 По материалам информационного бюллетеня "ОКНА и ДВЕРИ"