MS221-09-pvc成型化合物
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PVC木塑配方组成一:PVC木塑的原材料组成及其性能。
PVC树脂加木纤维和无机物填充(木粉、碳酸钙)、润滑剂、稳定剂、发泡剂、发泡调节剂、色粉和其他相关助剂(增塑剂、增韧剂、偶联剂)等组成。
1,树脂国内用SG-7为主,SG-7树脂流动性好有利于发泡。
2,填充基本以木粉(一般用80-120目左右的木粉且用杨木粉较多),碳酸钙以轻质碳酸钙较多(1000-1200目左右)。
3,润滑剂一般用硬脂酸,石蜡,PE蜡、硬脂酸钙等搭配按所需比例来组成木塑润滑剂体系。
硬脂酸,石蜡价格便宜润滑性能好,其缺点是熔点太低(50多度),低熔点的润滑剂在赋予润滑性的同时也起到增塑剂的作用,这样影响产品的刚性,产品的维卡和热变形温度低使产品随温度升高极易变形,且极易析出影响生产。
PE蜡如果是新PE料来生产且是百分百纯的,熔点可达到80度以上是不会降低产品的维卡。
如果PE蜡生产商为了降低成本采用回收PE料且加一定比例的硬脂酸和石蜡这样就不是真正的PE蜡同样会影晌产品的使用性能。
4,稳定剂:用于PVC生产的稳定剂有复合铅盐稳定剂,有机锡,钙锌系稳定剂等国内一般用于木塑的稳定剂是复合铅盐稳定剂,它的优点是价格便宜,热稳定性能好。
缺点是有毒不环保。
但是复合铅盐稳定剂润滑剂所占比例基本在50%左右,如果其所添加的润滑剂全是低熔点的润滑剂也会影晌产品的使用性能。
昆山雅炀复合材料科技有限公司研发的环保稳定剂PA808由钙锌热稳定剂、抗氧剂和润滑剂等通过特殊工艺制成的多功能、多用途、高效率的PVC新型加工助剂,适用于环保型PVC制品和高填充制品的生产,是木塑制品的优良的热稳定剂和加工助剂。
具有:1、符合欧盟ROHS 指令、PAHS规定;2、在同等树脂的前提下可比有机锡和铅盐稳定剂适当增加填料的添加量。
3、初期着色性与有机锡差不多,有机锡不但有异味、且还会产生流变,PA808不但无异味更不会产生流变。
4、加工性能优于有机锡和铅盐稳定剂。
;5、由于PA808的密度与PVC树脂密度相当所以其分散性好于有机锡和铅盐稳定剂,更利于其在树脂中的分散;6、能提高制品表面光洁度;7、热稳定性和初期着色性好。
PVC配方的设计原理和各类配方的特点PVC 配方的设计原理和各类配方的特点2007-11-17 23:29 PVC 塑料型材配方主要由PVC 树脂和助剂组成的,其中助剂按功能又分为:热稳定剂,润滑,剂,加工改性剂,冲击改性剂,填充剂,耐老化剂,着色剂等.在设计PVC 配方之前, 首先应了解PVC 树脂和各种助剂的性能. 原料与助剂PVC 树脂生产PVC 塑料型材的树脂是聚氯乙烯树脂(PVC),聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成的聚合物,产量仅次于PE,居第二位. PVC 树脂由于聚合中的分散剂的不同可分为疏松型(XS)和紧密型(Ⅺ)两种. 疏松型粒径为0.1—0.2mm,表面不规则,多孔,呈棉花球状,易吸收增塑剂,紧密型粒径为0.1mm 以下,表面规则,实心,呈乒乓球状,不易吸收增塑剂,目前使用疏松型的较多. PVC 又可分为普通级(有毒PVC)和卫生级' (无毒PVC).卫生级要求氯乙烯(VC)含量低于lOXl0-6,可用于食品及医学.合成工艺不同,PVC 又可分为悬浮法PVC 和乳液法PVC. 根据国家标准GB/T5761-93《悬浮法通用型聚氯乙烯树脂检验标准》规定,悬浮法PVC 分为PVC-SGl 到PVC-SG8Jk 种树脂,其中数字越小,聚合度越大,分子量也越大,强度越高,但熔融流动越困难,加工也越困难.具体选择时,做软制品时,一般使用PVC-SGl, PVC-SG2, PVC-SG3 型, 需要加人大量增塑剂. 例如聚氯乙烯膜使用SG-2 树脂, 加入50~80 份的增塑剂. 而加工硬制品时,一般不加或很少量加入增塑剂, 所以用PVC-SG4, VC-SG5, PVC-SG6, PVC-SG7, PVC-SG8 型. PVC 硬管材使用SG-4 树脂, 如塑料门窗型材使用SG-5 树脂,硬质透明片使用SG-6 树脂,硬质发泡型材使用SG-7,SG-8 树脂.而乳液法PVC 糊主要用于人造革,壁纸及地板革和蘸塑制品等.一些PVC 树脂厂家出厂的PVC 树脂按聚合度(聚合度是单元链节的个数,聚合度乘以链节分子量等于聚合物分子量)分类,如山东齐鲁石化总厂生产的PVC 树脂, 出厂的产品为SK-700; SK-800; SK—1000; SK—1100; SK-1200 等.其SG-5 树脂对应的聚合度为1000—1100.PVC 树脂的物化性能见第四篇. PVC 粉末为一种白色粉末,密度在 1.35—1.45g/cm3 之间,表观密度在0.4-0.5g /cm3.