pvc配方设计

pvc配方 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 一 改 性 剂 聚氯乙烯的耐化学性很好，但是聚氯乙烯组成物则容易被四氢呋喃，低分子量的酮和酯以及氯代烃侵蚀，增加增塑剂的溶度明显降低软聚氯乙烯耐化学性能。 1. 聚酯和脂肪族二元酸改性冲突 2. 磷酸酯的热/光稳定性格外不好，增亮剂是PVC稳定性变坏，增塑剂越多，耐候性越好。 3. PVC亮面胶加0.3微晶蜡和0.3石油树脂 4. S-75 弹弓料 冷跌落料 物性高 全用UN-615 5. S-70 雾面料 半雾料 SRPVC 耐磨耐油防水掉重等料 6. 含60-70%的氯化石蜡代替50%DOP可以自息 磷酸酯25%代替DOP 可以自息 7. 软聚氯乙烯的体积电阻系数在25?降到0.2-0.3X108百万欧姆-厘米 增塑剂的本身纯度不是对提供优良电性能方面不是主要因素，而任何原料中可能带的离子型杂质(包括增塑剂)却能降低电性能。 8. 增塑剂越多，越容易被任一污染试剂污染，》35份时 9. 加ACR 5份 伸长率成185升到270 PVC改性 1. 加工助剂: 丙烯酸 可以在很宽的剪切速率范围内得到平滑，光泽的挤出物。融化时间短 2. 热扭变改性剂:某些丙烯酸还可以起到改善聚氯乙烯负荷绕变温度改性剂(DTUL) 随溶度直线上升 3. 冲击改性剂 和丙烯酸不同 冲击改性剂在聚氯乙烯只有有限的相容性通常是橡胶状的聚合物 混合时要最后冷却到100?一下才可以加 冲击改性的应力发白 有的会 有得不会 透明性 一 可以加适量%3左右 溶于PVC 并且具有不聚氯乙烯低的折射率 一MBS甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯聚合物 某种程度也起到加工助剂作用 低温性好 对PVC的耐气渗损害小 透明性好 耐候性差 二ABS 他挤出过程中需要的温度一般比为改性的PVC略高 制品更加光滑和紧密 ABS主要是改善热强度和压花持久性而不是改善其冲击强度 如用在汽车的防震垫片(ABS可高至50%，ABS起到改善加工性能和热强度的作用，PVC则提高冷撕裂强度和耐磨性) ABS耐化学性好 三CPE 大于40%氯表现出自息性 25-40%氯的聚合物是聚氯乙烯的最佳冲击改性剂，低于25%氯时相容性不好 高于48%氯有良好的相容性 能起到增塑剂的作用 含氯量成25%增加到36%时会改善CPE的冲击强度 但会引起某些加工性能的损失 当42%氯的CPE 冲击强度会有些下降，单透明性却更好。 大多数的硬质PVC是咦36%氯的CPE 如陶氏的CPE702P 他的加工性、分散性和冲击强度有一个很好的综合 极好的耐老化性 四 丙烯酸 高冲击强度 高热强度和热伸长率的作用 低离模膨胀和在室外耐候性好 其他改性剂 1. 乙烯共聚物eg EVA VA》30% 冲击强度增加20倍 可以从0.8提高到20磅平方英寸 2. 丁基橡胶和氯丁橡胶 0.8提高到11磅平方英寸 3. 丁二烯共聚物eg 丁腈橡胶 很重要的用途是改善冲击改性软PVC片材的真空成型特性(防止过度变薄) 挤出成型 方面 1.管材 单螺杆挤出设备做好用1-3%的高分子量的丙烯酸来改善挤出速率。热熔胶强度，特别是表面特性 双螺杆选用CPE3份 未改性的PVC大多数有压力的情况下应用时韧性会有一些问题 考虑到冲击改性剂的陈本 可以用溶度为2-3%的微粒颗粒尺寸和经硬脂酸盐处理过的CCR是合宜的 电线导管是冲击改性剂的主要消费者3-10份 污水管 排水管，废料管，排气管，输气管等使用1-3份改性剂 借以避免现场 安装前破坏 2.实体型材和片材 a高度复杂的型材最好用粒料而不用粉料 以取代能在较低的熔体温度下加工的优点 这种条件下 挤出物显示出小的离模膨胀，优良的熔体完整性和强度，冲击改性剂也应在上述加工过程中满足低离模膨胀和低的摩擦热特性的要求 如低橡胶含量的ABS 这一点具有最有效的作用 b简单形状的型材 直接用粉料挤出更加经济 丙烯酸加工助剂是受欢迎的 典型冲击改性剂应具有的高冲击强度 高效率，还应有提高热强度和热伸长率的作用 CPE改性的PVC出现很差的撕裂强度 即热熔体伸长率差 因此CPE的实用较窄 c作为壁板和外壁用型材改性剂为了保持色彩上网需要 避免使用不饱和的橡胶改性剂 丙烯酸和CPE控制了市场 EVA具有潜力 单橡胶颗粒状严重限制了它们的用途 d微孔型材 ABS MBS CPE 丙烯酸都被工业上采用 e吹塑成型(透明吹塑容器) MBS占优势 对改性剂考虑的是高冲击强度和高效率，透明性好，颜色分散性好和颜色稳定性好，无色变，表面光泽好，等在食品要求无气味和香味 f MBS 和ABS都可以提供足够的韧性和流动特性为这些非管件市场服务 4. 