2500吨_年聚碳酸酯采光板材生产车间设计.docx

广 东 石 油 化 工 学 院课 程 设 计 设计题目: 2500吨/年聚碳酸酯采光板材生产车间工艺设计学 院: 化学工程学院 班 别: 高分子11-1班 姓 名: * * * 学 号: 指导教师: 学院院长: 日 期: 年 月 日广 东 石 油 化 工 学 院专 业 课 程 设 计 任 务 书化学工程 学院 高分子材料与工程 专业 班 学生 一、课程设计课题 2500吨/年聚碳酸酯采光板材生产车间工艺设计 二、课程设计工作自 20 年 月 日 起 至 20年 月 日止三、课程设计进行地点 本校 四、设计原始数据: （一）车间生产能力 2500 吨/年聚碳酸酯采光板材；（二）年生产时间 7200小时； （三）聚碳酸酯采光板材合格率 99%； （四）产品规格 自 定（五）物料损耗系数工序配料高速混合挤出成型成型后处理损耗率0.20.40.30.3五、课程设计的内容要求（一）计算及说明部分内容 1. 概述 包括产品的市场需求情况、国内外主要工艺路线介绍、设计依据、 产品方案、产品质量指标、工艺流程叙述和生产配方等2. 工艺计算 包括物料衡算3. 设备计算 对主要设备进行工艺计算和选型4. 工艺参数 5. 安全与环保6. 设备一览表7. 参考文献资料（二）设计图纸： 设备平面布置图（三号图） （三）基本要求： 提交的设计说明书要数据可靠、计算准确，内容完整、层次分明、文字简练、语句通顺、结论正确。画图规范。设计说明书要八千字以上。教研室负责人 指导教师 接受任务日期20 年 月 日学生签名 目录前言1、概述 1.1市场需求情况21.2国内外主要工艺路线介绍51.3设计依据101.4产品方案111.5产品质量指标121.6生产配方161.7工艺流程叙述172、工艺计算（物料衡算）233、设备计算 3.1主要设备的选型243.2主要设备工艺计算264、工艺参数275、安全与环保336、设备一览表347、参考文献资料35前言聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。PC工程塑料的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。PC可用作门窗玻璃，PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗，用于飞机舱罩，照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。PC板可做各种标牌，如汽油泵表盘、汽车仪表板、货栈及露天商业标牌、点式滑动指示器，PC树脂用于汽车照相系统，仪表盘系统和内装饰系统，用作前灯罩，带加强筋汽车前后档板，反光镜框，门框套、操作杆护套、阻流板、PC被应用作接线盒、插座、插头及套管、垫片、电视转换装置，电话线路支架下通讯电缆的连接件，电闸盒、电话总机、配电盘元件，继电器外壳，PC可做低载荷零件，用于家用电器马达、真空吸尘器，洗头器、咖啡机、烤面包机、动力工具的手柄，各种齿轮、蜗轮、轴套、导规、冰箱内搁架。PC是光盘储存介质理想的材料。PC瓶（容器）透明、重量轻、抗冲性好，耐一定的高温和腐蚀溶液洗涤，作为可回收利用瓶（容器）。PC及PC合金可做计算机架，外壳及辅机，打印机零件。改性PC耐高能辐射杀菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血标本器具，血液充氧器，外科手术器械，肾透析器等，PC可做头盔和安全帽，防护面罩，墨镜和运动护眼罩。PC薄膜广泛用于印刷图表，医药包装，膜式换向器。目前国内聚碳酸酯生产的技术水平与国外先进水平比较，具有极大的差异，如果完全靠国内自行开发技术，有相当难度。为了加快发展中国聚碳酸酯项目的步法，建议通过引进国外先进技术、人才、合资建厂等方式来加快中国聚碳酸酯工业的发展步伐。但是由于中国用于生产聚碳酸酯的配套原料双酚A的质量较差，因此应加强配套原料双酚A装置的建设、技术开发，提高产品质量、扩大规模。同时应加强基础建设工程。此外，中国有关部门应也应提供聚碳酸酯装置建设的优惠政策和资金方面的支持，为聚碳酸酯工业在中国快速发展提供有力的保证，也可尽快使中国聚碳酸酯在国际市场中占有一席之地。1、概述 1.1市场需求情况PC板是一种综合性能极佳的工程塑料，具有杰出的物理、力学、电气和热性能，因此它有“工程塑料之王”的美称。PC板的优点与特性有： 透过性能好，透光率高达90%，且在阳光暴晒下不会产生黄变、雾化。 抗冲击 PC板的抗冲击强度是普通玻璃的250300倍，是亚克力板材的2030倍，有“不碎玻璃”的美称，具优良的抗冲击性能。 