视增塑剂含量大小可为软,硬制品,一般增塑剂含量0-5 份为硬制品,5-25 份为半硬制品,大于25 份为软制品. PVC 是一种非结晶,极性的高分子聚合物,软化温度和熔融温度较高,纯PVC 一般须在160—210~C 时才可塑化加工,由于大分子之间的极性键使PVC 显示出硬而脆的性能. 而且,PVC 分子内含有氯的基团,当温度达到120~C 时,纯PVC 即开始出现脱HCl 反应, 会导致PVC 热降解.因此,在加工时须加入各种助剂对PVC 进行加工改性和冲击改性,使之可以加工成为有用的产品. PVC 树脂主要用于生产各类薄膜(如日用印花膜,工业包装膜,农用大棚膜及热收缩膜等),各类板,片材(其片材可用于吸塑制品),各类管材(如无毒上水管,建筑穿线管,透明软管等),各类异型材(如门,窗,装饰板),中空吹瓶(用于化妆品及饮料),电缆,各类注塑制品及人造革,地板革,搪塑玩具等. 稳定剂纯的PVC 树脂对热极为敏感,当加热温度达到90Y:以上时,就会发生轻微的热分解反应,当温度升到120C 后分解反应加剧,在150C,10 分钟,PVC 树脂就由原来的白色逐步变为黄色—红色—棕色—黑色.PVC 树脂分解过程是由于脱HCL 反应引起的一系列连锁反应,最后导致大分子链断裂.防止PVC 热分解的热稳定机理是通过如下几方面来实现的. 通过捕捉PVC 热分解产生的HCl,防止HCl 的催化降解作用. 铅盐类主要按此机理作用,此外还有金属皂类,有机锡类,亚磷酸脂类及环氧类等. 置换活泼的烯丙基氯原子.金属皂类,亚磷酸脂类和有机锡类可按此机理作用. 与自由基反应,终止自由基的反应.有机锡类和亚磷酸脂按此机理作用. 与共扼双键加成作用,抑制共扼链的增长. 有机锡类与环氧类按此机理作用. 分解过氧化物,减少自由基的数目.有机锡和亚磷酸脂按此机理作用. 钝化有催化脱HCl 作用的金属离子. 同一种稳定剂可按几种不同的机理实现热稳定目的. 常用稳定剂品种: 1,铅盐类铅盐类是PVC 最常用的热稳定剂,也是十分有效的热稳定剂,其用量可占PVC 热稳定剂的70%以上. 铅盐类稳定剂的优点:热稳定性优良,具有长期热稳定性,电气绝缘性能优良,耐候性好,价格低. 铅盐类稳定剂的缺点:分散性差,毒性大,有初期着色性,难以得到透明制品,也难以得到鲜明色彩的制品,缺乏润滑性,易产生硫污染. 常用的铅盐类稳定剂有: (1)三盐基硫酸铅分子式为3PbO.PbSO.H20,代号为TLS,简称三盐,白色粉末,密度 6.4g/cm'. 三盐基硫酸铅是最常用的稳定剂品种, 一般与二盐亚磷酸铅一起并用, 因无润滑性而需配人润滑剂.主要用于PVC 硬质不透明制品中,用量一般2~7 份. (2)二盐基亚磷酸铅分子式为2PbO. PbHPO3.H2O, 代号为DL, 简称二盐, 白色粉末, 密度为6. 1g/cm3. 二盐基亚磷酸铅的热稳定性稍低于三盐基硫酸铅, 但耐候性能好于三盐基硫酸铅. 二盐基亚磷酸铅常与三盐基硫酸铅并用,用量一般为三盐基硫酸铅的1/2. (3)二盐基硬脂酸铅代号为DLS,不如三盐基硫酸铅,二盐基亚磷酸铅常用,具有润滑性.常与三盐基硫酸铅,二盐基亚磷酸铅并用,用量为0.5—1.5 份. 2,金属皂类为用量仅次于铅盐的第二大类主稳定剂,其热稳定性虽不如铅盐类,但兼具润滑性.金属皂类可以是脂肪酸(月桂酸,硬脂酸,环烷酸等)的金属(铅,钡,镉,锌,钙等)盐,其中以硬脂酸盐最为常用,其活泼性大小顺序为:Zn 盐?Cd 盐?Pb 盐?Ca 盐7.Ba 盐.金属皂类一般不单独使用,常常为金属皂类之间或与铅盐及有机锡等并用.除Gd,Pb 外都无毒,除Pb,Ca 外都透明,无硫化污染,因而广泛用于软质PVC 中,如无毒类,透明类制品等. 常用的金属盐类稳定剂有: (1)硬脂酸锌(ZnSt),无毒且透明,用量大后,易引起"锌烧"制品变黑,常与Ba,Ca 皂并用. (2)硬脂酸镉(CdSt),为一重要的透明稳定剂品种,毒性较大,不耐硫化污染,抑制初期变色能力大,常与Ba 皂并用. (3)硬脂酸铅(PbSt),热稳定性好,可兼做润滑剂.缺点为易析出,透明差,有毒且硫化污染严重,常与Ba,Cd 皂并用. (4)硬脂酸钙(CaSt),加工性能好,热稳定能力较低,无硫化污染,无毒,常与Zn 皂并用. (5)硬脂酸钡(BaSt),无毒,长期热稳定性好,抗硫化污染,透明,常与Pb,Ca 皂并用. 复合品种常用的有:Ca/Zn(无毒,透明),Ba/Zn(无毒,透明),Ba/Cd(有毒,透明)及Ba/Cd/Zn. 3,有机锡类有机锡类为热稳定剂中最有效的, 在透明和无毒制品中应用最广泛的一类, 其突出优点为:热稳定性好,透明性好,大多数无毒.缺点为价格高,无润滑性. 有机锡类大部分为液体,只有少数为固体.可以单独使用,也常与金属皂类并用. 