软料 A半硬质聚氯乙烯10-20%增塑剂 抗张模量处于25000-250000磅平方英寸 ABS压花持久性和热成型的可能性 CPE 阻燃和耐气候性 丁腈橡胶 耐油和热熔体强度 B 软聚氯乙烯 本身已具备柔性以保证室温下的韧性 橡胶改性剂起的作用极微，虽然增塑剂改善加工时的柔性和伸长率特性，但却有损于热熔体强度 这些添加物还会造成挥发性问题，同时增加了燃烧性，具有增塑性质的丁腈橡胶和高氯含量的CPE(48%)可有效降低增塑剂的用量并且附带解决了挥发性问题，此外CPE还改善阻燃性 丁腈橡胶则能提高低温性 而热熔体强度可以由SAN ABS或丁腈橡胶来完成 润 滑 剂 1.外滑减少塑料熔体对金属表面的亲和力，通过外部滑动减小所加剪切力的效能，外滑用量过多会造成物料滑动和机器打滑赛转等 控制螺杆温度的办法只在 一定的限度内有效果，由于外滑的相容性，用量过多会造成沉析贴层问题，不紧析出在金属表面沉积，而且还会带出其他组分，致使无聊上出现斑纹和烧伤的痕迹 2.钙皂其润滑剂在PVC的作用是对粒子识别特种造成较大的阻力，借以对粒子的流动作出贡献 3.内滑剂用来减少熔体粘度并且减少摩擦生热量的润滑剂，可以看作假增塑剂，在增塑的的聚氯乙烯中，内滑剂的作用相对来说相当的小，因为通常的增塑剂以降低熔体的粘度 4.硬脂酸由于链长较大，极性和相容性较小，起润滑性较月桂酸为大 5.润滑分散不良，挤出时常出现过度润滑的效果，混合润滑的效果比单独使用的流动性大 硬脂酸在50-70?之间 6.硬脂酸钙熔点在145-175之间 7.我们必须认识到，润滑剂的相容性是会改变的，这将依赖塑料中的其他组分，加工过程中所经受的温度和压力条件以及润滑挤用量的多少，相容性还依赖于控制分散程度的因素(熔点，干混程序和条件) 8.金属皂通常划分为内滑剂，如硬脂酸钙 其他金属皂类的润滑剂可能降低这些硬脂酸金属皂的熔点，在增塑的PVC中硬质酸金属皂的相容性很低，是起外滑作用 烃属蜡和聚乙烯蜡，由于相容性很低 归为外滑剂，当硬质PVC加有冲击改性剂时，因为烃属蜡和聚乙烯蜡在ABS和MBS以及丙烯酸中具有较大的相容性，在这种改性的PVC中，可能起内滑剂的作用 选择润滑剂的基本原则是设法得到控制的融化速率 润滑剂对性能的影响 1.润滑剂在加工时降低料温，对热稳定性有好处 2.润滑剂有较低的相容性 可使PVC有滑动和抗粘连性能，另一方面 润滑剂过分渗出会引起层合，热熔封，压纹和印刷困难 3.润滑剂的极性和离子性越强则电性能越差，而且温度越高，差别变的越大 软PVC润滑剂的选择 1.在辊筒机混炼操作中和压延中，润滑剂使物料做有效的混合，而且能防止粘棍，保证薄膜和片材表2.面光泽度 在搪塑和旋转模塑中，为使脱模顺利，可能需要加外滑， 3.在涂料中，需要最大粘合力，显然必须避免使用润滑剂 4.在软PVC中 外滑剂的用量一般在0.25-1.5份范围内吗，为了使高分量极分充分融化，可能需要高于常规的加工温度，在这样的加工温度下 为了使低分子量极分不发粘，需要正常用量为多的润滑剂，但是超量的润滑剂又会推迟高分子级分的融化， 5.辅助增塑剂的相容性有限，可赋予PVC很强的润滑性，要对外滑剂的量加以调整，虽然辅助增塑剂的润滑性比较明显，但主增塑剂也能起到相似的作用。 6.稳定剂有润滑性，必须用量的稳定剂往往会产生过度润滑作用，鉴于这种情况，稳定剂的生产厂家装而设计生产润滑性较弱的通用型稳定剂的趋势增强 7.表面无覆盖层的填料，特别是粒度较小的填料，可能需要使用超量的润滑剂因为这类填料能吸收硬脂酸等润滑剂，表面覆盖有硬脂酸钙和脂肪酸的填料可能不要求改变润滑剂的用量，或只是稍微减少润滑剂的用量 第一，当使用覆盖层的CCR时，填料干扰了润滑剂的正常行为，料筒后部温度低，挤出量低，机头压力低 第二 使用无表面覆盖层的CCR时，挤出量高，机头压力高，再加上挤出物物质良好，必须说明加入某些填料对高速挤出成型是有利的25?CCR所引起的温度只有5? 加入1%的炭黑引起的物料升高是十分惊人的，螺杆转速80转/分时升温39? 硬PVC润滑剂的选择 1.