7.1滾塑成型

滾塑成型

是一種熱塑性塑料中空成型加工方法。其原理是：把樹脂加入到模具內(nèi)，閉合模具，通過對模具的加熱，并同時利用兩直角相交的轉(zhuǎn)軸不間斷轉(zhuǎn)動，是模具作三維轉(zhuǎn)動/滾動，樹脂借助自身的重力作用均勻地布滿模具內(nèi)腔并且逐步被熔融，直至樹脂完全熔融并均勻黏附于模腔內(nèi)壁，然后停止加熱轉(zhuǎn)入冷卻過程，待制品冷卻固結后脫模而得到所需的無縫中空制品。

滾塑加工時模具的轉(zhuǎn)速不高，制品成型全靠樹脂的自然流動，所以產(chǎn)品幾乎無內(nèi)應力，不易發(fā)生形變、凹陷等缺點。

根據(jù)所用熟知的形態(tài)不同，滾塑可以分為三類。

①以聚乙烯樹脂為代表的干粉滾塑成型

這是滾塑工藝中運用最多、最廣的類別。由于樹脂經(jīng)粉狀到熔融狀且無外力的強制擠壓，原先粉體顆粒間的空氣在熔體中形成氣泡只能靠自身聚集長大，然后脫離熔體排除。氣泡能否完全排盡直接影響制品的物理機械性能。

②PVC糊狀樹脂的滾塑成型

業(yè)內(nèi)俗稱搪塑。主要制作軟質(zhì)PVC中空制品。

③單體聚合成型的滾塑

樹脂單體進入模腔，在適宜的溫度條件下及助劑作用下完成聚合并流動成型。比較而言，該工藝目前實際應用相對較少。

滾塑成型工藝適用性廣，可以成型小如兵乓球，大到游艇或沖鋒艇，或上百立方容積的化工儲罐等無縫中空制品；無需改變模具即可調(diào)節(jié)制品壁厚從不足2mm至數(shù)厘米不等；可以一步完成復雜結構制品的制造；可根據(jù)設計需要在制品中加入嵌件或其他組合件等。

滾塑模具制作簡單，造價低廉，一般僅為同等尺寸其他模具造價的1/4~1/3；滾塑模具尤其適合于大型制品的制作，可以實現(xiàn)邊緣增厚以保證大口徑制品的邊緣強度；此外，滾塑制件無飛邊，材料浪費少。滾塑工藝的不足之處在于：生產(chǎn)周期比較長，物料需預先磨粉加工，人工操作多，勞動強度大等。

以聚乙烯粉料滾塑加工為例，整個工藝過程可分為四個部分。

①加料工序? 清潔模具內(nèi)壁，按要求計量加入物料，然后閉合模具，準備后續(xù)滾塑操作。

②成型工序? 模具和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)進入指定熱成型工位，開啟垂直旋轉(zhuǎn)式模具做三維旋轉(zhuǎn)滾動，由模具外部對其進行加熱（可采用熱風循環(huán)，電熱輻射，或明火炙烤等方式）直至工藝設定溫度（260~320℃），保持該溫度一定時間，確保熔體在模具腔壁黏附完全，厚度均勻，且排盡氣泡。

③冷卻工序? 保持模具的三維旋轉(zhuǎn)滾動狀態(tài)，轉(zhuǎn)入冷卻工位，采用冷風、噴霧/噴淋等方式對模具和制品進行冷卻，最終使制品完全固結定型。

④脫模工序? 停止模具旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)入上/下料工位，開啟模具，取出制品。清潔模具內(nèi)壁，準備下一循環(huán)制作。

聚乙烯滾塑成型工藝歷程如圖9-32所示。

應用于滾塑成型制品中的顏料產(chǎn)品，應高度關注耐熱性、分散性、耐光、耐候性、安全性等熱性指標。

①耐熱性? 滾塑成型是一個非外力強制的成型工藝，需要熔體具有非常好的流動性能；熱傳導形式對樹脂來說是單方向自然傳遞的方式，不存在摩擦和剪切生熱；熔體中含有的氣泡需要足夠的時間自然積累破泡。因此，加工溫度遠高于同類樹脂其他的成型工藝，同樣的，在此高溫下的操作時間也比其他工藝長的多。滾塑是模具腔體內(nèi)如果不用氮氣作保護的話，還必須考慮高溫下氧化作用。因此，都需要所選用顆粒較粗大且不易分散的，就會造成色點等瑕疵，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

③耐光、耐候性? 滾塑成型制品被大量在戶外使用，尤其像游艇、防沖墩、大型玩具等都需要鮮明的色彩。因此用于這些制品的顏料必須具有優(yōu)異的耐光、耐候性能。

④安全性? 滾塑制品中大量的民用制品和玩具等直接與人體接觸，尤其是兒童玩具。所以，必須關注產(chǎn)品的安全性。

 