有机锡类热稳定剂主要包括含硫有机锡和有机锡羧酸盐两类. (1)含硫有机锡类: 主要为硫醇有机锡和有机锡硫化物类稳定剂,与Pb,Cd 皂并用会产生硫污.含硫有机锡类透明性好.主要品种有: a,二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡(DOTTG),外观为淡黄色液体,热稳定性及透明性极好,无毒,加入量低于2 份. b,二甲基二巯基乙酸异辛酯锡(DMTFG),外观为淡黄澄清液体,为无毒,高效,透明稳定剂,常用于扭结膜及透明膜中. (2)有机锡羧酸盐: 稳定性不如含硫有机锡, 但无硫污染, 主要包括脂肪酸锡盐和马来酸锡盐. 主要品种有: a,二月桂酸二正丁基锡(DBTL)淡黄色液体或半固体,润滑性优良,透明性好,但有毒, 常与Cd 皂并用,用量1-2 份;与马来酸锡及硫醇锡并用,用量0.5—1 份. b,二月桂酸二正辛基锡(DOTL),有毒且价高,润滑性优良,常用于硬PVC 中,用量小于 1.5 份.c,马来酸二正丁基锡(DBTM),白色粉末,有毒,无润滑性,常与月桂酸锡并用,不可与金属皂类并用于透明制品中. 4,有机锑类具有优秀的初期色相和色相保持性,尤其是在低用量时,热稳定性优于有机锡类,特别适于用双螺杆挤出机的PVC 配方使用. 有机锑类主要包括硫醇锑盐类, 巯基乙酸酯硫醇锑类, 巯基羧酸酯锑类及羧酸酯锑类等. 国内的锑稳定剂主要以三巯基乙酸异辛酯锑(ST)和以ST 为主要成分的复合稳定剂STH—I 和STH-Ⅱ两种为主.五硫醇锑为透明液体,可用作透明片,薄膜,透明粒料的热稳定剂. STH-I 可以代替京锡C-102,可抑制PVC 的初期着色,热稳定性好,制品透明,颜色鲜艳, STH—Ⅱ无毒,主要用于PVC 水管等. 5,稀土稳定剂选材多为稀土氧化物和稀土氯化物为主,其氧化物和氯化物多为镧,铈,镨,钕等轻稀土元素的单一体或混合体. 稀土元素有着相似且异常活泼的化学性质, 有着众多的轨道可作为中心离子接受配位体的孤对电子, 同时稀土金属离子有较大的离子半径, 与无机或有机配位体主要通过静电引力形成离子配键,作为络合物的中心原子,常以d2SP3,d4dP3,f3d5Ssp3 等多种杂化形式形成配位数为6—12 的络合物. 稀土元素优良的力学性能及其分组原理都与稀土元素的几何性质有关. 因为原子和离子的半径是决定晶体的构型, 硬度, 密度和熔点等物理性质的重要因素, 在常温, 常压条件下, 稀土金属镧,镨,钕呈双六方晶体结构,而铈呈立方晶体密集(面心)结构,当温度,压力变化时,多数稀土金属发生晶型转变.由于镧系收缩,镧系元素的原子半径,原子体积随原子序数增加而减小,密度随原子序数增加而增加,但铈与镧,镨,钕相比,有异常现象. 在镧,铈,镨,钕中,镧的化学性质是最活泼,但三价镧与C1 只能生成RECl 正络合物, 而且此络合物不稳定,而铈,镨这些高价的稀土离子与Cl 生成络合物的能力比三价的镧要强,它们与Cl 配体能生成稳定的负络离子,因此,在稀土热稳定剂的选材上要综合镧,铈, 镨,钕的各自优点,在不同的应用范围,用其高纯单一体,混合体或合理搭配. 稀土离子为典型的硬阳离子,即不易极化变形的离子,它们与金属硬碱的配位原子,如氧的络合能力很强.稀土化合物对CaC03 的偶联作用,由于稀土离子和PVC 链的氯离子之间存在强配位相互作用,有利于剪切力的传递从而使稀土化合物能有效地加速PVC 的凝胶化,即可促进PVC 塑化,又可起到加工助剂ACR 的作用.同时,稀土金属离子与CPE 中的C1 配位,可使CPE 更加发挥其增韧改性的作用.这些效能发挥的充分与否,平衡与否, 与稀土复合物中的复配助剂有着相当大的关系, 复合物中的润滑体系, 加工改性体系都至关重要, 因此复配工艺的好坏直接影响着稀土多功能复合稳定剂的效能. 性能优良的稀土稳定剂应具有以下功能: (1)优异的热稳定性能静态动态热稳定性,均与京锡8831 相当,好于铅盐及金属皂类,是铅盐的三倍及Ba /Zn 复合稳定剂的 4 倍.可复配成为无毒,透明的,还可部分代替有机锡类稳定剂而广泛应用.稀土稳定剂的作用机理为捕捉HCl 和置换烯丙基氯原子,与环氧类的辅助稳定剂具有较好的协同作用. (2)偶联作用具有优良的偶联作用,与铅盐相比,与PVC 有很好的相容作用,对于PVC-CaCO,体系偶联作用较好,有利于PVC 塑料门窗异型材强度的提高.用稀土稳定剂加工的PVC 型材的焊角强度比铅盐稳定剂的PVC 型材焊角强度要高,原料价格也高一些. (3)增韧作用与PVC 树脂和增韧剂CPE 的良好的相容性以及与CaCO3,的偶联作用,使PVC 树脂在加工中塑化均匀,塑化温度低,型材的耐冲击性能较好. 稀土稳定剂无润滑作用,应与润滑剂一起加入, 目前我国生产的稀土复合稳定剂是将稀土,热稳定剂和润滑剂复配而成的,加入量一般为4-6 份. 6,复合铅盐稳定剂铅盐稳定剂价格低廉,热稳定性好,一直被广泛使用,但铅盐的粉末细小,配料和混合中, 其粉尘被人吸入会造成铅中毒, 为此, 科技人员又研究出一种新型的复合铅盐热稳定剂. 