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(shù)脂加入到模具內(nèi)，閉合模具，通過(guò)對(duì)模具的加熱，并同時(shí)利用兩直角相交的轉(zhuǎn)軸不間斷轉(zhuǎn)動(dòng)，是模具作三維轉(zhuǎn)動(dòng)/滾動(dòng)，樹(shù)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(shù)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(guò)程，待制品冷卻固結(jié)后脫模而得到所需的無(wú)縫中空制品。

滾塑加工時(shí)模具的轉(zhuǎn)速不高，制品成型全靠樹(shù)脂的自然流動(dòng)，所以產(chǎn)品幾乎無(wú)內(nèi)應(yīng)力，不易發(fā)生形變、凹陷等缺點(diǎn)。

根據(jù)所用熟知的形態(tài)不同，滾塑可以分為三類(lèi)。

①以聚乙烯樹(shù)脂為代表的干粉滾塑成型

這是滾塑工藝中運(yùn)用最多、最廣的類(lèi)別。由于樹(shù)脂經(jīng)粉狀到熔融狀且無(wú)外力的強(qiáng)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(zhǎng)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(jī)械性能。

②PVC糊狀樹(shù)脂的滾塑成型

業(yè)內(nèi)俗稱(chēng)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(shù)脂單體進(jìn)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(dòng)成型。比較而言，該工藝目前實(shí)際應(yīng)用相對(duì)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(chǔ)罐等無(wú)縫中空制品；無(wú)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(fù)雜結(jié)構(gòu)制品的制造；可根據(jù)設(shè)計(jì)需要在制品中加入嵌件或其他組合件等。

滾塑模具制作簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，一般僅為同等尺寸其他模具造價(jià)的1/4~1/3；滾塑模具尤其適合于大型制品的制作，可以實(shí)現(xiàn)邊緣增厚以保證大口徑制品的邊緣強(qiáng)度；此外，滾塑制件無(wú)飛邊，材料浪費(fèi)少。滾塑工藝的不足之處在于：生產(chǎn)周期比較長(zhǎng)，物料需預(yù)先磨粉加工，人工操作多，勞動(dòng)強(qiáng)度大等。

以聚乙烯粉料滾塑加工為例，整個(gè)工藝過(guò)程可分為四個(gè)部分。

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

②成型工序? 模具和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)進(jìn)入指定熱成型工位，開(kāi)啟垂直旋轉(zhuǎn)式模具做三維旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)，由模具外部對(duì)其進(jìn)行加熱（可采用熱風(fēng)循環(huán)，電熱輻射，或明火炙烤等方式）直至工藝設(shè)定溫度（260~320℃），保持該溫度一定時(shí)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(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)入冷卻工位，采用冷風(fēng)、噴霧/噴淋等方式對(duì)模具和制品進(jìn)行冷卻，最終使制品完全固結(jié)定型。

④脫模工序? 停止模具旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)入上/下料工位，開(kāi)啟模具，取出制品。清潔模具內(nèi)壁，準(zhǔn)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(yīng)用于滾塑成型制品中的顏料產(chǎn)品，應(yīng)高度關(guān)注耐熱性、分散性、耐光、耐候性、安全性等熱性指標(biāo)。

①耐熱性? 滾塑成型是一個(gè)非外力強(qiáng)制的成型工藝，需要熔體具有非常好的流動(dòng)性能；熱傳導(dǎo)形式對(duì)樹(shù)脂來(lái)說(shuō)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(shí)間自然積累破泡。因此，加工溫度遠(yuǎn)高于同類(lèi)樹(shù)脂其他的成型工藝，同樣的，在此高溫下的操作時(shí)間也比其他工藝長(zhǎng)的多。滾塑是模具腔體內(nèi)如果不用氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)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(huì)造成色點(diǎn)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(hù)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(guān)注產(chǎn)品的安全性。

 

7.2浸塑

浸塑加工可以分成兩大類(lèi)，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(hù)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(guò)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(guò)濾、脫泡、檢驗(yàn)合格后放入浸漬槽，浸入清潔干凈的手模進(jìn)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(jìn)行上粉（有粉手套）或浸漬PU（無(wú)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(yù)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(yīng)考慮抗絮凝性、耐化學(xué)品性等與涂料應(yīng)用相關(guān)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(shù)脂和添加組分加熱成為熔體，經(jīng)過(guò)表面清潔處理并加熱至一定溫度的金屬制件浸沒(méi)在熔體中，表面附著一層均勻的溶體層，再經(jīng)過(guò)冷卻固化而形成涂覆層；或是以溶劑將樹(shù)脂組分溶解，金屬制件預(yù)熱經(jīng)浸涂后轉(zhuǎn)入烘箱進(jìn)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(shù)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(yùn)動(dòng)，金屬制件經(jīng)表面處理后預(yù)熱至粉體樹(shù)脂的熔點(diǎn)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(shù)脂粉末后，移除并加熱進(jìn)一步熔化、流平，最終冷卻固結(jié)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(lái)的一種古老的加工工藝。當(dāng)今比較普遍的是以靜電噴涂的方式進(jìn)行涂裝的，它的優(yōu)點(diǎn)是：金屬制件無(wú)需預(yù)熱；采用靜電電脈方式對(duì)制件進(jìn)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(guò)程更加節(jié)能，可實(shí)現(xiàn)全線自動(dòng)化流水作業(yè)。

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

說(shuō)到粉末涂料的制造，其實(shí)是一個(gè)塑料著色加工的過(guò)程。

顏料在粉末涂料加工過(guò)程中的濕潤(rùn)和分散僅依靠預(yù)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(wù)的，這就需要選擇比較良好分散性的顏料品種以達(dá)到質(zhì)量要求。此外，有很多的涂裝件會(huì)用于戶(hù)外，如，圍欄、公路分割欄等。這些應(yīng)用也必須考慮耐光、耐候性能。

激光打印機(jī)用彩色墨粉的制造和應(yīng)用與粉末涂料相似。除了細(xì)節(jié)的配方有所不同，它的生產(chǎn)過(guò)程也是以螺桿擠出機(jī)作為主要的混煉和分散設(shè)備。其次，源于激光打印機(jī)確性要求，它對(duì)于粉體的分碎細(xì)度有著非常嚴(yán)格的要求，行業(yè)中一般采用氣流粉碎工藝來(lái)實(shí)施精細(xì)粉碎。

 

7.3離型紙

離型紙又稱(chēng)為轉(zhuǎn)移紙，是一種帶有陰模花紋的專(zhuān)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(jiàn)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(yīng)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(yù)分散的色漿形式加入。因此，除了對(duì)顏料的耐熱性、耐遷移性、耐光、耐候性等常規(guī)塑料制品應(yīng)用特性進(jìn)行關(guān)注外，還需注意耐化學(xué)品穩(wěn)定性、抗絮凝性等。