钢塑复合桶塑料内胆的生产技术分析

文/朱义华

钢塑复合桶是由钢桶（外）与塑料吹塑桶（内）一起装配而成，其中塑料吹塑桶几胆（简称内胆）由胆体、大小防尘盖、大小内塞、大小压紧圈、大小衬圈、大小密封圈组成，如图所示：

因内胆要求的特殊性，其吹塑成型工艺相对其他吹塑制品而言，较为复杂，比较突出的是大小口以及螺纹嵌件与外螺纹的成型，以及如何保持内胆尺寸的稳定性等。

常州塑料厂有限公司是国内最早开发生产吹塑内胆的中空吹塑企业，从上世纪90年代初到现在已经有20多年的生产历史，规格有20L、25L、30L、50L、60L、80L、200L等，长期与无锡四方制桶、巴斯夫油漆、阿克苏化工等知名企业匹配。本文以200L内胆为例，就其生产技术以及标准作一分析，与同行探讨。

一、200L内胆各部位名称以及功用

1、胆体用于盛装各类液体，中空吹塑而成，桶体上端有大小两口，大口82mm用于灌注物料，小口43mm用于排气，大小两口均有内螺纹，系注塑嵌件。

2、内塞（大小）用于大小口封闭，由注塑成型而成。

3、密封圈（大小）用于大小口密封用，由注塑成型而成。

4、压紧圈（大小）与钢桶装配时起定位作用。由注塑成型而成。

5、衬圈（大小）与钢桶配合是起过渡作用。由注塑成型而成。

6、外盖（大小）用于防尘、防雨水、防盗铅封用，由注塑成型而成。

二、200L塑料内胆的成型工艺

1、内胆生产工艺

工艺流程及关链控制点：

2、主要工艺参数

1）机筒温度

2）机头温度

3）温度允差：±10℃

4）吹气压力：0.5±0.05MPa

5）模具温度：20±5℃

6）循环周期：118s~125s

3、内胆的尺寸控制

内胆的外形尺寸在生产过程中要控制到与钢桶配套相符，在加工工艺方面是关键所在，保证时间的合理，吹气压力不能低于0.55MPa，压缩空气温度控制在15℃左右，模具冷却水温度控制在20℃左右，内胆整体部位尺寸调整均匀，在这种状态下生产出来的内胆外形尺寸才能符合要求，如200L内胆在外形尺寸（848×564）能控制在3mm的公差范围内。

内胆各部位的尺寸（壁厚）是由型坯控制系统控制，其设计合理性至关重要，例如内胆的合缝线壁厚尺寸必须不能低于1.7mm，此处在冲击、膨胀、跌落中最易生产破裂。其次是内胆上下平面与中体交界外，（上下角）也是易薄弱点。因此，此处的壁厚尺寸应控制在1.9mm~2mm范围内。

另外，吹气压力的设定是否合理也直接关系到各部位的设定尺寸，主吹气第一阶段的吹气压力应超过0.55MPa。主吹气在最先进入模腔内的15秒之内，如果超过0.55MPa上下角的壁厚可达2.1mm。如果按照此办法，3.9kg的200L内胆，上下角壁厚达1.9mm。

4、内胆制品常见问题及解决方法

1）外观粗糙

2）厚薄不均

3）尺寸不稳定

三、200L内胆的检测

1、首检：

按《塑料内胆桶》企业标准规定进行检验。

2、自检：

在专用煤兴下检查桶体上是否有气泡，穿透性杂质，灌注口与排气口的合缝线处是否有气泡孔洞，测量二口的高度，产品称重，修理好的内胆桶口上安放专用防尘罩后放在待检区。

3、后整理检验：

专职检验工在专用灯具下对每一只产品检查桶体上是否有气泡，穿透性杂质，灌注口与排气口的合缝线处是否有气泡孔洞，如发现桶有细小杂物，就用防静电布粘出来，然后将配件用气枪吹干净后装配，放入专用袋内入库。