这种复合助剂采用了共生反应技术将三盐, 二盐和金属皂在反应体系内以初生态的晶粒尺寸和各种润滑剂进行混合,以保证热稳定剂在PVC 体系中的充分分散,同时由于与润滑剂共熔融形成颗粒状, 也避免了因铅粉尘造成的中毒. 复合铅盐稳定剂包容了加工所需要的热稳定剂组份和润滑剂组份,被称作为全包装热稳定剂.它具有以下的优点: (1)复合热稳定剂的各种组份在其生产过程中可得到充分混合,大幅度改善了与树脂混合分散的均匀性. (2)配方混合时,简化了计量次数,减少了计量差错的概率及由此所带来的损失. (3)简便了辅料的供应和贮备,有利于生产,质量管理.(4)提供了无尘生产产品的可能性,改善了生产条件. 总之,复合热稳定剂有利于规模生产,为铅盐热稳定剂的发展提供了新的方向.复合铅盐稳定剂一个重要指标是铅的含量, 目前所生产的复合铅盐稳定剂含铅量一般为20%-60%; 在PVC 塑料门窗型材生产上的用量为3.5—6 份.表2 是一些PVC 型材生产用的复合铅盐稳定剂的牌号和用量. 7,主要的辅助热稳定剂品种辅助垫稳定剂本身不具有热稳定作用, 只有与主稳定剂一起并用, 才会产生热稳定效果, 并促进主稳定剂的稳定效果.辅助热稳定剂一般不含金属,因此也称为非金属热稳定剂. 辅助热稳定剂的主要品种有: (1)亚磷酸酯类.是一重要的辅助热稳定剂,与Ba/Cd,Ba/Zn 复合稳定剂及Ca/Zn 复合稳定剂等有协同作用,主要用于软质PVC 透明配方中,用量为0.1—1 份. (2)环氧化合物类,与金属皂类有协同作用,与有机锡类稀土稳定剂并用效果好,用量为2-5 份,常用的品种为环氧大豆油,环氧脂. (3)多元醇类,主要有季戊四醇,木糖醇,甘露醇等,可与Ca/Zn 复合稳定剂并用. 润滑剂润滑剂的作用是降低物料之间及物料和加工设备表面的摩擦力, 从而降低熔体的流动阻力, 降低熔体粘度, 提高熔体的流动性, 避免熔体与设备的粘附, 提高制品表面的光洁度等. 根据不同成型方法,其润滑作用侧重不同: 压延成型,防止熔料粘辊; 注射成型,提高流动,提高脱模性; 挤出成型,提高流动,提高口模分离性; 压制及层压成型, 利于压板与制品分离. 润滑剂的分类: 按润滑剂成份分类,主要有饱和烃和卤代烃类,脂肪酸类,脂肪酸酯类,脂肪族酯胺类,金属皂类,脂肪醇和多元醇类等. 按润滑剂的作用分类,分为内,外润滑剂. 其主要区分是依其与树脂的相容性大小. 内润滑剂与树脂亲和力大,其作用是降低分子间的作用力;外润滑剂与树脂的亲和力小,其作用是降低树脂与金属表面之间的摩擦. 内外润滑剂之分只是相对而言,并无严格划分标准.在极性不同的树脂中,内,外润滑剂的作用有可能发生变化.例如硬脂酸醇,硬脂酸酰胺,硬脂酸丁酯及硬脂酸单甘油酯对极性树脂(如PVC 及PA)而言,起内润滑作用;但对于非极性树脂(如PE,PP),则显示外润滑作用. 相反,高分子石蜡等与极性树脂相容性差,如在极性PVC 中用做外润滑剂,而在PE,PP 等非极性树脂中则为内润滑剂. 在不同加工温度下,内,外润滑剂的作用也会发生变化,如硬脂酸和硬脂醇用于PVC 压延成型初期,由于加工温度低,与PVC 相容性差,主要起外润滑作用;当温度升高后, 与PVC 相容性增大,则转起内润滑剂作用. 按润滑剂的组成可分为:饱和烃类,金属皂类,脂肪族酰胺,脂肪酸类,脂肪酸酯类及脂肪醇类. 1,饱和烃类饱和烃类按极性可分为非极性烃(如聚乙烯蜡和聚丙烯蜡), 极性烃(如氯化石蜡, 氧化聚乙烯等).饱和烃类按分子量大小可分为;液体石蜡(C16-C21),固体石蜡(C26-C32)微晶石蜡(C32-C70)及低分子量聚乙烯(分子量1000—10000)等,主要用于PVC 无毒外润滑剂. (1)液体石蜡:俗称白油,为无色透明液体,可用作PVC 的透明性外润滑剂,用量为0.5 份左右,用量大会严重影响焊角强度. (2)固体石蜡,又称为天然石蜡,白色固体,可用作pvc 的外润滑剂,用量为0.1—1.0 份,用量太大会影响透明度. (3)微晶石蜡,又称为高熔点石蜡,外观为白色或淡黄色固体,因结晶微细而称为微晶石蜡.润滑效果和热稳定性好于其他石蜡.在PVC 中用量较小,一般为0.1-0.3 份. (4)低分子量聚乙烯,又称聚乙烯蜡,外观为白色或淡黄色固体粉末,透明性差,可用于PVC 挤出和压延加工外润滑剂,用量一般为0.5 份以下. (5)氧化聚乙烯蜡,为聚乙烯蜡部分氧化产物,外观为白色粉末.有优良的内,外润滑作用,透明性好,价格低,用量在0.2-1.0 份. (6)氯化石蜡,与PVC 相容性好,透明性差,与其他润滑剂并用效果好,用量0.5 份以下为宜. 2,金属皂类既是优良的热稳定剂,又是一种润滑剂,其内,外润滑作用兼有,不同品种侧重稍有不同,润滑性以硬脂酸钙,硬脂酸铅为最好. 