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塑木复合材料造粒技术探讨■丁建生杨英昌朱方政摘要：塑木复合材料（WPC）的生产主要采用挤出、注塑、压铸等成型技术，即将塑料和木纤维混合熔融后，通过模具得到各种型材，前期需将塑料与木纤维充分混合及造粒。文章从设备选型、工艺控制、切拉方式以及质量判断等方面探讨了塑木造粒技术。关键词：塑木复合材料；成型；造粒1.造粒过程概述将配方中各种原材料严格计量并充分混和后，送入混炼设备充分混炼塑化，此混合料通过各种造粒设备制成供挤出、注塑等成型加工用的粒料的工序称为造粒。塑木在挤出、注塑等加工成型中虽然有用粉料直接生产，但应用最广泛的基本形态仍为粒状料，其具有几个优点：①包装、运输较方便，可用弹簧、铰笼、风送等形式输送；②避免粉尘飞扬，改善劳动条件；③比表面积小，在空气中吸水也较少；④加料方便，不需要强制加料器；⑤粒料中水分及挥发物含量较少，制品不宜产生气泡；⑥表观密度大，制品质量较好。粒料有多种多样，但按几何形状可分为三类：①方块料，用开炼方式先成片后纵切成条，最后横切成粒。②无规则粒料，将塑炼好的塑木冷却后投入到粉碎机中粉碎而成。③圆柱形或近似圆柱形料，由挤出切粒法而得，大多数塑木厂家使用，产量稳定，自动化程度高，生产效率也高。塑木复合材料的造粒是在预混合基础上的再混合过程，是使塑木物料在高温及强剪切作用下获得熔融混合，并进一步去除其中水分和一些挥发物，使得塑木中各组分更加均匀分散，得到具有一定可塑性的粒料。2.不同品种合成树脂造粒设备选型塑木造粒生产时通常使用的设备是开炼机、密炼机和挤出机。（1）开炼机。开炼机就是开放式两辊机，是橡胶工业很早就使用的炼胶设备。它由一对并立的相对旋转的钢制空心辊筒、机座、调距装置及传动装置等组成，滚筒内部可以通蒸汽或使用电加热，辊筒轴端装有正齿轮，通过齿轮传动使两辊具有不同转速形成一定速比，以增加剪切摩擦力，从而提高混炼和塑化效果。使用开炼机生产塑木粒料是最为简单的方式，投资少且简洁明了，可以直接观察混炼效果，适用于少量、多品种、单批间隙式塑木生产。但其缺点是电力或蒸汽消耗大，生产效率低、环境卫生差，容易混入杂质；生产时塑木复合材料与空气接触较多还会引起氧化降解，因此不适用密闭化、自动化大生产。（2）密炼机。密炼机是一种密闭式加压的强力混炼装置，主要由混炼室、转子、加料斗、顶栓、加热和冷却系统以及传动装置等组成，一般在混炼室内设置两个呈螺旋状作异向旋转的转子，转子段面有梨形、椭圆等形式。前后转子的转速和速比根据型号而不同，一般转速为30～70r/min。物料由加料斗被压入混炼室，在混炼室内壁与转子之间、前后转子之间受到强力剪切作用，从而迅速达到塑化均匀、混炼效果好的要求。混炼室的外部装有夹套以便通入蒸汽加热和冷水冷却。混炼后的团状物料由卸料门排出，需通过开炼机压成片状物。密炼机的优点是密闭操作，有利于劳动保护，混炼效果好，速度是开放式两棍机的3倍左右；能防止杂质混入，塑化均匀，质量稳定。但它是间隙操作，不能连续化生产；摩擦热大，生产温度难于控制；清洁比较困难，不适宜少量和多品种生产。在密炼制造塑木粒方面，德国帕尔曼塑木造粒有其独到之处：一端带有特制压力盘的螺杆，运转时所产生的摩擦热和高压把塑料熔进自然纤维中；处于压磨盘外的转刀将挤出机挤出的粒料切成自由流动的颗粒。设备特点：①无需预热的自动启动；②低能耗高产率；③可持续生产；④更广的加工范围，材料湿度可达8%；⑤空间要求小。（3）挤出机。实际上，厂家大多选用挤出机作为塑木造粒的主要设备，因为其连续生产且混合塑化效果好。塑化后的物料一般作者简介：丁建生、杨英昌、朱方政，南京聚锋新材料有限公司。42July2012新技术探讨江苏科技信息为条状或片状，可以直接切粒得到粒状塑木粒子。造粒用挤出机通常为同向啮合的平行双螺杆式，或异向旋转的锥形双螺杆式。不同的合成树脂组成的塑木需要使用不同的设备：PVC塑木造粒通常使用锥型双螺杆挤出机或单螺杆挤出机，PE塑木通常选用平型双螺杆挤出机或计量型单螺杆挤出机，而对于PP塑木造粒，最好选用平行同向旋转双螺杆挤出机，也可选用带混炼头的单螺杆挤出机或计量型单螺杆挤出机。PVC塑木造粒生产线一般由塑木专用锥形双螺杆挤出机、造粒模头、切粒机、不锈钢风送冷却装置组成。模头出料板采用优质合金钢38GrMOALA并经调质、气体氮化处理，保证经久耐用；模体采用45#钢锻件加工，流道出口分布合理，可保证粒料均匀挤出；精密弹性切刀保证了切面平整光滑，可延长出料板使用寿命；切粒机采用无级变速电机，运转平稳，适应不同工艺速度要求；独特的不锈钢冷却结构、旋风分离冷却，多台强力风机结合新型冷却思路，可提高冷却效率，保证粒料的优良品质。PVC系列塑木专用造粒生产线主要技术参数见表1。PE、PP塑木造粒生产线一般由塑木专用平形双螺杆挤出机、造粒模头、切粒机（