耐候阻燃 PC耐力板在-40120范围内保持各项物理性能指标稳定，且为难燃B1级，自燃温度为630，离火自燃。 质轻易安装 PC板是同厚玻璃质量的1/2，既可冷弯又可热弯，可加工成型各种模型，可按需要截断钻孔施工。 抗紫外线 PC板表面覆有UV层，并经高科技防紫外线工艺处理，保证产品对紫外线辐射的稳定，并可防止板材老化、褪色，使产品使用寿命达到10年以上。产品适用范围： 电话亭、广告路牌、灯箱广告、展览展示的布置； 商业建筑的内外装饰，现代城市楼房的幕墙； 仪器、仪表及军工事业用途； 摩托车前风挡、飞机、火车、轮船、汽车、汽艇、潜艇及玻璃军警盾牌； 银行、医院、机场、车站、幼稚园等空间隔断，装饰采光； 蔬菜花卉、动植物园、农业园艺、水产养殖基地采光温室； 现代别墅采光造型、车库采光、遮光隔热，地下车库通道防雨。表1.几种采光材料部分性能比较：性能单位有机玻璃PC板PVC板玻璃钢玻璃密度g/cm1.21.21.3-1.51.4-1.62.5冲击强度差非常好一般一般很差连续使用温度9012075100240可见光透过率%8288808690透光性能数年后很好很好差差非常好紫外线透过率%40002080燃烧性能可燃难燃可燃可燃不燃聚碳酸酯板材行业面临危机 聚碳酸酯是一种具有很高冲击强度的工程塑料，但在紫外线(UV)的长期照射下，其分子结构会发生变化、降解。优质聚碳酸酯板材必须在材料朝阳面均匀地涂覆上一层具有足够厚度的紫外线吸收剂，抗紫外线涂层可大大降低太阳紫外线对聚碳酸酯板材的损伤，从而使其长期保持优异的物理化学性能。不过，抗紫外线共挤涂覆设各价格高昂且质量要求高，同时生产工艺非常复杂，不少企业往往无法保证这道工序的正确实施。另外，抗紫外线吸收剂价格昂贵，比板材材料高出若干倍。使用量的多少直接关系到聚碳酸醋板材的使用寿命，不少厂家为降低成木不惜在抗紫外线涂层上大做文章，不用或用量很少。不过，据中国环氧树脂行业协会专家介绍，这些企业宣传的产品保质期与优质板材一样，都是10年，甚至有的企业提出15年，以此欺骗消费者。 有关专家认为，共挤的紫外线吸收层从板材外观上是不易分辨的，只有在专业显微镜下才看得到。即使是没有或抗紫外线涂层很少的板材也要在近12年的使用期后才能看到板材黄色指数的变化，这在很大程度上使得一些不负责任的企业有机会钻空子，趁机让一批低质量、甚至是含有危害人体健康成分的产品鱼目混珠，充斥低端市场。据介绍，前几年市场上曾经出现其他塑料制品来冒充聚碳酸酯板材，而现在则是一些企业从国外进口塑料垃圾，清洗造粒后用作板材生产的原料。由于塑料垃圾来源复杂，性能各异且己经过降解，分子量大大降低，用这种材料生产的板材性能根木无法保证。 据了解，由于塑料板材的制造成木在很大程度上依赖原材料的价格，而我国目前用于生产板材的聚碳酸酯材料生产技术还很落后，无法满足质量要求，因此基木上依靠进口。事实上，进口料居高不下的价格使优质板材生产的成木很难降低。这样，以垃圾料为主要原料生产的劣质板材产品生产成木远远低于优质产品，因此其产品价格也大大低于优质产品。 目前，我国聚碳酸醋板材市场还处在一个低端市场发展阶段，就跟我国建材市场的其他产品一样，随着市场的不断扩大，聚碳酸酯板材也正在经历一个混乱的局面。不过令人担忧的是，如果这个行业的市场继续缺乏规范，不仅消费者的利益受损害，而且会危及国内整个聚碳酸酯板材行业相关企业的生存。因此，作为生产聚碳酸酯板材的任何一家企业，都必须要有长远打算和以诚信为本，通过不断创新、不断完善自己的产品结构和不断提高产品质量、性能，提升企业新产品开发速度，实现产品多元化，向客户提供更好、更优质的服务，使整个行业健康发展。发展前景近几年塑料板材、片材增长速率一直保持在10%以上，而塑料制品行业规模以上企业产值总额在化学工业、轻工19个主要行业中位居第三，实现产业销售率97.8%，高于轻工行业平均水平。目前快速发展的新型塑料板材材料需要新技术的支撑，在“十二五”发展规划的开局以后，国家已把科技创新带动新型塑料产业发展到了空前未有的高度。因此，目前塑料板材加工的新工艺与新技术应用是一个大好发展时机。生活的各个角落都能见到PC塑料的影子，大规模工业生产及容易加工的特性也使其价格极其低廉。其中耐力板以高分子工程塑料聚碳酸酯为主要原料，耐力板有共挤UV层耐力板和双面UV耐力板。共挤UV层耐力板能吸收98%对人体有害的紫外线，隔音、耐寒，耐热性能优异，冷弯能力及热成型能力强。双面UV耐力经高科技红外线工艺处理，板材两面均匀分布有高浓度的共挤UV防紫外线涂层，全方位阻挡紫外线，具有强有力的抗老化性能。在经济衰退期间，全球聚碳酸酯需求下滑。但目前，受益于汽车、电器和电子产品消费增长的带动，聚碳酸酯市场需求出现回升，而其中需求增速最快的将是汽车玻璃装配领域。