3,脂肪族酸胺包括单脂肪酸酰胺和双脂肪酰胺两大类, 单脂肪酸胺主要呈内润滑作用, 主要品种包括X 双硬脂酰胺,N,N亚X 双蓖麻醇酸酰胺等. 4,脂肪酸类如硬脂酸,是仅次于金属皂类而广泛应用的润滑剂,可用于PVC,用量少时,起内润滑作用;用量大时,起外润滑作用.硬脂酸的加入量低于0.5 份. 5,脂肪酸酯类(1)硬脂酸丁酯,外观为无色或淡黄色油状液体,在PVC 中以内润滑为主兼具外润滑作用,用量0.5—1.5 份. (2)单硬脂酸甘油酯,代号GMS,外观为白色蜡状固体,为PVC 优良内润滑剂,对透明性影响小,加入量低于 1.5 份,可与硬脂酸并用. (3)酯蜡和皂化蜡,主要指以褐煤蜡为主要原料,经漂白等工序制成的后序产品.漂白蜡有S 蜡和L 蜡,皂化蜡有0 蜡和OP 蜡.主要用于HPVC,用量0.1-0.3 份. 6,脂肪醇类硬脂醇,外观为白色细珠状物,起内润滑作用,透明好,在PVC 中用量0.2-0.5 份. 还可用于PS 中.如季戊四醇,作为PVC 高温润滑剂,用量0.2-0.5 份. 加工改性助剂1,加工助剂的作用原理由于PVC 熔体延展性差,易导致熔体破碎;PVC 熔体松弛慢,易导致制品表面粗糙, 无光泽及鲨鱼皮等.因此,PVC 加工时往往需要加人加工助剂,以改善其熔体上述缺陷. 加工助剂为可以改善树脂加工性能的助剂,其主要作用方式有三种:促进树脂熔融,改善熔体流变性能及赋予润滑功能. 促进树脂熔融:PVC 树脂在加热的状态下,在一定的剪切力作用下熔化时,加工改性剂首先熔融并粘附在PVC 树脂微粒表面,它与树脂的相容性和它的高分子量,使PVC 粘度及摩擦增加,从而有效地将剪切应力和热传递给整个PVC 树脂,加速PVC 熔融. 改善熔体流变性能:PVC 熔体具有强度差,延展性差及熔体破裂等缺点,而加工改性剂可改善熔体上述流变性.其作用机理为:增加PVC 熔体的粘弹性,从而改善离模膨胀和提高熔体强度等. 赋予润滑性:加工改性剂与PVC 相容部分首先熔融,起到促进熔融作用;而与PVC 不相容部分则向熔融树脂体系外迁移,从而改善脱模性. 2,常用加工改性剂一ACR ACR 为甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯,苯乙烯等单体的共聚物.除可用做加工助剂外, 还可用做冲击改性剂.我.国的ACR 可分为ACR201,ACR301 和ACR401,ACR402 几种, 国外的牌号有:K120N,K125,K175,P530,P501,P551,P700,PAl00 等.表2—1-3 是国内外ACR 加工助剂牌号对照.表 3 国内外ACR 加工助剂牌号对照. ACR 加工改性剂的重要作用是促进PVC 的塑化,缩短塑化时间,提高熔体塑化的均匀性,降低塑花温度.表 4 是用BLANBENDE 塑度仪测得的ACR 对塑化时间,温度等的影响情况. 在PVC 塑料门窗型材中一般使用ACR201 或ACR401,用量为 1.5-3 份. 冲击改性剂高分子材料改性的一个重要内容是改善其耐冲击性能,PVC 树脂是一个极性非结晶性高聚物,分子之间有较强的作用力,是一个坚硬而脆的材料;抗冲击强度较低.加人冲击改性剂后, 冲击改性剂的弹性体粒子可以降低总的银纹引发应力, 并利用粒子自身的变形和剪切带,阻止银纹扩大和增长,吸收掉传人材料体内的冲击能,从而达到抗冲击的目的.改性剂的颗粒很小,以利于增加单位重量或单位体积中改性剂的数量,使其有效体积份数提高, 从而增强了分散应力的能力.目前应用比较广泛的为有机抗冲击改性剂. 按有机抗冲击改性剂的分子内部结构,可将其分为如下几类. 1,预定弹性体(PDE)型冲击改性剂,它属于核一壳结构的聚合物,其核为软状弹性体, 赋予制品较高的抗冲击性能, 壳为具有高玻璃化温度的聚合物, 主要功能是使改性剂微粒子之间相互隔离,形成可以自由流动的组分颗粒,促进其在聚合物中均匀分散,增强改性剂与聚合物之间相互作用和相容性.此类结构的改性剂有:MBS,ACR,MABS 和MACR 等, 这些都是优良的冲击改性剂. 2,非预定弹性体型(NPDE)冲击改性剂,它属于网状聚合物,其改性机理是以溶剂化作用(增塑作用)机理对塑料进行改性.因此,NPDE 必须形成一个包覆树脂的网状结构,它与树脂不是十分好的相容体.此类结构的改性剂有:CPE,EV A. 3,过度型冲击改性剂,其结构介于两种结构之间,如ABS.用于PVC 树脂的具体品种有: (1)氯化聚乙烯(CPE)是利用HDPE 在水相中进行悬浮氯化的粉状产物, 随着氯化程度的增加使原来结晶的HDPE 逐渐成为非结晶的弹性体.作为增韧剂使用的C?E,含C1 量一般为25-45%.CPE 来源广,价格低,除具有增韧作用外,还具有耐寒性,耐候性,耐燃性及耐化学药品性.目前在我国CPE 是占主导地位的冲击改性剂,尤其在PVC 管材和型材生产中,大多数工厂使用CPE.