Proceso de fabricación de gránulos de PVC

El cloruro de polivinilo (PVC) es uno de los plásticos más utilizados en todo el mundo, conocido por su versatilidad y durabilidad. Se puede procesar en diversas formas, incluidos productos rígidos y flexibles, a través de diferentes procesos de fabricación. Una de las formas más comunes de PVC utilizadas en las industrias son los gránulos de PVC.

These granules are small, pellet-like materials that can be melted and molded into a wide range of products, from pipes and profiles to cables, sheets, and shoes. In this article, we will explore the specifications, formulation, and manufacturing process of PVC granules, including a detailed step-by-step explanation of how they are produced.

Especificaciones de los gránulos de PVC

Los gránulos de PVC se clasifican en diferentes grados según su aplicación prevista, ya sea para productos rígidos o flexibles. Las especificaciones de los gránulos de PVC pueden variar en función de sus propiedades, como dureza, flexibilidad y color.

Formulación y proporciones

La formulación de los gránulos de PVC depende de los requisitos del producto final, de si los gránulos se utilizarán para aplicaciones rígidas o flexibles. La formulación generalmente implica mezclar resina de PVC con varios aditivos, incluidos plastificantes, estabilizadores, lubricantes, pigmentos y rellenos. A continuación, se presenta un desglose básico de la formulación para gránulos de PVC rígidos y flexibles.

1. Gránulos de PVC rígido

Resina de PVC (valor K 65-68): 100 partes

Estabilizadores térmicos: 1-3 partes

Lubricantes (internos y externos): 0,5-1 parte

Modificadores de impacto: 2-5 partes (opcional)

Adyuvantes de procesamiento: 1-2 partes

Pigmentos: según sea necesario (para el color)

Rellenos (carbonato de calcio, etc.): 10-30 partes (opcional para reducir costos)

2. Gránulos de PVC flexibles

Resina de PVC (valor K 60-65): 100 partes

Plastificantes (DOP, DINP, DOTP, etc.): 40-80 partes

Estabilizadores térmicos: 1-3 partes

Lubricantes: 0,5-1 parte

Pigmentos: según sea necesario (para el color)

Rellenos: 5-15 partes (opcional)

El valor K de la resina de PVC es un factor crítico que determina su peso molecular y sus características de procesamiento. Un valor K más alto indica un mayor peso molecular y mejores propiedades mecánicas, pero también aumenta la dificultad de procesamiento.

Proceso de fabricación de gránulos de PVC

La producción de gránulos de PVC implica varios pasos, desde la composición y mezcla de las materias primas hasta la granulación y el enfriamiento del producto final. El proceso se puede dividir en los siguientes pasos detallados:

1. Interés compuesto

La producción de gránulos de PVC implica varios pasos, desde la preparación y mezcla de las materias primas hasta la granulación y el enfriamiento del producto final. El proceso se puede dividir en los siguientes pasos detallados:

El primer paso en la fabricación de gránulos de PVC es la preparación, que implica mezclar la resina de PVC con los aditivos necesarios. Los aditivos mejoran las propiedades de la resina de PVC, como la flexibilidad, el color, la estabilidad térmica y la procesabilidad.

• Preparación de la materia prima: La resina de PVC y los aditivos (plastificantes, estabilizadores, pigmentos, etc.) se pesan según la fórmula deseada. La precisión es crucial para garantizar la consistencia y la calidad del producto.

• Mezcla a alta velocidad: Los materiales se mezclan en un mezclador de alta velocidad, normalmente a temperaturas de entre 100 °C y 120 °C. El calor generado durante la mezcla ayuda a distribuir uniformemente los aditivos y funde parcialmente la resina, creando una mezcla homogénea.

• Enfriamiento: Después de mezclar, la mezcla compuesta se transfiere a un mezclador de enfriamiento para reducir la temperatura a alrededor de 50 °C a 60 °C, lo que evita la fusión prematura o la aglomeración del material antes del siguiente paso.

2. Extrusión por fusión

Una vez finalizada la composición, la mezcla de PVC se introduce en una extrusora para la siguiente etapa de procesamiento.

• Alimentación de la extrusora: el compuesto de PVC enfriado se introduce en una extrusora de un solo tornillo o de dos tornillos, donde se funde y se homogeneiza. La extrusora tiene múltiples zonas de calentamiento que aumentan gradualmente la temperatura del material hasta la temperatura de procesamiento deseada (normalmente de 160 °C a 200 °C).

• Plastificación: dentro de la extrusora, el material se somete a alta presión y temperatura, lo que hace que se funda y se mezcle completamente. Los tornillos dentro de la extrusora amasan y empujan continuamente el material hacia adelante, lo que garantiza una fusión uniforme.

• Extrusión: una vez que el compuesto de PVC está completamente fundido y mezclado, se extruye a través de una matriz para formar una hebra continua de PVC fundido. El tamaño de la abertura de la matriz determina el grosor y la forma del material extruido.

3. Peletización

Después de la extrusión, el siguiente paso es cortar el PVC fundido en gránulos o pellets.

• Corte de hebras: las hebras continuas de PVC fundido que salen de la extrusora se enfrían inmediatamente en un baño de agua para solidificar el material. Una vez solidificado, las hebras se introducen en una peletizadora, que las corta en gránulos pequeños y uniformes. Los gránulos suelen tener un tamaño de entre 2 mm y 5 mm, según la aplicación.