PC阳光板：阳光板广泛应用于公用,民用建筑的采光顶棚,高速公路隔音,现代花房采光材料,另用于广告底板材料,浴室门等,具有良好的抗冲击性,隔音,采光,防紫外线,阻燃等优点。是重量轻和高强度的完美协调，而且材料本身呈透明如水般的清澈。它被广泛应用于体育场、公用建筑、工业建筑、民用建筑、现代温室及室内装饰展示等，并为这些场合提供高质量低维护费用的采光解决方案。 板透明板材透光率可达80%。1.2国内外主要工艺路线介绍1.2.1 光气法（1）、合成工艺常温常压下，由光气和双酚A反应生成聚碳酸酯的方法。此法又可分为两种。、界面缩聚法界面缩聚工艺是目前世界上聚碳酸醋的主要生产工艺，迄今世界上接近90%左右生产能力的装置仍使用界面光气法。此法以双酚A、光气、氢氧化钠等为原料和反应助剂，使用二氯甲烷为溶剂，有关的化学反应如下:双酚A与氢氧化钠反应制备双酚A钠盐。双酚A钠盐与光气进行缩聚，为控制缩聚物的相对分子质量，加入单官能团物质苯酚做官能团封锁剂。此法的优点是对反应设备的要求不高，聚合转化率可达90%以上，且聚合物分子量可调节的范围较宽（30000200000）。界面缩聚光气法工艺成熟，和其他工艺相比，该工艺适于规模化和连续化生产，生产出的产品纯净、易加工、产品分子量高，能满足各种用途。缺点是光气及有机溶剂的毒性大，又需增加溶剂回收和后处理工序。但此法仍是国内外生产聚碳酸酯的主要方法，占产量的90%以上。开发不用光气来生产聚碳酸醋的新工艺成为近年来的研究热点。光气溶液法双酚A在卤代烃溶剂中采用吡啶作催化剂与光气反应制取聚碳酸酯的方法。吡啶即是催化剂，又是副产物HCl的接受体。因在无水介质（卤代烃）中反应，光气不易水解。此法的缺点是吡啶价贵，有毒，又必须回收；若聚合物中残留有吡啶，在加工过程中会使制品着色，所以此法已不用。（2）、生产工艺以界面缩聚法为例。生产工艺分三步骤。（1）、用N2气将双酚A钠盐压入光气化反应釜，然后加入二氯甲烷。开动搅拌，釜内温度降至20通入光气反应。用冷却水维持釜温不超过25。当反应介质的pH值降至78时，停止通光气，反应结束。此时釜内还残留有A、B和C三种齐聚物。（2）、缩聚反应上述产物转入缩聚釜，按比例加入计量的25%碱液和催化剂三甲基苄基氯化铵，分子量调节剂苯酚，在2530下反应34h。反应结束后，静置，分去上层碱液。再加5%甲酸中和至pH=35，分去上层酸液。（3）、后处理此时树脂溶液中还存在有盐及低分子量级分。盐分由水洗出去，然后加入沉淀剂丙酮，使低分子量级分留在溶液中，而聚碳酸酯以粉状或粒状析出。经过过滤、水洗、干燥和造粒得粒状成品。工业品常为暗黄色至无色透明颗粒。分子量一般为310410104。1.2.2 酯交换法（1）、合成方法 酯交换法其实也是一种间接光气法工艺。在该工艺中，酚经过光气法反应生成碳酸二苯酯（DPC），然后在卤化锂或氢氧化锂等催化剂和添加剂存在下和双酚A进行酯交换反应，生成低聚物，再进一步缩聚得到聚碳酸酯产品酯交换法生产PC的主要化学反应为: 反应的控制条件如下： 反应温度要高，使物料能熔化，并有利于苯酚逸出。 因双酚A在180以上易分解，故初期控制在180以下，使双酚A已转化成低聚物再行逐步升温。 为了有利于苯酚逸出，须抽高真空，使反应向右进行，残余压力最低可达133Pa以下。 碳酸二苯酯的沸点较低，为了防止逸出而破坏原料反应物的摩尔比，一般取碳酸二苯酯与双酚A的比值为1.051.1:1，前者稍行过量。 须加催化剂，如苯甲酸钠、醋酸铬或醋酸锂等。酯交换法是最早工业化的聚碳酸酯生产工艺，虽然其成本被认为低于界面缩聚工艺，但由于其产品光学性能较差，催化剂易污染，存在副产品酚而导致产品相对分子质量较低，因此限制了它的商业应用。采用此法生产聚碳酸酯，其产量仅占总产量的10%以下。而近期新建项目多采用熔融聚合法，熔融聚合法一般在聚合时不使用溶剂，只将粉末中间体在高于熔点下呈熔融状态反应制成球状体，方法简单，可靠性强。（2）、生产工艺双酚A和碳酸二苯酯,在催化剂存在下,在高温、高真空条件下进行酯交换反应和缩聚反应生成聚碳酸酯。由于酯交换反应过程为可逆平衡反应，在反应过程中不断除去小分子苯酚，以使反应向酯交换反应的正反应方向进行。在缩聚反应过程中，在高温、高真空、催化剂存在的情况下，不断除去碳酸二苯酯，使聚合物粘度逐渐升高，当搅拌功率达到一定值时，熔体聚合物直接从缩聚反应器中挤压成条，经切粒机切粒后形成聚碳酸酯树脂。该工艺使用多釜进行串联，操作简单，不使用溶剂，基本无污染，生产成本较界面缩聚光气法低，但是该反应的条件为高温、高真空，聚合体系豁度较大，传热、传质困难，易生成支化结构，催化剂容易受到污染，副产品酚也难以除去，产品相对分子质量低而且光学性能较差，使得应用范围受到一定的限制，加上搅拌、传热等问题的存在，较难实现大规模工业化生产。