Точные пропорции состава ПВХ смеси каждая компания держатся в секрете. Тем не менее классический состав компонентов определен.
Для изготовления оконного ПВХ профиля применяют:
- сам ПВХ (поливинилхлорид [-CH2-CHCl-]n)
- Термостабилизаторы (на базе свинца или кальций-цинка)
- Красящие компоненты (оксид титана и оксид железа)
- Наполнители (соединения кальция)
- Пластификаторы (фталаты)
1.ПВХ-поливинилхлорид
Одной из составляющих (металлопластикового) ПВХ окна является профиль ПВХ (поливинилхлорид [-CH2-CHCl-]n). По совокупности характеристик ПВХ признан наиболее подходящим материалом для производства металлопластиковых окон среди всех известных полимерных соединений и имеет ряд преимуществ в сравнении с древесиной и алюминием. Основным исходным материалом для производства ПВХ является каменная соль и нефтепродукты.
В результате переработки этих материалов на химических предприятиях синтезируется винил хлорид, после полимеризации, которого получается жесткий ПВХ в виде белого порошка или мелких гранул. Из этого сырья изготавливают профиль, используя метод экструзии (вытягивания профиля из расплавленной массы).
Для производства оконных ПВХ профилей требуется сложное и дорогостоящее оборудование. Главным элементом, которого являются экструдер и фильера (головка экструдера), где производится пластификация и формовка профиля.
Качество профиля зависит от многих параметров, в первую очередь, от точности соблюдения температурных режимов на всех этапах его производства.
В пластическую массу добавляются различные добавки: стабилизаторы, полимерные вспомогательные реагенты, наполнители, пластификаторы и, при необходимости, красящие пигменты. Добавки определяют, свойства конечного продукта и поэтому точная рецептура часто является “ноу-хау” производителя. Как следствие, наблюдается колебания многих важных свойств профиля из ПВХ, например, устойчивости цвета, прочности.
2. Экструзия ПВХ профиля
В структуре мирового рынка пластик ПВХ занимает второе место после полиэтилена. В Европе доля ПВХ продуктов составляет 28 % от общего количества перерабатываемых синтетических материалов. Структура потребления: примерно четверть производимого ПВХ идет на изготовление труб и фитингов, пятая часть на профили из жесткого (не пластифицированного) ПВХ – в том числе оконные, далее следуют пленки, кабельная продукция, упаковочные материалы и др. ПВХ обладает самым лучшим из всех пластиков соотношением: цена\качество. Как исходное сырье ПВХ получают в виде мелкого белого порошка. Для того, чтобы его переработать в изделие с заданными характеристиками, к порошку ПВХ добаваляются стабилизаторы, смазки, наполнители, красители, модификаторы.
2.1. Стабилизаторы
Переработка ПВХ в готовое изделие производится при темпере более 132С. при этом выделяется хлористый водород. Для предотвращения этого добавляются стабилизаторы. В качестве стабилизаторов применяются соединения свинца,бария, олова, кальция и цинка.
2.2. Смазки
Смазки необходимы для нормального протекания процесса экструзии ПВХ профиля.
2.3. Красители
Универсальным красящим пигментом является двуокись титана. Он придает белым профилем яркость и способствует улучшенной стойкости ПВХ профиля.
2.4. Наполнители
В целях экономии ПВХ в рецептуру добавляется специально обработанный мел.
2.5. Модификаторы
Модификаторы служат для придания готовым изделиям из ПВХ ударной прочности. В состав ПВХ смеси добавляются дополнительно антистатики, антипирены, пластификаторы и вспомогательные добавки. Процесс непрерывен и заключается в выдавливании расплава полимера через отверстие определенного сечения. Первый шнековый экструдер для переработки термопластов был создан в Германии в 1935 г. Функции экструдера состоит в обеспечении плавления непрерывно подаваемой твердой полимерной смеси, образовании гомогенного вязкого расплава и нагнетания расплава под высоким давлением в профильную головку. Производственная линия включает экструдер, инструмент (фильеру, устойчиво сухой и влажной колибрации), маркирующий принтер, тянущее устройство, пилу для резки профиля устройство для укладки и упаковки готовой продукции.
Экструзия – это способ изготовления профильных изделий большой длины из резины или пластика.
Подготовленная смесь для пластикового профиля подается в материальный цилиндр экструдера, захватывается
шнеком и продвигается по зонам, температура обогрева которых повышается от 150-170 на входе до 190-210 на фильере. В первой зоне происходит перемешивание и предварительный разогрев материала. В следующей зоне пластикации материал
переходит в вязко текучее состояние, уплотняется и поступает в зону дегазации для удаления газообразных включений, захваченного воздуха и влаги. В последней зоне выхода создается давление материала необходимое для прохождения
расплава через фильеру.
Скорость экструзии профилей ПВХ не очень велика, максимальной считается 8 метров в минуту. Увеличение скорости экструзии может негативно влиять на качество ПВХ профиля. При существенном увеличении скорости экструзии необходимо пересматривать рецептуру ПВХ смеси и технологические параметры экструзии. Заключительным этапом производства ПВХ профиля является автоматическая резка, упаковка и складирование готового ПВХ профиля.