• Corte de cara con troquel caliente: en algunos procesos, se utiliza un cortador de cara con troquel caliente. En este método, el PVC fundido se extruye a través de una placa de troquel y se corta en gránulos directamente en la cara de troquel. A continuación, los gránulos se enfrían con aire o con agua, según los requisitos del proceso.

4. Enfriamiento y secado

Después de la peletización, los gránulos deben enfriarse y secarse para eliminar la humedad que hayan podido absorber durante las etapas de corte o enfriamiento.

• Enfriamiento: los gránulos se enfrían con aire o agua para que alcancen la temperatura ambiente. Esto garantiza que los gránulos no se adhieran entre sí durante el envasado y el almacenamiento.

• Secado: en algunos casos, especialmente en el caso de los gránulos expuestos al enfriamiento con agua, el material pasa por una unidad de secado para eliminar la humedad residual. Asegurarse de que los gránulos estén secos es crucial para una calidad constante durante el procesamiento posterior.

5. Proyección

El siguiente paso es tamizar los gránulos para eliminar las partículas de mayor o menor tamaño. Esto garantiza la uniformidad en el tamaño de los gránulos, lo que es importante para una alimentación y una fusión consistentes durante la siguiente etapa del procesamiento.

6. Embalaje

Una vez que los gránulos de PVC se han enfriado, secado y tamizado, están listos para el envasado. Los gránulos se envasan normalmente en bolsas de 25 kg, pero los pedidos a granel más grandes pueden suministrarse en bolsas grandes de 500 kg a 1000 kg para aplicaciones industriales.

• Ensacado: los gránulos se envasan en bolsas, y las bolsas se sellan y etiquetan con información como el número de lote, el peso y el grado del material.

• Almacenamiento: los gránulos envasados se almacenan en un área seca y fresca para evitar la contaminación o degradación antes de enviarlos a los clientes.

Cómo utilizar gránulos de PVC

Los gránulos de PVC son fáciles de manipular y procesar, lo que los hace ideales para una variedad de aplicaciones. Los gránulos se pueden fundir y moldear en diferentes formas mediante diversos métodos de procesamiento de plástico.

1. Moldeo por inyección

Los gránulos de PVC se utilizan habitualmente en el moldeo por inyección, un proceso en el que los gránulos se calientan hasta que se funden y luego se inyectan en un molde. Este método se utiliza ampliamente para fabricar productos como accesorios, dispositivos médicos y bienes de consumo.

• Pasos: Los gránulos se introducen en la tolva de una máquina de moldeo por inyección, se funden y se inyectan en una cavidad del molde. Luego, el molde se enfría y se expulsa el producto terminado.

2. Moldeo por extrusión

La extrusión es otro método común para procesar gránulos de PVC. Se utiliza para producir formas continuas, como tuberías, perfiles, cables y láminas.

• Pasos: Los gránulos de PVC se introducen en una extrusora, donde se funden y se hacen pasar a través de una matriz para formar la forma deseada. Luego, el producto extruido se enfría y se corta a la longitud requerida.

3. Moldeo por soplado

El moldeo por soplado se utiliza para producir objetos huecos, como botellas y contenedores, a partir de gránulos de PVC.

• Pasos: los gránulos se funden en una extrusora y el material fundido se extruye en un tubo (llamado preforma). Luego, la preforma se sujeta en un molde y se sopla aire en el tubo, expandiéndolo para que encaje en la cavidad del molde. Una vez enfriado, el producto se expulsa del molde.

Vida útil de los gránulos de PVC

La vida útil de los productos fabricados con gránulos de PVC puede variar ampliamente según su aplicación y exposición a factores ambientales.

• Aplicaciones en interiores: En el caso de productos que se utilizan en interiores, como tuberías, accesorios y perfiles, el PVC puede durar décadas sin degradarse significativamente. Estos productos pueden tener una vida útil de 50 años o más, según el mantenimiento que reciban y las condiciones en las que se utilicen.

• Aplicaciones en exteriores: Los productos de PVC expuestos a entornos exteriores, como marcos de ventanas, cables y tuberías exteriores, generalmente son resistentes a los rayos UV, pero pueden degradarse con el tiempo si no se estabilizan 

• Adecuadamente: Con estabilizadores UV y revestimientos protectores, los productos de PVC para exteriores pueden durar entre 20 y 40 años.

• Aplicaciones de alta exposición: En condiciones más extremas, como aplicaciones que implican exposición a productos químicos o temperaturas extremas, la vida útil de los productos de PVC puede ser más corta. Sin embargo, cuando se formulan correctamente con estabilizadores y aditivos apropiados, los productos de PVC pueden ofrecer entre 10 y 20 años de servicio confiable.

Conclusión

El proceso de fabricación de gránulos de PVC implica varias etapas clave, desde la composición y la extrusión hasta la granulación y el envasado. Cada paso es crucial para garantizar que el producto final cumpla con los requisitos específicos de la aplicación prevista, ya sea para productos rígidos o flexibles.

Los gránulos de PVC son un material increíblemente versátil que se puede utilizar en diversas industrias, incluidas la construcción, la automoción, la medicina y los bienes de consumo. Al ajustar la formulación, los fabricantes pueden crear gránulos optimizados para usos específicos, ya sea que requieran flexibilidad, dureza o resistencia a factores ambientales.

Comprender las proporciones de la formulación y los pasos detallados involucrados en la producción de gránulos de PVC es esencial para cualquier persona en la industria del plástico. Con un manejo adecuado, los gránulos de PVC se pueden transformar en productos duraderos y de larga duración que satisfacen las necesidades de una amplia gama de aplicaciones.