1.2.3 非光气法非光气熔融酷交换缩聚法的两种反应单体同样分别是双酚A和碳酸二苯酯，只不过此种方法的碳酸二苯酯的合成不需要光气等有毒物质，而是以甲醇、一氧化碳、氧气为原料，在催化剂的作用下，经氧化、羰基化等反应合成碳酸二甲酯(DMC)；或由二氧化碳、环氧乙烷合成碳酸亚乙酯，碳酸亚乙酯再与甲醇反应生成碳酸二甲酯。碳酸二甲酯再与双酚A发生酯交换反应生产低聚物，然后再进行缩聚反应生成聚碳酸酯。该工艺的优点是从根本上摆脱了有毒原料光气，基本上无污染，属于环保型生产工艺，在生产过程中苯酚可循环用于碳酸二苯酯的制备，降低了生产成本；不需要干燥和洗涤，减少了投资，副产物较少，同时提高了碳酸二苯酯的纯度；产品纯度较高、光学性能好、透明度高，更适合于高附加值光盘等产品的应用，是今后聚碳酸酯生产工艺的发展方向。该工艺的不足之处是生产设备需要耐高温、耐高真空，在反应过程中聚合物倾向于重排，易生成支链的芳基酮类化合物，这种支链物质在聚碳酸酯内的浓度高达25003000 ug/g，使产品延度降低，流变性变差，在某些范围内限制了其最终用途。1.2.4 新工艺技术的研发及应用1、现有非光气法的改进在传统的界面缩聚光气法中，后处理工艺繁杂，始终是困扰该行业的难题。沉析法后处理工艺是将蒸发与沉析相结合，并配之以排气式挤出机的工艺路线，即将溶有聚碳酸酯的二氯甲烷溶液与甲苯蒸气以逆流方式在汽提塔去除沸点较低的二氯甲烷。由于聚碳酸酯只微溶于甲苯，二氯甲烷去除后，便得到聚碳酸酯与甲苯的浆料。经过薄膜蒸发可得到聚碳酸酯质量分数大于80%的聚碳酸酯一甲苯混合物，然后直接送入排气式挤出机脱净残余的甲苯，共挤出造粒，从而有效地简化后处理工艺。沉析法的优点是可以借助溶剂和沉析剂除去可溶性杂质，对树脂有提纯作用，可提高树脂的质量。2、GE公司的开环聚合新技术 美国GE公司开发出了环状低聚物开环聚合新工艺，其关键步骤是制备环状低聚物，双酚A与光气发生光气化反应生成二氯甲酸酯的预聚体混合物，然后再闭环生成低分子质量的环状聚碳酸酯齐聚物，最后环状齐聚物在催化剂的存在下，开环聚合得到聚碳酸酯产品。此工艺为活性聚合，聚合工艺简单，反应速度快，可在短时间内制得比传统产品分子质量高10倍的聚碳酸酯产品，并且不会带来低分子质量副产物，不需要后处理，分子质量的控制在一定程度上与催化剂的用量成反比，可以实现聚合和成型的一体化，在螺杆内或模具内进行开环聚合，直接成为高相对分子质量聚碳酸酯制品，避免了高相对分子质量聚碳酸酯成型时熔体粘度高、流动率小、加工温度高所带来的加工方面的问题。3、韩国LG化学公司技术 韩国LG化学公司开发出了非光气法制取聚碳酸酯的新工艺技术。该法与其他替代方法相比，只需很少几个步骤和很少的设备。该工艺使用新催化剂以及聚合和结晶组合工艺，可减少投资费用70%。LG化学工艺采用碳酸二甲酯和苯酚的反应蒸馏生成碳酸二苯酯，然后采用专用催化剂在单一反应器中，使碳酸二苯酯与双酚A熔融缩聚并结晶。LG化学公司己在2 kg/h装置中验证了新工艺，生产的无色聚碳酸酯透明度为98 %，并且与其他方法制造的聚碳酸酯有近似的加工性能。该公司估算，6万t/a装置的投资费用将低于1亿美元，而采用其他路线的装置需要2.5亿美元。4、双酚A直接氧化羰基化合成方法以双酚A为原料，选择地VIIIB族金属（如钯）或其化合物为主催化剂，配合无机(如Se, Co)和有机(三联吡啶 、喹啉、醌等)助催化剂，并加入提高选择性的有机稀释剂，在一定温度和压力下，通入CO和氧气进行羰基化反应而得到聚碳酸酯。双酚A羰基化直接合成聚碳酸酯工艺具有毒性小、无污染、产量质量高、工艺流程短等优点，是目前世界各国争相研究的热点，具有很大的发展潜力的技术。1.3设计依据 (1)产品规格PC板一般指的是PC阳光板和PC耐力板,PC波浪瓦和PC采光瓦和PC合成树脂瓦，阳光板是中空的多层或双层锁扣PC阳光板结构。耐力板是实心板材。表2. 双层PC空心板材规格:厚度长度宽度重量半径透光率%（3%）mmmmmmkgmm透明茶色乳白宝兰湖蓝色草绿色4600021000.97008058574555456600021001.310507950563650428600021001.5140078445230474010600021001.7175078404428423512600021002.22100753842254034本车间选择生产的是PC双层中空采光板材。（2）车间生产能力该项目设计依据确定，年生产能力为工业用聚碳酸酯板材2500吨。产品合格率要求为99%。（3）生产制度连续性生产，每天运行24h，每年工作7200h，年工作日按300天计。采用三班两运转工作制。