粒状料由于一部分完全融化过，融化问题交粉状为小，相应的允许使用的外滑剂用量就较大 在拟定硬PVC干粉料的配方时 为了得到最佳融化特性，外滑的类型和用量是至关重要的，混合操作程序也是同等重要的，分散程度影响润滑效果，看来润滑剂 宜在高强度混合操作早期加入，然而对操作程序起支配作用的则是相容性低的外滑剂覆盖在树脂粒子表面以后所产生的影响。即推迟粒子在融 化过程的相互聚结，根据这一论点，润滑剂通常在干法混合后期加入。有助于溶化的内化应在早期加入 2.挤出加工成型是随挤出机的类型，螺杆的结构(是单螺杆还是多螺杆)以及口模结构决定的，硬PVC加工要得到质量好而生产效率又高的原料。乍看要得到高挤出速率应先取决于快速融化和低熔点粘度，则意味着使用最小量的外滑和最大量的内滑剂，不过，物料融化太快，物料在螺杆前的前阶段就融化成熔体，动力的需要量就要变的过大，进一步看，由于这种作法所造成的结果是熔体受到的有效剪切力时间加长，这必然出现料温升高随之而来的稳定性问题 单螺杆有高剪切和低剪切俩种设计， a. 当使用低剪切螺杆时，特别是具有深螺杆喂料段的螺杆时，应避免使用过多的润滑剂，以免阻碍稳定剂，冲击改性剂以及其他组分的分散和熔体均化 b. 多螺杆的挤出温度较低，所施加的有效剪切力较大，对滑剂选择不是严格 c. 导管和管材口模要求比片材和异型材为低，PVC在片材和异型材流动复杂，摩擦热多，剪切降解较严重，润滑剂要加大，已得到较低的粘度，由于这种问题，经常使用分子量较低的树脂 d. 压缩模具的硬PVC，主要用途是制造唱片，他的机械性和热性能要求不高，所以采用低分子的PVC均聚物和醋酸乙烯含量高的氯乙烯共聚物这类聚合物有相当低的熔体粘度，不必另行加润滑剂，加金属皂累稳定剂即可，这种稳定剂的相容性很重要，不足会在唱片表面蜡斑 e. 高分量的PVC树脂，融化的慢，粘度高，需要较少的外滑和较多的内滑，本体聚合树脂较悬浮聚合易融化，由于表观润滑性的变化与树脂的融化速率和融化程度的变化是相反的，对于融化较快，熔体粘度较低的低分子量树脂或共聚物，也可以将温度降低以得到受控制的融化速率，而不必对润滑调节 661 PVC配方设计概要 技术 2006-03-29 纯的聚氯乙烯(PVC)树脂属于一类强极性聚合物，其分子间作用力较大，从而导致了PVC软化温度和熔融温度较高，一般需要160~210?才能加工。另外PVC分子内含有的取代氯基容易导致PVC树脂脱氯化氢反应，从而引起PVC的降解反应，所以PVC对热极不稳定，温度升高会大大促进PVC脱HCL反应，纯PVC在120?时就开始脱HCL反应，从而导致了PVC降解。鉴于上述两个方面的缺陷， PVC在加工中需要加入助剂，以便能够制得各种满足人们需要的软、硬、透明、电绝缘良好、发泡等制品。在选择助剂的品种和用量时，必须全面考虑各方面的因素，如物理—化学性能、流动性能、成型性能，最终确立理想的配方。另外，根据不同的用途和加工途径，我们也需要对树脂的型号做出选择。不同型号的PVC树脂和各种助剂的配搭组合方式，就是我们常说的PVC配方设计了。那具体怎样进行具体的配方设计呢,下面将通过对各原辅料的选择加以阐述的方式加以说明，希望能对大家有所裨益。 一、 树脂的选择 工业上常用粘度或K值表示平均分子量(或平均聚合度)。树脂的分子量和制品的物理机械性能有关。分子量越高，制品的拉伸强度、冲击强度、弹性模量越高，但树脂熔体的流动性与可塑性下降。同时，合成工艺不同，导致了树脂的形态也有差异，我们常见的是悬浮法生产的疏松型树脂，俗称SG树脂，其组织疏松，表面形状不规则，断面输送多孔呈网状。因此，SG型树脂吸收增塑剂快，塑化速度快。悬浮法树脂的主要用途见下表。乳液法树脂宜作PVC糊，生产人造革。 悬浮法PVC树脂型号及主要用途 型号 级别 主要用途 SG1 一级A 高级电绝缘材料 SG2 一级A 电绝缘材料、薄膜 一级B、二级 一般软制品 SG3 一级A 电绝缘材料、农用薄膜、人造革表面膜 一级B、二级 全塑凉鞋 SG4 一级A 工业和民用薄膜 一级B、二级 软管、人造革、高强度管材 SG5 一级A 透明制品 一级B、二级 硬管、硬片、单丝、导管、型材 SG6 一级A 唱片、透明片 一级B、二级 硬板、焊条、纤维 SGG7 一级A 瓶子、透明片 一级B、二级 硬质注塑管件、过氯乙烯树脂 二、增塑剂体系 增塑剂的加入，可以降低PVC分子链间的作用力，使PVC塑料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低，增塑剂可提高树脂的可塑性，使制品柔软、耐低温性能好。 