加入量一般为5—15 份.CPE 可以同其它增韧剂协同使用,如橡胶类,EV A 等,效果更好,但橡胶类的助剂不耐老化. (2)ACR 为甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸酯等单体的共聚物,ACR 为近年来开发的最好的冲击改性剂,它可使材料的抗冲击强度增大几十倍.ACR 属于核壳结构的冲击改性剂,甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物组成的外壳, 以丙烯酸丁酯类交联形成的橡胶弹性体为核的链段分布于颗粒内层.尤其适用于户外使用的PVC 塑料制品的冲击改性,在PVC 塑料门窗型材使用ACR 作为冲击改性剂与其它改性剂相比具有加工性能好,表面光洁,耐老化好, 焊角强度高的特点, 但价格比CPE, 1/3 左右. 高国外常用的牌号如K-355, 一般用量6—10 份.目前国内生产ACR 冲击改性剂的厂家较少,使用厂家也较少. (3)MBS 是甲基丙烯酸甲酯,丁二烯及苯乙烯三种单体的共聚物.MBS 的溶度参数为94-9.5 之间,与PVC 的溶度参数接近,因此同PVC 时相容性较好,它的最大特点是:加入PVC 后可以制成透明的产品.一般在PVC 中加人10-17 份,可将PVC 的冲击强度提高6—15 倍,但MBS 的加入量大于30 份时,PVC 冲击强度反而下降.MBS 本身具有良好的冲击性能,透明性好,透光率可达90%以上,且在改善冲击性同时,对树脂的其他性能, 如拉伸强度, 断裂伸长率等影响很小. MBS 价格较高, 常同其他冲击改性剂, EA V, 如CPE, SBS 等并用.MBS 耐热性不好,耐候性差,不适于做户外长期使用制品,一般不用做塑料门窗型材生产的冲击改性剂使用.。
(整理)PVC热稳定剂品种简介PVC热稳定剂品种简介[ 2009-11-18 16:11:06] 作者:s 来源:s聚氯乙烯主稳定剂是指那些单独使用时就有稳定效果的化合物,而副稳定剂是那些单独使用无效而与主稳定剂配合时却起增效作用的化合物。
某些主稳定剂之间或某些主副稳定剂之间选择使用后会起协同作用。
一、盐基性铅盐盐基性铅盐是用于聚氯乙烯最早也是最广泛的一种热稳定剂,呈碱性,故能与PVC受热后产生的HCl反应而起稳定作用。
从毒性、抗污性和制品透明性来看,铅盐并不理想。
但它的稳定效果好、价格低廉,故仍大量用于廉价的PVC挤出和压延制品中。
因它有优良的电性能和低吸水性,故广泛地用作PVC的电绝缘制品、唱片和泡沫塑料的稳定剂。
1.1、三盐基硫酸铅(也称三碱式硫酸铅)白色粉末,比重7.10,味甜,有毒;易吸湿,无可燃性和腐蚀性。
不溶于水,但能溶于热的醋酸胺,潮湿时受光后会变色分解。
折射率2.1,常用作电绝缘产品的稳定剂。
1.2、二盐基亚磷酸铅这是一种细微针状结晶粉末;比重6.1,味甜有毒;200℃左右变成灰黑色,450℃左右变成黄色。
本品不溶于水和有机溶剂,溶于盐酸。
折射率2.25,有抗氧剂作用,是一种优良的耐气候性稳定剂。
二、金属皂类金属皂类也是一类广泛使用的聚氯乙烯热稳定剂。
以羧酸钡、羧酸镉、羧酸锌、羧酸钙的单质或混合物使用。
其稳定作用是由于它能在聚氯乙烯分子链上开始分解的地方起酯化作用。
稳定作用的强弱与金属皂中的金属比、羧酸类型以及配方中是否存在诸如亚磷酸酯、环氧化油、抗氧剂等协合剂有关。
其中镉皂和锌皂的稳定作用最大。
2.1、硬脂酸铅这是一种细微粉末,它不溶于水,溶于热的乙醇和乙醚。
在有机溶剂中加热溶解,再经冷却成为胶状物。
遇强酸分解为硬脂酸和相应的铅盐,易受潮。
有良好润滑性,熔点低而确保其有良好分散性。
2.2、2—乙基乙酸铅它可溶于溶剂和增塑剂。
通常配成57-60%的矿物油或增塑剂的溶液出售。
广泛用作泡沫塑料中发泡剂偶氮二甲酰胺的活化剂。
PVC塑料的合成PVC塑料是由乙炔气体和氯化氢合成氯乙烯,再聚合而成。
在20世纪50年代前期是以乙炔电石法生产,50年代后期则转向了原料充足、成本低廉的乙烯氧化法;目前世界上80%以上的PVC树脂都是由此方法生产的。
但到2003年后,因石油价格暴涨,乙炔电石法成本反而比乙烯氧化法还要低10%左右,所以PVC的合成工艺又转向了乙炔电石法。
PVC塑料是由液态的氯乙烯单体(VCM)经悬浮、乳液、本体或溶液法工艺聚合而成,其中悬浮聚合工艺生产工艺成熟、操作简单、生产成本低、产品品种多、应用范围广,一直是生产PVC树脂的主要方法,在世界PVC生产装置中大约占90%的比例(在世界PVC总产量中均聚物也占大约90%的比例)。
其次是乳液法,用于生产PVC糊树脂。
其聚合反应由自由基引发,反应温度一般为40~70OC,反应温度和引发剂的浓度对聚合反应速率和PVC 树脂的分子量分布影响很大。
悬浮聚合悬浮聚合通过不断进行搅拌使单体液滴在水中保持悬浮状态,聚合反应在单体小液滴中进行。