（4）物料损耗系数工序配料高速混合挤出成型成型后处理损耗率0.20.40.30.3 1.4产品方案（1）空心板材厚度的选择空心板材厚度选择首先取决于负荷，即风力的大小，其次取决于板材的使用形式固定方法。负荷（风力）的计算 建筑物的采光板所受负荷主要来自风力，风速大小是计算负荷的依据，风对采光板形成的负载称为动风压（q）。计算系数K是考虑建筑物和采光板方位引起风速变化的修正值，取K=0.613。天气恶劣的时候，如台风登陆，风速可达40 m/s,可取V=45 m/s。q=KV2=0.613452=1241 Pa表3. 不同风速时的动风压值：风速（m/s）动风压/Pa风速（m/s）动风压/Pa1015202530356113824538355275140455055606598112401530185022102590考虑到经济成本与实用情况，本车间生产的采光板，设计成可负载的最大动风压为1240 Pa。两边固定的板材厚度选择设计生产板材两边固定的安装形式，镶嵌边与板肋平行，此时板材的变形与板材的长度无关，只和镶嵌边的距离（板宽）有关。表4. 两边固定安装的板宽值： 单位：mm板厚层数动风压/Pa60080010001200140016001800200068101622225706557301100530610670980570620880535585810510545750520700665620本车间生产双层空心板材，结合可负载的最大动风压为1240 Pa，选择生产板厚为10mm。对应最大两边最大安装宽度值为545mm。不同厚度阳光板冷弯最小曲率半径表： 产品厚度(mm)最小曲率半径最小跨度(mm)阳光板47001500阳光板610502000阳光板814002500阳光板1017503000可知10mm双层空心板材的最小曲率半径为1750mm。（2）颜色的选择根据表2，除了透明板材外，乳白色与湖蓝色有较高的透光率，出于美观与使用普遍程度考虑，该板材选择使用湖蓝色。（3）波型的选用聚碳酸酯板可制成双层、三层板，每层板间为蜂窝的不同厚度的板材，一般有平板型、槽型防水板型及实心型几种。本车间设计生产平板型双层中空PC采光板材。产品方案：产品型号：平板型双层中空PC采光板产品颜色：湖蓝色产品规格：2.1*6.0 m1.5产品质量指标外观检验 （1）熔接痕 熔接痕明显程度是由深度、长度、数量和位置决定的，其中深度对明显程度的影响最大。合格品一般均参照样品，很据综合印象判断。深度一般以指甲划，感觉不出为合格。（2）凹陷 将制品倾斜一个角度，能清楚地看出凹陷缺陷，但通常不用苛刻的检验方法，而是通过垂直目测，判断凹陷的严重程度。（3）料流痕 制品的正面和最高突出部位上的料流痕在外观上不允许存在，其它部位的料流痕明显程度根据样品判断。（4）白化 白化是制品上的某些部位受到过大外力的结果（如顶出位置），白化不仅影响外观，而且强度也降低了。（5）裂纹 裂纹是外观缺陷，更是强度上的弱点，因此，制品上不允许有裂纹存在。裂纹常发生在浇口周围、尖角与锐边部位，重点检查这些部位。（6）杂质 透明制品或浅色制品中，须明确规定各个面的杂质大小和数量。例如：侧面允许有5个直径0.5mm以下的杂质点，每两点之间的距离不得小于50mm等。（7）色彩 按色板或样品检验，不允许有明显色差和色泽不匀现象。（8）光泽 光泽度按反射率或粗糙度样板对各个面分别检验。具体参阅GB/T8807-88塑料镜面光泽试验方法。（9）透明度（折射率） 透明制品最忌混浊。透明度通过测定光线的透过率，一般按标样检验。（10）划伤 制品出模后，在工序周转、二次加工及存放中相互碰撞划伤，有台阶和棱角的制品特别易碰伤。正面和凸出部位的划伤判为不合格品，其它部位按协议规定。（11）浇口加工痕迹 用尺测量的方法检验浇口加工痕迹。（12）溢边（飞边） 制品上不允许存在溢边，产生溢边的制品要用刀修净，溢边加工痕迹对照样品检验，不允许有溢边加工痕迹的面上一旦出现溢边，应立即停产检验原因。（13）文字和符号 文字和符号应清晰，如果擦毛或缺损、模糊不清不但影响外观，而且缺少重要的指示功能，影响使用。制品尺寸检验 （1）尺寸检验方法 测量尺寸的制品必须是在批量生产中的注塑机上加工，用批量生产的原料制造，因为上述两项因素变动后，尺寸会跟着变化。检验普通制品的尺寸，取一个在稳定工艺参数下的成型制品，对照图纸测量。精密制品的尺寸检验是在稳定工艺条件下连续成型100件，测量其尺寸并画出统计图，确认在标准偏差的3倍标准内，中间值应在标准的1/3范围内。测量塑料制品时要做好记录，根据图纸或技术协议判断合格与否。工厂内对于精度要求不高的制品尺寸，多用自制测量工具，如卡板等，但要保证尺寸精度。（2）自攻螺纹孔的测量 自攻螺纹孔必须严格控制：太小，自攻螺钉拧入时凸台开裂；太大，则螺钉掉出。