7.2浸塑

浸塑加工可以分成兩大類，即浸塑成型工藝和浸塑涂覆工藝。前者作為一種直接的產(chǎn)品的制造工藝，生產(chǎn)諸如PVC浸塑手套或丁腈乳膠手套，以及有襯底浸漬產(chǎn)品等；而后者則以涂覆層形式起裝飾或保護被涂覆制品的作用，主要用于金屬制品的涂覆。

（1）浸塑成型工藝? 以PVC浸塑手套生產(chǎn)工藝為例，討論浸塑成型的加工過程。

PVC配方料（包括增塑劑、添加劑、顏料制劑等）攪拌均勻后，經(jīng)過濾、脫泡、檢驗合格后放入浸漬槽，浸入清潔干凈的手模進行浸漬黏附，出槽后經(jīng)垂滴、定型烘干、塑化城型等工序后進行上粉（有粉手套）或浸漬PU（無粉手套），最終經(jīng)卷唇、脫模而得到PVC手套成品。

彩色PVC浸塑手套中的顏色是以色漿狀態(tài)的預制劑形式加入的，色漿的制備以及浸塑加工的前半段都與液體涂料的加工和涂裝方式相似。因此，顏料性能除了常規(guī)的分散性、耐熱性、耐遷移性外，還應考慮抗絮凝性、耐化學品性等與涂料應用相關的特性。、

 

（2）浸塑涂覆工藝? 浸塑涂覆工藝可以分成溶（液）體浸塑和粉體浸塑兩種形式。

熔（液）體浸塑是將涂覆樹脂和添加組分加熱成為熔體，經(jīng)過表面清潔處理并加熱至一定溫度的金屬制件浸沒在熔體中，表面附著一層均勻的溶體層，再經(jīng)過冷卻固化而形成涂覆層；或是以溶劑將樹脂組分溶解，金屬制件預熱經(jīng)浸涂后轉(zhuǎn)入烘箱進行烘干固化的涂裝工藝。

粉體浸塑工藝的不同之處在于：把作為涂覆層的熱塑性樹脂和添加組分按塑料混合料的方式加工并且磨成粉狀，粉料置于流化床內(nèi)作“豎式流態(tài)化”運動，金屬制件經(jīng)表面處理后預熱至粉體樹脂的熔點溫度以上，制件置于流化床中，流態(tài)化粉土均勻地附著于金屬制件表面并被熱熔，待制件黏附一定厚度樹脂粉末后，移除并加熱進一步熔化、流平，最終冷卻固結成為涂覆層。

粉體浸塑工藝也是粉末涂料涂裝的一種形式，它是基于傳統(tǒng)流化床演變而來的一種古老的加工工藝。當今比較普遍的是以靜電噴涂的方式進行涂裝的，它的優(yōu)點是：金屬制件無需預熱；采用靜電電脈方式對制件進行噴涂，涂層厚度均勻；一步加熱熔融、流平，然后冷卻固化，生產(chǎn)過程更加節(jié)能，可實現(xiàn)全線自動化流水作業(yè)。

從顏料自身的角度來看，了解粉末涂料的涂裝，只是明確了后續(xù)應用的要求，然而，更應該關心的問題是顏料如何參與并最終成為粉末涂料的一份子的。

說到粉末涂料的制造，其實是一個塑料著色加工的過程。

顏料在粉末涂料加工過程中的濕潤和分散僅依靠預混和單螺桿的作用，但從分散的角度看是不足以解決較有難度的分散任務的，這就需要選擇比較良好分散性的顏料品種以達到質(zhì)量要求。此外，有很多的涂裝件會用于戶外，如，圍欄、公路分割欄等。這些應用也必須考慮耐光、耐候性能。

激光打印機用彩色墨粉的制造和應用與粉末涂料相似。除了細節(jié)的配方有所不同，它的生產(chǎn)過程也是以螺桿擠出機作為主要的混煉和分散設備。其次，源于激光打印機確性要求，它對于粉體的分碎細度有著非常嚴格的要求，行業(yè)中一般采用氣流粉碎工藝來實施精細粉碎。

 

7.3離型紙

離型紙又稱為轉(zhuǎn)移紙，是一種帶有陰模花紋的專業(yè)用紙。它作為轉(zhuǎn)移涂層加工不可缺少的載體材料，能夠賦予制品美觀逼真的花紋。離型紙主要用于人造革表面的成型加工。

以干法PU革生產(chǎn)為例（見圖9-35），與離型紙直接貼合的涂層作為人造革最外表的一層材料，充分展示了離型紙所給予的花紋圖案，尤其是仿真革的紋理與真皮應用的紋理可謂惟妙惟肖，這是采用花輥壓制所不能企及的。

顏料用于人造革通常被放置在中涂層，以預分散的色漿形式加入。因此，除了對顏料的耐熱性、耐遷移性、耐光、耐候性等常規(guī)塑料制品應用特性進行關注外，還需注意耐化學品穩(wěn)定性、抗絮凝性等。