通常悬浮聚合反应为间歇聚合。
近年来各公司对PVC树脂间歇悬浮聚合工艺的配方、聚合釜、产品品种和质量不断研究和改进,开发出各具特点的工艺技术,目前应用较多的是Geon公司(原B.F Goodrichg公司)技术、日本信越公司技术、欧洲EVC 公司技术, 这三大公司的技术在1990年以来世界新增的PVC树脂生产能力中各占大约21%的比例。
乳液聚合乳液聚合与悬浮聚合基本类似,只是要采用更为大量的乳化剂,并且不是溶于水中而是溶于单体中。
这种聚合体系可以有效防止聚合物粒子的凝聚,从而得到粒径很小的聚合物树脂,一般乳液法生产的PVC树脂的粒径为0.1—0.2mm,悬浮法为20―200mm。
引发剂体系与悬浮聚合也有所不同,通常是含有过硫酸盐的氧化还原体系。
干燥方法也设计成可以保持较小的粒径的方式, 常常采用一些喷雾干燥剂。
由于不可能将乳化剂完全除去,因此用乳液法生产的树脂不能用于生产需要高透明性的制品如包装薄膜或要求吸水性很低的制品如电线绝缘层。
PVC专用料的研究进展1电缆专用料PVC树脂难燃、耐油、耐化学药品腐蚀及耐水,而PVC电缆料具有物理机械性能好、电性能优良、耐油性等特点,是电线电缆行业理想的包覆材料。
PVC 电缆专用料开发的方向主要集中在提高PVC材料的耐热性、阻燃抑烟性、环保性等方面。
1.1交联为提高电缆料的耐热性,交联是比较有效的方法。
通过使用定量的交联剂等化学试剂,或采用高能射线产生活性自由基等交联方法形成网状结构。
这些网状结构的存在使链段之间难以滑移,可提高材料的热变形温度。
交联的方法主要有γ射线、高能电子射线、紫外线辐射交联和化学交联。
辐射最好的氮气保护下进行。
三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的交联效率优于三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基异氰酸酯等交联剂。
PVC电缆料,经辐射交联后,线缆耐温等级可提高到105℃以上。
PVC化学交联方法主要是硅烷交联、过氧化物交联、胺类交联等。
硅烷交联PVC,先要硅烷接枝PVC,然后使其水解产生交联结构。
使用的偶联剂,多数研究中用巯基的烷氧基硅烷和氨基硅烷,其反应是巯基或氨基对PVC大分子链上的亲核取代反应。
硅烷用量一般为1.5-8.0份。
然后在水或水蒸气中加热交联。
交联后的电缆料具有很好的热稳定性,并且发现,在高湿度条件下,该料的强度、热稳定性和耐溶剂性都有明显改进。
硅烷交联PVC电缆料使用温度比普通电缆料使用温度可提高20℃。
1.2阻燃抑烟PVC树脂本身具有良好的阻燃性,但作为电缆的绝缘料和护套料使用时,需要在PVC树脂中加入大量的增塑剂,从而导致体系的氯含量降低,阻燃性下降。
如加入60phr的增塑剂,体系含氯量可由56%降到36%,氧指数(01)值最低可降到22%.加上PVC的生烟量大,其最大烟密度(Dm)高达720,PVC的抑烟具有重要意义。
美国、日本等国的国家标准和国际标准对阻燃、低烟材料的燃烧性能要求是01值不小于30%,氯化氢释放量小于100mg/g,Dm小于300,。
其物理机械性能、电学性能和加工性能满足电线电缆标准的要求。
高聚合度聚氯乙烯(HP-PVC)树脂一简介高聚合度聚氯乙烯(简称HP-PVC)是指平均聚合度在1700(K≥80)以上的聚氯乙烯树脂。
HP-PVC的牌号以平均聚合度分,有2000、2500、3000、4000、和8000等几种,以平均聚合度为2500最常用。
生产方法有悬浮法和乳液法或微悬浮法。
优点:强度高、回弹性好、压缩永久性变形小、耐热、耐寒、耐老化、耐疲劳、抗磨、蠕变性小等,对制品有一定的消光作用。
高聚合度聚氯乙烯树脂(YH2500)采用低温生产工艺,PVC分子链团的结晶相大大提高,分子量的增大使无规分子链间的缠绕点增多,大分子链滑移困难,因而其拉伸强度大、伸长率高,制品硬度随温度变化小,具有橡胶材料的消光性及类似交联结构,手感好。
相比之下,普通PVC软质制品的力学强度偏低,其耐热性、耐寒性、耐久性差,增塑剂易迁移,弹性不足等缺陷,制约了其在高档产品中的应用,YH2500树脂的开发,改进了普通PVC 材料的力学性能尤其是冲击回弹性,压缩永久变形率与磨耗得到良好改进。
使之达到了弹性材料的要求。
HP-PVC用于软制品时使用寿命较长。
K值为95的HP-PVC树脂比通用PVC树脂的增塑剂吸收速度快、吸收量大、密度小,用于轻量化的汽车配件、耐磨耐折的电线电缆、民用鞋底、地板覆层、屋顶卷材等。
HP-PVC压缩回弹性能比通用PVC有明显提高,可作为橡胶的替代品,适用于汽车的弹性体复合物、工业机械垫料和其他弹性部件。
HP-PVC树脂复合物具有良好的抗撕裂性能。
可用于汽车制动装置和加速器踏板敷层及代替具有相同的耐磨损性能的材料,如用做高抗撕裂软膜。