常用量规检验。自攻螺钉孔直径的精度一般为+0.05+0.1mm。（3）配合尺寸的检验 两个以上零件需互相配合使用时，同零件间要有互换性。配合程度以两个零件配合后不变形，轻敲侧面不松动落下为好。（4）工具显微镜检验尺寸 这是不接触制品的光学测量，属于精密测量1方法，塑件在测量中不变形。缺点是需要在一定的温度环境中测量，设备价格昂贵，是精密制品测量中不可缺少的方法。强度检验 （1）冲击强度 塑料制品在冬季容易开裂的原因是：温度低，大分子活动空间减少、活动能力减弱，因此，塑料冲击强度变小。从实用角度出发，用落球冲击试验为好。该法是将试样水平放置在试验支架上，使1kg重的钢球自由落下，冲击试样，观察是否造成损伤，球50%的破坏能量，并由落下的高度表示强度。凸台、熔接痕周围、浇口周围等都是冲击强度弱的部位。（2）弯曲试验 测定塑件刚性的实用试验方法，用挠曲量表示，参阅GB9341-88塑料弯曲试验方法。测试浇口部位的强度时，对浇口部位加载荷，直至发生裂纹的载荷为浇口强度。（3）蠕变与疲劳强度 在常温下塑料也会疲劳和蠕变，塑件疲劳的界限不明显，必须预先做蠕变试验认定。蠕变试验使用蠕变试验仪。疲劳试验是将塑件反复弯曲。（4）冷热循环 冷热循环试验中塑件发生周期性伸缩，产生应力，破坏塑件。冷热循环用两台恒温槽，一台为65，另一台为-20。先把试样放入-20槽内1h，然后立即移入65槽1h，以此作为一个循环。一般进行3个循环试验。大部分塑件在第3个循环中受到破坏，有条件的最好多做几个循环（如10次循环）。PC板技术性能(TECHNICAL DATA OF PC SHEET) 序号NO.性能(Characteristics) 单位(Unit) 指标(Data) 1冲击强度(Impact Strength) J/m 850 2透光率(Light Transmission) % 88注2 3比重(Specific Gravity) g/cm3 1.2 4热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion) mm/m 0.065 5可耐温度(Service Temperature) -40+120 6传热系数(Heat Conductivity) W/ m2 2.33.9 7抗拉强度(Tensile Strength) N/ mm2 60 8弯曲强度(Flexural Strength) N/ mm2 100 9弹性模量(Modulus of Elasticity) MPa 2400 10断裂拉伸应力(Tensile Stress at Break) MPa 65 11断裂拉伸率(Elongation at Break) % 100 12比热(Specific Heat) kJ/kgK 1.17 13热变形温度(Heat Deflection Temperature) 140 14隔音效果(Effect of Soundproof) dB -20注耐冲击性能 PC是热塑性塑料中抗冲击性最佳的一种，由PC制成的阳光板有极佳抗冲击性能，且能在相当宽的温度范围内（-40-120）长时间保持良好的抗冲击性能。 耐冲击性比较(单位:焦耳) 产品厚度(mm)耐冲击(焦耳)阳光板612阳光板822阳光板1030加工性（冷弯曲） 阳光板可以冷弯安装，其中中空板一定要顺着肋的方向弯曲。 1.6生产配方 PC板材选用K值56以上的PC纯树脂为原料，可不加助剂直接生产。（1）聚碳酸酯原料的等级在当今先进挤出生产线以较高的生产率生产空心板材时，要求原料能够适用于这种挤出工艺过程并具有较好的流动性。由于聚碳酸酯熔融物呈非牛顿黏性，挤出板材级聚碳酸酯具有以下特征：在挤出机内部高剪切应力区的熔融物黏度较低，限制了因摩擦而使熔融物膨胀的可能，从而确保驱动所需的电能消耗较低，同时生产率较高；模具和定型装置之间熔融物黏度较高，能确保熔融物温度并高速挤出；用于生产聚碳酸酯空心板材的两个推荐牌号（拜耳）是Makrolon(聚碳酸酯)1143，颜色55/122，它已被多年成功使用，Makrolon(聚碳酸酯)KUI-1243，它是最新的、优化的1143的改型。上述两种材料都含有一定的紫外线稳定剂，并含有润滑剂。模克隆KUI-1243是一种高分子的、非牛顿性的、具有UV稳定性的双酚A型聚碳酸酯。与其他型号相比，KUI-1243的产品优点主要有：制品表面更光更亮，有更好的流动性。这对于制作复杂形状结构、带有多个薄层的空心板材显得尤其重要。对于无色产品，在可见光谱范围内呈高透明度，具有优良的抗热变形性能，良好的阻燃性能，极好的抗拉伸性能，极好的力学性能。（2）共挤层原料的牌号室外应用的空心板材的表面必须进行特别的紫外线保护处理。