增塑剂在10份以下时对机械强度的影响不明显，当加5份左右的增塑剂时，机械强度反而最高，是所谓反增塑现象。一般认为，反增塑现象是加入少量增塑剂后，大分子链活动能力增大，使分子有序化产生微晶的效应。加少量的增塑剂的硬制品，其冲击强度反而比没有加时小，但加大到一定剂量后，其冲击强度就随用量的增大而增大，满足普适规律了。此外， 增加增塑剂，制品的耐热性和耐腐蚀性均有下降，每增加一份增塑剂，马丁耐热下降2~3。因此，一般硬制品不加增塑剂或少加增塑剂。有时为了提高加工流动性才加入几份增塑剂。 而软制品则需要加入大量的增塑剂，增塑剂量越大，制品就越柔软。 增塑剂的种类有邻苯二甲酸酯类、直链酯类、环氧类、磷酸酯类等，就其综合性能看，DOP是一个较好的品种，可用于各种PVC制品配方中，直链酯类如DOS属耐寒增塑剂，长用于农膜中，它与PVC相容性不好，一般以不超过8份为宜，环氧类增塑剂除耐寒性好以外，还具有耐热、耐光性，尤其与金属皂类稳定剂并用时有协同效应，环氧增塑剂一般用量为3~5份。电线、电缆制品需具有阻燃性，且应选用电性能相对优良的增塑剂。PVC本身具有阻燃性，但经增塑后的软制品大多易燃，为使软PVC制品具有阻燃性，应加入阻燃增塑剂如磷酸酯及氯化石蜡，这两类增塑剂的电性能也较其他增塑剂优良，但随增塑剂用量增加，电性能总体呈下降趋势。对用于无毒用途的PVC制品，应采用无毒增塑剂如环氧大豆油等。至于增塑剂总量，应根据对制品的柔软程度要求及用途、工艺及使用环境不同而不同。一般压延工艺生产PVC薄膜，增塑剂总用量在50份左右。吹塑薄膜略低些，一般在45~50份。 三、稳定剂体系 PVC在高温下加工，极易放出HCL，形成不稳定的聚烯结构。同时，HCL具有自催化作用，会使PVC进一步降解。另外，如果有氧存在或有铁、铝、锌、锡、铜和镉等离子存在，都会对PVC降解起催化作用，加速其老化。因此塑料将出现各种不良现象，如变色、变形、龟裂、机械强度下降、电绝缘性能下降、发脆等。为了解决这些问题，配方中必须加入稳定剂，尤其热稳定剂更是必不可少。PVC用的稳定剂包括热稳定剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和螯合剂。配方设计时根据制品使用要求和加工工艺要求选用不同品种，不同数量的稳定剂。 (一)热稳定剂 热稳定剂必须能够捕捉PVC树脂放出的具有自催化作用的HCL，或是能够与PVC树脂产生的不稳定聚烯结构起加成反映，以阻止或减轻PVC树脂的分解。一般在配方中选用的热稳定剂的特点、功能与制品的要求来考虑。例如: 铅盐稳定剂主要用在硬制品中。铅盐类稳定剂具有热稳定剂好、电性能优异，价廉等特点。但是其毒性较大，易污染制品，只能生产不透明制品。近年来复合稳定剂大量出现，单组分的稳定剂已有被取代的危险。复合稳定剂的特点是专用性强，污染小，加工企业配料简便等优点。但由于无统一的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，所以各家的复合稳定剂差异很大。 钡镉类稳定剂是性能较好的一类热稳定剂。在PVC农膜中使用较广。通常是钡镉锌和有机亚磷酸酯及抗氧剂并用。 钙锌类稳定剂可作为无毒稳定剂，用在食品包装与医疗器械、药品包装，但其稳定性相对教低，钙类稳定剂用量大时透明度差，易喷霜。钙锌类稳定剂一般多用多元醇和抗氧剂来提高其性能，最近已经国内已经有用于硬质管材的钙锌复合稳定剂出现。深圳市森德利塑料助剂有限公司成功开发出CZX系列无毒钙锌稳定剂，能够满足硬质管材及管件的生产，并在联塑等管材生产厂家批量使用。 有机锡类热稳定剂性能较好，是用于PVC硬制品与透明制品的较好品种，尤其辛基锡几乎成为无毒包装制品不可缺少的稳定剂，但其价格较贵。 环氧类稳定剂通常作为辅助稳定剂。这类稳定剂与钡镉钙锌类稳定剂并用时能提高光与热的稳定性，其缺点是易渗出。作辅助稳定剂的还有多元醇，有机亚磷酸酯类能。 近年来还出现了稀土类稳定剂和水滑石系稳定剂，稀土类稳定剂主要特点是加工性能优良，而水滑石则是无毒稳定剂。 (二)抗氧剂 PVC制品在加工使用过程中，因受热、紫外线的作用发生氧化，其氧化降解与产生游离基有关。主抗氧剂是链断裂终止剂或称游离基消除剂。其主要作用是与游离基结合，形成稳定的化合物，使连锁反应终止，PVC用主抗氧剂一般是双酚A。还有辅助抗氧剂或过氧化氢分解剂，PVC辅助抗氧剂为亚磷酸三苯酯与亚磷酸苯二异辛酯。