HP-PVC树脂复合物具有较宽的使用温度、较低的脆化温度和优良的耐高温和耐蠕变性能,硬度对温度的依赖性小,可制作耐寒、耐油、耐老化、耐海水等制品,如输送热水或油类介质的耐热管和电缆护套、电器孔塞衬垫。
HP-PVC树脂可用在医学领域,如塑料血袋、输液管等,但要求其不含有毒性物质、溶出性小、生物相溶性好(如溶血性低、抗凝血性好)等,因此要求HPVC树脂在生产过程中不使用有毒助剂(如甲苯、腈基团等),树脂残留VCM含量低,热稳定性高。
增塑剂TM211的制备及其增塑的PVC的性能李科;陈洁;黄金瑞;聂小安;蒋剑春【摘要】选用富含不饱和共轭三键的桐油为原料,通过酯交换和D-A反应,合成了具有六元环结构的三酸三酯类化合物3-正丁基-6-(9-癸烯酸乙酯-10基)-4-环己烯二酸二甲酯(C22-三元酸一乙二甲酯,TM211).采用分子量法测定和红外光谱法确定三酯类化合物的结构,并对PVC进行塑化.研究了塑化后PVC的状态、玻璃化转变温度、拉伸性能、抗萃取性能和热失重性能.结果表明:①桐油乙酯可与马来酸二甲酯合成增塑剂TM211产品;②XRD表明,该产品可有效地破坏PVC结晶性;③DMA 表明,TM211较TM188可更有效地降低PVC的Tg;④拉伸试验和扫描电镜均显示,TM211对PVC的增塑性能与DOP相当,且可提高材料的拉伸强度;TM211在水、乙醇、乙醚等5种溶剂中的耐抽出性及挥发性能均优于DOP;⑤热重分析及热解活化能表明,TM211可有效地提升PVC材料的热稳定性;⑥热重-红外-质谱联用分析表明,TM211能使PVC更稳定,原因是其降低了PVC中的HCl含量,使其更容易以氯代烃的形式分解.【期刊名称】《聚氯乙烯》【年(卷),期】2019(047)007【总页数】9页(P20-28)【关键词】桐油;增塑剂;PVC;D-A反应;塑料助剂【作者】李科;陈洁;黄金瑞;聂小安;蒋剑春【作者单位】中国林业科学研究院林产化学工业研究所;中国林业科学研究院林产化学工业研究所;中国林业科学研究院林产化学工业研究所;中国林业科学研究院林产化学工业研究所;生物质化学利用国家工程实验室;中国林业科学研究院林产化学工业研究所;生物质化学利用国家工程实验室【正文语种】中文【中图分类】TQ325.3桐马酸一甲二辛酯[1](METATM或TM188)等C22-三酸三酯类增塑剂[2]是常被研究的可用于PVC加工的一类环保型油脂基环状增塑剂,其品结构与用量最广但存在潜在危害[3]的邻苯类增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)[4-5]非常相似,所以被寄予厚望。
沙索蜡化学结构: 较短侧链的长链脂肪族烃,与石蜡或微晶蜡的结构完全类似。
生产工艺:一氧化碳和氢气在一定的压力、温度和催化剂条件下合成,分馏,溶剂抽提和漂白。
根据需要,可以改变最终产品的分子量大小,从而可以得到从类似液体石蜡的单体烃到类似聚乙烯蜡的高熔点蜡,有其它天然蜡或其它合成蜡所不具有的特殊性能。
性质:具有比石蜡更好的电性能,更高的熔点和硬度,更窄的馏分。
根据需要,可以改变最终产品的分子量大小,从而可以得到从类似液体石蜡的单体烃到类似聚乙烯蜡的高熔点蜡,有其它天然蜡或其它合成蜡所不具有的特殊性能。
主要用途:在光泽方面可取代巴西棕榈蜡。
各种塑料的内、外润滑剂用于生产杜洛克松蜡,开发更广泛的用途。
聚乙烯蜡低分子量聚乙烯蜡420P低分子量聚乙烯蜡420P是由日本三井石油化学工业株式会社采用聚合工艺法生产的产品,是专用于生产色母、分散颜料等工艺要求的高效分散剂。
420P低分子量聚乙烯蜡,作为优良的分散剂,在生产色母、分散颜料方面具有以下特点:1.有效分子量集中:分子量分布窄、集中,有助于提高分散效果和着色力。
相对而言,在一定的分散要求下,可减少添加量。
2.具有优良的耐热性和热稳定性。
3.具有熔点和黏度匹配适中,有助于剪切力的特点:熔点为113℃,黏度高为650CP/140℃。
在生产色母粒中不仅有良好的相溶性和流动性,而且黏度适中,增加了剪切力,提高了分散性。
420P聚乙烯蜡作为颜料分散剂,具有和各种颜料良好的可湿润性,尤其在配制高浓度色母以及较难分散的颜料,显示出420P蜡优良的分散性能。
产品介绍聚乙烯蜡(PE蜡 PE-WAX)1.主要特点:具有粘度低,软化点高,硬度好等性能,无毒,热稳定性好,高温挥发性低,对颜料的分散性,既有极优的外部润滑性,又有较强的内部润滑作用,可提高塑料加工的生产效率,在常温下抗湿性能好,耐化学药品能力强,电性能优良,可改善成品的外观。
2.适用范围:2.1 由于具有十分优异的外部润滑作用和较强的内部润滑作用,与聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等树脂相溶性好的特点,可作为其在挤出、压延、注射加工中的润滑剂。