这种保护是通过共挤出工艺实现的，首先需要制作一种以聚碳酸酯作为载体的紫外线保护层专用母料，为此拜耳公司提供了两种具备非牛顿特性的高黏度聚碳酸酯用作母料载体：用于与聚碳酸酯1143一起进行紫外层共挤出的Makrolon(聚碳酸酯)KUI-1223/1；用于与Makrolon(聚碳酸酯)KUI-1243一起进行紫外层共挤出的Makrolon(聚碳酸酯)KUI-1233/5。这两种牌号的聚碳酸酯都能够使低挥发性的紫外线吸收剂的含量有所提高。（3）聚碳酸酯板材的着色剂聚碳酸酯板材的着色处理是通过在基础材料中加色母料而实现的。下列拜耳公司色母料牌号是常用的。如需要其他颜色，可根据用户需求而制定。奶白色：聚碳酸酯KUI-1910,95/088；赤褐色：聚碳酸酯3103,75/606；蓝色：聚碳酸酯3103,55/326。本车间设计生产湖蓝色的板材，常用的无机蓝色颜料有：硅酸盐（群青）、铬酸盐（钴蓝）；常用的有机蓝色颜料有：酞菁类（酞菁蓝）、杜烯类（阴丹士林蓝）、染料沉淀色料类(维多利亚蓝)，铬酸盐、酞菁类及杜烯类的性能比较良好，本车间选用颜料为酞菁类（酞菁蓝）。（4）原料的检查方法观察聚碳酸酯颗粒是否干净；在材料进厂时，不管是以袋装还是以集装箱式运进厂内，均要从其中取出2kg进行目测颗粒、熔体流动速率和水分检验、黑点检测、防紫外线厚度尺寸试验以及色母料对正确色调进行检查。 1.7工艺流程叙述聚碳酸酯板材生产基本工艺流程如下： 热风干燥 上料 单螺杆挤出机 液压换网器 熔体计量泵 分配器（带静态分流器） 成型模具 冷却定型 一次牵引 切边 回火 电晕处理 覆保护膜 二次牵引 自动计量切断 输送 检验打包 。（1）原料的保管和干燥处理聚碳酸酯颗粒的形状尺寸大约为2mm3mm4mm。可以以不同的1包装形式供应25kg袋装尺寸为100cm120cm的EURO包装箱包装，装有500kg或1000kg的大袋装等形式。对各种袋装料必须仔细存放，以免受灰尘或其他污染物的污染而影响挤出过程的平稳进行及产品的质量。对所有容器、料仓、料斗、管道、阀门等要进行定期清洗和检查。所有设备其内表面必须平滑、光亮。在搬运和运输中，容易产生静电，应该及时消除。在存放一段时间后，在有空气的情况下，聚碳酸酯会吸收一定的水分，从而达到平衡。按重量计，水分的吸收量可达0.1%0.35%。所吸收的水分不会影响聚碳酸酯的透明度，但会在挤出的板材上出现缺陷并影响物理机械性能。水分的去除方法常用的有两种：颗粒预干燥，用除湿干燥机或者是烘干料斗；挤出排气，用排气式挤出机排除水分及低分子挥发物。（2）加料挤出机料斗一般用不锈钢材料制成，其内部光滑，并经过抛光加工。颗粒在挤出机料斗中应该平稳缓慢运动，这一点至关重要。若在料斗中加入了不同密度、不同几何形状或不同光滑度的物料，则较轻的复杂形状的物料会处于上层，经过一段时间后，可能形成一种分层现象。如果这种分层引起了挤出机的不规则进料，则在挤出板材时可能发生质量问题。为避免在料斗中出现这种颗粒分层现象，最好采用多工位比率加料器，配合失重进料器。其中每种材料都是单独进给并受电脑控制。这样在料斗中的料始终处于最少的状况，就不会发生分层现象。建议至少配置三工位加料器：一个用于新的颗粒料，一个用于干净的回收料，一个用于色母料。更合理的配置是再配置一个备用的加料器，用作颜色改变时可以快速切换。（3）挤出过滤聚碳酸酯板材挤出时挤出机温度设定与产品的规格和要求的产量有关，也与挤出机的型号和制造商有关。由于聚碳酸酯挤出时需要的温度比较高，接近300，所以一般都采用分阶段升温的方法，以减小突然升温引起机械部件损坏的可能性。通常是先把各种开车的准备工作，待温度升到170并经过11.5h的保温，各种准备工作也已经基本完成后，再按照工艺要求二次设定温度，二次升温。二次升温同样在达到温度后要进行11.5h的保温。聚碳酸酯挤出的温度曲线与其他塑料材料正相反，加料温度最高，以后呈递减趋势，因为加料段的短时高温（甚至可以高达320）不会损坏聚碳酸酯，而颗粒料经过高温区能够存储比较多的能量，将有利于树脂的塑化并提高产量。共挤出的挤出机比较小，仅需很短的时间就能达到最好需要的温度，因此在整个开车准备阶段将把温度保持在170，然后在需要启动前几分钟，将温度升高到工艺要求值。在挤出的过程中，熔融物料最后要经过一个缝隙尺寸小于1mm的模具。因此挤出聚碳酸酯板材使用过滤网是必须的。为了保证挤出生产的连续性，还需要采用液压自动换网装置。在生产工程中压力增大，表示金属网正在发挥作用。从液压换网开始，熔融物料进入挤出机和模具之间的辅助装置，如换网器、熔体泵、分配器等。这些辅助装置同样需要加热，其选用的温度和物料熔融温度有直接关系。最好是将所有这些区域的温度控制在物料熔融温度，以避免热的熔融物料和冷壁之间产生“摩擦”而导致局部过热。