主辅抗氧剂并用 可发挥协同作用。 (三)紫外线吸收剂 在户外使用的PVC制品，因受到它敏感波长范围的紫外线照射，PVC分子成激发态，或其化学键被破坏，引起游离基链式反应，促使PVC降解与老化。为了提高抗紫外线的能力，常加入紫外线吸收剂。PVC常用的紫外线吸收剂有三嗪-5、UV-9、UV-326、TBS、BAD、OBS。三嗪-5效果最好，但因呈黄色使薄膜略带黄色，加入少量酞菁蓝可以改善。在PVC农膜中常用UV-9，一般用量0.2~0.5份。属水杨酸类的TBS、BAD与OBS作用温和，与抗氧剂配合使用，会得到很好的耐老化效果。对于非透明制品，一般通过添加遮光的金红石型钛白粉来改善耐候性，这时如果再添加紫外线吸收剂，则需要很大用量，不十分合算。 (四)螯合剂 在PVC塑料稳定体系中，常加入的亚磷酸酯类不仅是辅助抗氧剂，而且也起螯合剂的作用。它能与促使PVC脱HCL的有害金属离子生成金属络和物。常用的亚磷酸酯类有亚磷酸三苯酯、亚磷酸苯二异辛酯与亚磷酸二苯辛酯。在PVC农膜中，一般用量为0.5~1份，单独用时初期易着色，热稳定性也不好，一般与金属皂类并用 四、润滑剂 润滑剂的作用在于减少聚合物和设备之间的摩擦力，以及聚合物分子链之间的内摩擦。前者称为外润滑作用，后者称为内润滑作用。具有外润滑作用的如硅油、石蜡等，具有内润滑作用的如单甘酯，硬脂醇及酯类等。至于金属皂类，则二者兼有。另外需要说明的是，内外润滑的说法只是我们的一种习惯称谓，并没有明显的界限，有些润滑剂在不同的条件起不同的作用，如硬脂酸，在低温或少量的时候，能起内润滑作用，但当温度升高或用量增加时，它的外润滑作用就逐渐占优势了，还有一个特例是硬脂酸钙，它单独使用时作外润滑剂，但当它和硬铅及石蜡等并用时就成了促进塑化的内润滑剂了。 在硬质PVC塑料中，润滑剂过量会导致强度降低，也影响工艺操作。对于注射制品会产生脱皮现象，尤其是在浇口附近会产生剥层现象。对注射制品，硬脂酸和石蜡总用量一般为0.5~1份:挤出制品一般不超过1份。 在软制品配方中，润滑剂用量太多，会起霜并影响制品的强度及高频焊接和印刷性。而润滑剂太少则会粘辊，对吹塑薄膜而言，润滑剂太少会粘住口模，易使塑料在模内焦化。同时，为了改善吹膜的发粘现象，宜加入少量的内润滑剂单甘酯。生产PVC软制品时，润滑剂加入量一般小于1份。 五、填充料 在PVC中加入某些无机填料作为增量剂，以降低成本，同时提高某些物理机械性能(如硬度、热变形温度、尺寸稳定性与降低收缩率)，增加电绝缘性和耐燃性。近年来，将无机填料纳米化，并将它运用到塑料中成为改性剂一直是研究热点，并已经有了部分研究成果如纳米碳酸钙增韧增强PVC，这其中要解决的重要问题就是如何将纳米产品均匀分散于塑料中。 在硬质挤压成型过程中，PVC制品一般的填料为碳酸钙和硫酸钡。对注塑制品，要求有较好的流动性和韧性，一般宜用钛白粉和碳酸钙。硬质制品的填料量在10份以内对制品的性能影响不大，近年来大家为了降低成本，使劲添加填料，这对制品的性能是不利的。 在软制品方面，加入适量的填料，会使薄膜具有手感很好的弹性，光面干燥而不显光亮，并有耐热压性高和永久形变小等优点。在软制品配方常用到滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、钛白粉与陶土等填料。其中滑石粉对透明性影响较小。生产薄膜是，填料用量可达3份，多了影响性能。同时要注意填料细度，否则易形成僵块，使塑料断裂。在普通附层级电缆中主要添加碳酸钙;绝缘级电缆附层中加入煅烧陶土，可以提高塑料耐热性和电绝缘性。此外，三氧化二锑也可作为填料加入软制品中，以提高制品耐燃性。 特别提出，目前普遍钙锌稳定剂对高填充的碳酸钙会出现不同的颜色反应，主要为发红， 这往往不是钙锌稳定剂稳定性不够，而应该是碳酸钙中某种杂质的影响。建议选材时，尽量选用白度好的，未加活性成分的超微细轻质碳酸钙粉作填料，则可以减轻不良反应。 六、着色剂 用于PVC塑料的着色剂主要是有机颜料和无机颜料。PVC塑料对颜料的要求较高，如耐加工时高温，不受HCL影响，加工中无迁移，耐光等。常用的有:(一)红色主要是可溶性偶氮颜料、镉红无机颜料、氧化铁红颜料、酞菁红等;(二)黄色主要有铬黄、镉黄和荧光黄等;(三)兰色主要有酞菁蓝(四)绿色主要为酞菁绿;(五)白色主要用钛白粉;(六)紫色主要是塑料紫RL;(七)黑色主要是碳黑。