4、巡检：

按规定对最小壁厚、桶口高度、质量、容量进行检查。

四、200L内胆的生产对设备与模具的要求

1、设备

200L内胆一般在4.0~5.0kg左右（根据灌装物性能以及用户特殊要求）。因此对吹塑机、挤出量、储料容积、开合模、模板尺寸均有一定的要求，以本公司生产用PXB-100N为例，具体参数如下：

2、模具

200L内胆模具采用全钢、全铝合金、钢铝合金复合作为型制材料，以全铝合金铸造材料为佳，其形状有整体式、拼装式两种，以整体式为佳。

模具与内胆的关系：

模具与内胆之间最直接的关系应该是内胆的结构，毕竟内胆结构本身存在的缺陷，是其他方法无法弥补的。其次，模具的冷却对产品的成型有着重要的影响、模温控制过低，塑料冷却过快，制品的轮廓和花纹均会变得不清楚。模温过高，冷却时间延长，生产周期增加。如果冷却程度不移，则容易引起制品收缩率大和表面无光。如果产品各部位冷却不一致，将会导致晶度不同，从而产生内应力。如果模具排气差，也会造成产品表面无光泽，有麻坑。

具体为：

1）模具冷却有极高要求，对稳定内胆外形尺寸及提高效率具有较好的作用；

2）模具上灌注口及排气口处材质要选用不易变形、磨损的材质，口部内外尺寸、质量直接关系到密封性、配件与口的配合及与钢桶的良好配套；

3）模具在拐角处必须有一定倒角，要保证一个适当的圆弧度。

五、200L内胆对原料的要求

一般来说，随着相对分子质量的提高，HDPE的力学性能、耐低温性能、耐环境应力开裂性能都多有提高，熔体粘度也随之增大，成型加工性能变差。在行业中我们常用熔体流动速率（MFR）作为平均分子量的程度，其值与相对分子量的大小成正比，相对分子质量与熔体的粘度也有一定的关系，相对分子量越大，熔体粘度越大，但影响熔体粘度的因素还与温度、压力、剪切速率等有关。而且，聚乙烯对剪切速率敏感，剪切速率的提高会降低熔体粘度，增加流动性，但出口膨胀也会更加明显，物料也更容易分解，更易出现熔体破裂，一般内胆用HDPE融指在0.20g/10min~0.35g/20mm之间。

另外，相对分子质量分布较窄时，材料力学性能较好，但熔体的弹性增加，易出现熔体破裂现象，相对分子质量分布较宽时，熔体流动性好，对成型加工有利，将不同牌号原料混用可达到要求。

高密度聚乙烯的结晶度为80%~95%，而随着结晶度的提高，产品的拉伸强度、刚性、硬度、耐冲击强度、耐热性、耐腐蚀性提高，但可渗透性与耐环境应力开裂性降低。我们认为，内胆是钢桶的内衬，因此对力学强度的要求不须太高，但产品的柔性应提高要求，因为发生冲击、碰撞时，主要冲击力都会由钢桶吸收，作用在内胆上的力已经分散了，若内胆的柔性较高，将有利于力的传递。我们作一试验，一组是一块铁皮与木片叠在一起弯曲，一组是铁皮与纸强叠加，那么木片易损还是纸张呢？

密度可作为柔化度的一个量度，也是结晶度的一个表征，一般内胆用HDPE密度在0.948g/cm²~0.968g/cm²之间。

六、关于200L内胆的露点问题

露点温度：在空气中水的含量较高环境下，吹入模腔内的压缩空气中的水含量也会增加，在加上外部空气温度又低于内胆内温度的状态下，内胆内会产生粘附在内表面的水珠，这就是内胆内露点温度较高。

要解决这一问题，必须把压缩空气经超精密过滤自动排水过滤器（滤芯级为：0级0.04u），再经过冷冻干燥机后进入模腔内的管坯中，这样生产出来后的内胆内露点温度能控制在-2℃~-8℃之间（露点仪检测），有效解决了内胆内因露点温度高而产生水珠现象，因为有些物料与水份接触后会产生危险和变质现象。