在生产过程中，当所设定的物料熔融温度和实际物料熔融温度之间出现较大差异时，需要修正这个参数。（4）熔体泵为从根本上解决挤出稳定问题，并降低挤出压力，最有效的方法是采用熔体泵系统，利用其螺杆将只对聚碳酸酯在挤出过程进行塑化、输送和排气处理，并只需建立较高并且稳定的挤出压力和挤出量。国外供应聚合物熔体泵的著名厂家有：ALFATECH、MAAG、LUWA、MVV、OMP等。在生产前必须核定熔体泵参数，以确定熔体泵的转速。比如，一台直径为80mm的熔体泵当转速为1r/min时，每小时泵出12kg的聚碳酸酯。如果我们用80mm的熔体泵要想得到40kg/h的产量：熔体泵转速4001233.3r/min。如果这个转速是可以接受的，在开始生产时就以此来设定熔体泵的转速，然后根据情况适当调整。开始生产时可以将压力设定在3.54MPa，然后在挤出过程中检查熔体泵后面的压力是否稳定。当出现压力震荡时，可以增加或减少压力。（5）分配器熔体泵将熔融物料泵入分配器，同时共挤出机将共挤出的熔融物料挤入分配器。分配器的作用是将几种（这里是两种）物料形成层状共挤形式进入模具。但是OMIPA的挤出聚碳酸酯空心板材生产线分配器是带静态混合器的。采用被称为熔融聚合物静态混合器的装置，可以使熔融物在很短的流程中就混合均匀，至少在静态混合器出口部分熔融物是均匀的，并且几乎与局部温度以及螺杆转速无关。可以消除熔融物在流道壁上的粘附现象，因此颜色更换时间可以缩短。同时由于在模具的输入端产生等温流动，因此可以较低的压力挤出板材，有利于产品质量的提高。（6）模具模具被安装在熔体泵出口，它接收由螺杆挤出并经由熔体泵稳压的熔融料流。模具的形状也就是将要挤出成型的板材的形状，可以为实心板材，也可以为中空板材。模具温度应该设定在物料的熔融温度范围内，并且中间设定温度比较低，向边缘区域逐渐升高。这样有利于提高模具边缘物料的流动速度，使沿模具横截面物料流速趋于一致。当模具达到设定温度后，要热固所有那些以前在冷却状态下已经紧固的螺栓。热紧固必须使用力矩扳手，以控制紧固力矩的大小和一致性，这对热紧固操作非常重要。（7）定型紧接着模具后边安装的是定型器。定型器设计有冷却元件，这些冷却元件接触高温流动的物料外廓使之定型。定型器冷却元件的温度是可控的。冷却元件的温度是否合适及均匀往往是造成挤出板材表面上出现可视缺陷的原因之一。这些缺陷也可能是由于真空泵气流不规则引起的，对真空泵必须仔细进行调节，使气流在挤出过程中保持恒定，从而确保板材有完美的表面质量。在生产刚开始时可能出现的主要产品缺陷有：板材上出现折叠和波纹；垂直层出现气泡；板材不均匀。（8）一次牵引牵引辊与板材的接触面积必须较大，因为它必须要能以一定的力量将产品拉出定型器的凹槽，而不会被黏住。但是如果为此在板材上施加过大的压力，会使板材较高的部分被压塌陷，使内部肋条产生折叠而被损坏。牵引机一般采用多对辊（优先采用胶辊和主动型）组成的机械结构。所有牵引辊的外表必须干净清洁，且不能用手触摸。如果牵引机和冷却定型器之间存在应力，则可能在板材表面上生产波纹。为避免在冷却定型器中引起交替振动，可以调节冷却定型器中的真空度；减少牵引机和冷却定型器之间的距离，或在冷却定型器和牵引机之间安装一组支撑辊以改变振动的临界频率。（9）退火已经成形的聚碳酸酯板材要经过退火工序消除内应力，才能最终作为产品进入最后的切割包装工序。用一个有足够长度的退火炉，对刚刚挤出的产品进行连续的重新加热并逐步冷却。板材的内应力将被松弛，由于板材处于自由的状态，只需要比较小的二次牵引力就可以完成退火的过程，因此板材再次冷却后，就不再有内应力。退火炉要有足够的长度，一般在1.52.0m，并且能够分区调节温度，一般分成24区。在退火炉内第一个区域的温度设置在150左右，而最后一个区域的温度设置在130。（10）共挤抗紫外线层用紫外线吸收剂和作为载体的高粘度聚碳酸酯制作专用母料与聚碳酸酯板材共挤出，在聚碳酸酯空心板材表面覆盖一薄层含有紫外线吸收剂的面层。德国专利规定，外层应该包含至少2%的紫外线吸收剂。将共挤出板材在氙耐天候试验装置中放置15000h，这相当于在温带气候使用10年板材吸收的能量，这样就可以检验复合层的厚度设计是否合理。在采用紫外线配料时，使用在温带气候板材复合层的厚度，在板材表面的所有点上不应小于40m。对于苛刻气候区如热带，则在各个点上保护厚度至少为50m。在实际生产中，计算的层厚应该比设计的层厚高出1015m，这是由于紫外线吸收剂会进入基础材质中所致的。（11）涂防雾滴层防结雾板材是用防雾滴剂涂覆在板材表面。模克隆改性剂-防雾滴DPI-1700是一种水溶液的防雾滴涂覆剂，用于聚碳酸酯的多层板、波纹板及其他的半成品，可以在不涂任何底漆的情况下，简单地进行涂覆。