另外，荧光增白剂用于增白，金粉、银粉用于彩色印花，珠光粉使塑料具有珍珠般散光。 七、发泡剂 PVC用的发泡剂主要是ADC发泡剂和偶氮二异丁腈及无机发泡剂。另外，铅盐和镉盐也有助发泡作用，可使AC发泡剂的分解温度降到150~180?左右。发泡剂的用量根据发泡倍率而定。 八、阻燃剂 用于建材、电气、汽车、飞机的塑料，均要求有阻燃性。一般含卤素、锑、硼、磷、氮等化合物均有阻燃作用，可作阻燃剂。 硬质PVC塑料由于含氯量高，本身具有阻燃性，对于PVC电缆、装饰墙壁及塑料帏布掺入阻燃剂，可增加其耐火焰性。常用氯化石蜡、三氧化二锑(2~5份)、磷酸酯等阻燃剂。磷酸酯类和含氯增塑剂也有阻燃性。 PVC热稳定剂现状浅析 技术 2006-03-29 热稳定剂在PVC加工过程中必须能够捕捉PVC树脂放出的具有自催化作用的HCL，或是能够与PVC树脂产生的不稳定聚烯结构起加成反映，以阻止或减轻PVC树脂的分解。 一般在配方中选用的热稳定剂的特点、功能与制品的要求来考虑。例如: 铅盐稳定剂主要用在硬制品中。铅盐类稳定剂具有热稳定剂好、电性能优异，价廉等特点。但是其毒性较大，易污染制品，只能生产不透明制品。近年来复合稳定剂大量出现，单组分的稳定剂已有被取代的危险。复合稳定剂的特点是专用性强，污染小，加工企业配料简便等优点。但由于无统一的标准，所以各家的复合稳定剂差异很大。 钡镉类稳定剂是性能较好的一类热稳定剂。在PVC农膜中使用较广。通常是钡镉锌和有机亚磷酸酯及抗氧剂并用。 有机锡类热稳定剂性能较好，是用于PVC硬制品与透明制品的较好品种，尤其辛基锡几乎成为无毒包装制品不可缺少的稳定剂，但其价格较贵。 环氧类稳定剂通常作为辅助稳定剂。这类稳定剂与钡镉钙锌类稳定剂并用时能提高光与热的稳定性，其缺点是易渗出。作辅助稳定剂的还有多元醇，有机亚磷酸酯类能。 钙锌类稳定剂可作为无毒稳定剂，用在食品包装与医疗器械、药品包装，但传统意义上的钙锌稳定剂，即钙皂锌皂复配的稳定剂其稳定性相对较差，而且钙皂用量大时透明度差，易喷霜。近年来，国产钙锌稳定剂的稳定性已有很大的提高，如深圳市森德利塑料助剂有限公司研发的具有自主知识产权的CZX系列钙锌稳定剂，其CZX-683(电线电缆专用)用量3份200?刚果红时间已经能达到60分钟以上，其CZX-118也已经在国内大型管材厂联塑科技有限公司批量用于硬质管材的生产。随着欧盟对电子电机设备中危害物质禁用指令(Restriction of Hazardous Substances, 简称ROHS) 2006年7月1日生效，无毒环保的钙锌稳定剂将会被越来越多的PVC制品企业所使用。 就目前现状来看，完全杜绝铅系稳定剂还需要时间，需要社会各界的支持和法律法 规的约束，但随着人们日益对自已的居住和生活环境的关心，环境问题已经成为全社会关注的一个焦点，在这种形势下，世界各国、团体、企业乃至个人，都在积极寻找环境保护的方法，相信在不远的将来，非铅稳定剂和无重金属稳定剂的广泛应用一定会实现。当对这些产品的需求和使用量增加时，其成本也将会进一步降低，从而成为为大部分PVC制品企业所提供的价廉物美的铅稳定剂替代物。 ,,,异型材生产工艺配方设计研究 1 ,,,异型材生产原料的选择 1.1 ,,,树脂 异型材通常选用平均聚合度1000(,值为62,65)左右的疏松型悬浮法,,,树脂。因为随着,,,分子质量的增大,分子链间范德华力或缠绕程度相应增加,制品的物理力学强度增加,耐低温和耐热性、耐光性和抗老化性能也相应增强。但聚合度越大,成型加工温度越高,加工流动性越差,成型加工越困难。 通常,异型材用,,,原料以选用分子质量分布窄的为好,这样加工性能和制品性能都较均一,有利于控制加工条件和制品质量。低分子质量会降低产品热稳定性、老化性能、力学性能等;但高分子质量会使加工时不易均匀塑化,造成制品内在和外在质量的下降,严重时会出现颗粒或“鱼眼”。,,,树脂的塑化时间也是一项重要的选择指标。一般对于聚合度一定的,,,,其塑化时间越短越好。塑化时间长,热稳定剂用量需增加,润滑剂匹配难度加大,加工条件苛刻,制品质量难以控制,生产成本提高。 在生产,,,异型材白色门窗时,,,,老化性能也是一项特别重要的指标。其中白度作为一项指标,最低要求大于74%,但是,不等于说白度越高,加工后外观质量一定就好,这要求厂家选择原料时特别注意。同时,不同批次的,,,原料不可混用,以免引起异型材产生色差,影响质量。 1.2 热稳定剂 目前铅盐热稳定剂是国内,,,异型材应用最广的品种。三盐(,,,)热稳定性最好,二盐(,,)热稳定性不及三盐,但耐候性好于三盐,这两种盐合用时二盐用量约为三盐的50%。二盐基硬脂酸铅(,,,)和硬脂酸铅(,,,,2)的热稳定性稍差,但具润滑性,这两种盐常与三盐和二盐并用,用量为0.5,1.5份。铅盐最大的缺点是有毒,且易变色。 金属皂类热稳定剂的效果不及铅盐,但有润滑性。一般金属皂类热稳定剂不单独使用,常为不同金属皂并用或与铅盐及有机锡并用。依功能和机理将其分为主、辅两类。主金属皂以,,、,,为主,辅金属皂以,,、,,为主。主、辅配合使用,有协同效应。金属皂特点如下: (1),,,,2:无毒透明,易引起“锌烧”,常与,,、,,皂并用。 (2),,,,2:是重要的透明稳定剂品种,毒性大,不耐硫化污染,常与,,皂并用。 (3),,,,2:热稳定性好,可兼作润滑剂,易析出透明性差,有毒,硫化污染严重,常与,,、,,皂并用。 (4),,,,2:加工性好,无硫化污染,无毒,常与,,皂并用。 (5),,,,2:抗硫化污染,透明,常与,,、,,皂并用。有机锡热稳定性超群,透明性 好,大多无毒。但价格太高,且大多无润滑性,目前国内,,,异型材生产中很少采用。 稀土稳定剂是我国新近开发出的新型热稳定剂。稀土稳定剂可以是稀土的氧化物、氢氧化物及稀土有机弱酸盐等。其中以稀土氢氧化物效果最好,而在稀土有机酸中水杨酸稀土要好于硬脂酸稀土。稀土稳定剂热稳定性与有机锡相当,好于铅盐及金属皂类,是铅盐的3倍、,,/,,复合稳定剂的4倍。它具有无毒、性能高、透明性好、储存稳定、耐候性好等优点。稀土稳定剂无润滑作用,产品中一般加有润滑剂,这在使用时应特别注意。目前,国内生产的大多数稀土稳定剂出于对成本的考虑,一般在稀土稳定剂中加有铅稳定剂或金属钙、锌皂的配混有机复合物。 有机辅助稳定剂主要包括亚磷酸酯类、环氧化合物类、多元醇类、β-二酮类等,它们与主稳定剂并用,产生协同效应。在异型材配方中一般加入少量抗氧剂和抗紫外光助剂,不仅能增强热稳定效果,还能增强耐候等性能。 1.3 润滑剂 在配方中,一般应选择内、外润滑剂并用,润滑剂的用量随加工工艺不同而异。挤出内润滑剂用量一般为0.5,1.0份,外润滑剂用量为0.2,0.4份。,,,常用润滑剂品种有:液体石蜡、固体石蜡、微晶石蜡、高熔点石蜡、聚乙烯蜡、酯蜡、硬脂酸、硬脂酸皂盐、二硬脂酸镁、二盐基硬脂酸铅、脂肪酸酰胺、硬脂酸丁酯、单硬脂酸丁酯、硬脂醇及季戊四醇等。异型材配方中推荐选用聚乙烯蜡(相对分子质量5000,8000为宜)、,,蜡、硬脂酸及硬脂酸皂盐等。聚乙烯蜡应少于0.5份,金属皂类加入量可参考如下:,,,,2,0.2,1.0份;,,,,2,0.2,1.5份;,,,,2,0.15份;,,,,2,0.2,1.0份;,,,,0.5份;,,蜡,0.1,0.3份。 在不同温度下,内、外润滑剂的作用会发生变化。以,,,为例,加工温度低时,其与,,,相容性差,主要起外润滑作用;但温度升高,其与,,,相容性增强,内润滑作用增大。因此,异型材配方设计要根据工艺调整。表1列出了几种常用润滑剂的效能。 ,,,挤出成型中加润滑剂的目的是降低体系的粘度,提高流动性及易于脱模。润滑剂一般以内润滑剂为主,主润滑剂一般以酯、蜡配合使用。稳定剂的润滑性大小如下:金属皂>液体复合金属皂类>铅盐>月桂酸锡>马来酸锡。国内稀土稳定剂中一般加有润滑剂。很多种复合稳定剂中已含有润滑剂。因此,对于热稳定剂有润滑作用的,在其配方中可相 应减少润滑剂的用量。 加工助剂大都兼有外润滑功能,可相应减少润滑剂的加入量,但配方中,,,,3等的增加,应相应地增加内、外润滑剂的加入量。总之,内润滑剂的主要目的是控制塑化速度,降低,,,热分解;外润滑剂则是降低口模阻力,提高制品光泽度。因此,润滑剂用量要尽可能适量,如过量会造成塑化度难以控制、表面析出,影响制品的内在和外在质量。 1.4 冲击改性剂 ,,,是高密度聚乙烯(,,,,)经氯化制得的无规氯化物。氯含量25%,40%的,,,与,,,半相容,其改性的,,,制品冲击强度相应提高,但加工流动性差;氯含量34%,37%的,,,的结晶度和玻璃化温度较低,具有良好的弹性及与,,,的相容性。因此,通常选用氯含量35%,36%的,,,作为,,,型材冲击改性剂。但是,,,,改性效率低,加工范围窄,生产中常不稳定,制品表面光泽差;离模膨胀及热缩率较高,,,,改性效果不及,,,,但,,,成本低,是国内目前异型材中应用最多的冲击改性剂。 ,,,类冲击改性剂是丙烯酸酯类共聚物。,,,与,,,相容性好,可在室温和低温下大大提高硬质,,,的冲击性能,并可降低加工粘度,使制品有优良的光洁度、优良的热稳定性和良好的刚性。但国内生产的,,,产品质量差,成本高,而进口的,,,价格高,所以尽管,,,冲击改性剂的优点远高于,,,,但在国内的应用不及,,,。 1.5 加工改性剂 异型材改性剂常用,,,,它可以明显改善树脂的熔体流动性、热变形性及制品表面光泽等特性。常用的加工改性剂有,,,-201和,,,-401、,-120,及,-125。,,,-201是甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸酯的接枝共聚物,是一种国产助剂,对硬质,,,有明显的促进塑化及改善流动性作用,与美国,-120,的加工性能接近(见表2)。 ,,,由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯及苯乙烯4种单体共聚而成,属于核-壳共聚物。,,,-401基本上与,,,-201性能相似,但效果更好,可提高塑化效果20%,从而减少添加量,降低成本,产品性能与美国,-125相似。 1.6 钛白粉(,,,2) 在,,,异型材中,,,,2作为白色颜料和抗紫外光材料,其型号及用量对产品影响很大。锐钛型,,,2不抗紫外光,一般不应用于,,,异型材的生产。氯化法金红石型,,,2由于粒度小,比普通金红石型,,,2(硫酸法)更易分散,型材光泽更好,可提高制品的耐候性和外观质量。高稳定,,,2与低稳定,,,2耐候性相差明显;同时,只有当稳定金红石型,,,2用量达到4%,8%时,才会显著影响其色泽稳定性,制品才能长期保持耐候性。 1.7 ,,,,3助剂 ,,,,3作为一种填料,具有增量和增强作用,特别是经过表面处理的,,,,3可进一步增加填充量,不仅降低制品成本,而且能改进复合体系的加工性和物理机械性能。在异型材中,,,,3的用量为4,6份。 2 配方设计及优化 2.1 配方设计 ,,,异型材的配方设计是一个复杂的工作,必须考虑到制品使用区域所应要求的各项性能指标,考虑加工设备、成型工艺、原料的性能、用量、配合及价格等因素。在配方设计时,原料的种类、生产厂家、批次及用量都会影响制品的性能。同时,成型设备及工艺的不同对配方影响很大,一种成型设备或工艺最优的配方对另一种成型设备或工艺根本不适用是完全可能的。 在配方设计时,首先考虑制品的质量要求,根据规律先确定成型设备及工艺,再确定原料配方,经优化配方和调整成型工艺,获得最优制品性能和最优效益。原料配方设计时,要注意原料性能匹配及可能的互补性,尽可能最大限度地发挥其间可能的协同作用,以最大限度降低成本和加工成型工艺的操作弹性,保证制品的性能。 在配方设计时,要考虑加工工艺变化时一些原料性能的变化,并及时作出调整,使成型时具有适宜的加工温度和流动性,制品性能满足市场需求。如,,,在加工温度上升或加工时间偏长时要保证不变色,需增加稳定剂的用量;选用稳定剂时,要从热稳定性能(包括在加工初期和加工中、后期的稳定作用)、毒性、价格等方面综合考虑。润滑剂用量要注意内、外润滑作用平衡;润滑剂之间的相互作用,如外润滑作用稍差的润滑剂与一种外润滑作用更强的润滑剂并用后,比单独使用一种外润滑剂时润滑作用都差,相容度较大的内润滑剂其内润滑作用亦较强,内润滑剂会加强外润滑剂的效果,内润滑剂的内润滑作用会增强外润滑效果;加入加工改性剂会使加工用润滑剂用量降低;部分稳定剂本身有润滑作用;其工艺条件会使润滑剂效能发生变化等。 同时,在设计配方时要注意互补性和助剂功能多样化。如二盐不及三盐热稳定性好,但二盐对紫外光有较强的吸收作用,而三盐则不具备,用二盐和三盐配合较好。又如,锐钛型和金红石型颜料,,,2都具有白色增强作用,但锐钛型不能抵抗紫外光,而金红石型则可以,故应选用金红石型,,,2作颜料。 2.2 配方优化 先根据要求用正交表设计出多种工艺配方进行流变性能研究,找出最优的几组配方及助剂对流变性能的影响因子。根据上述研究设计挤出机的加工温度(马鞍型变化,正交表),将挑选出的配方用于挤出异型材,分析异型材质量,优化温度设定。如差异(质量)仍不能在允许范围内,可微调配方,获得符合要求的值,指导工业生产。 2.3 配方评价 ,,,异型材门窗的配方评价应以,,8814-1998标准为主要指标,其检测指标见表3。 异型材光老化性能可用白度法快速测定。