第八章 PVC树脂加工助剂

PVC型材常用助剂及配方设计常用的PVC型材助剂有稳定剂、增塑剂、润滑剂、填充剂、着色剂等。

下面将分别介绍这些助剂的作用和配方设计。

1.稳定剂：稳定剂是防止PVC型材在加工和使用过程中分解和颜色变化的重要助剂。

常用的稳定剂有铅盐类、锰盐类、有机锡类等。

通常稳定剂的含量为2-4%，具体配方设计根据不同的工艺要求和使用环境来确定。

2.增塑剂：增塑剂是为了改善PVC型材的柔韧性和延展性而添加的。

常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯、绿原酸酯等。

增塑剂的含量一般在20-40%，具体配方设计根据所需的柔韧性和加工方式来确定。

3.润滑剂：润滑剂是为了提高PVC型材的流动性和降低摩擦系数而添加的。

常用的润滑剂有聚乙烯蜡、硬脂酸酯等。

润滑剂的含量一般在0.5-2%，具体配方设计根据所需的加工性能和表面光滑度来确定。

4.填充剂：填充剂是为了提高PVC型材的强度、硬度和降低成本而添加的。

常用的填充剂有碳酸钙、滑石粉等。

填充剂的含量一般在10-30%，具体配方设计根据所需的强度和硬度来确定。

5.着色剂：着色剂是为了给PVC型材增加颜色和美观性而添加的。

常用的着色剂有有机颜料和无机颜料等。

着色剂的含量一般在1-5%，具体配方设计根据所需的颜色和色泽来确定。

此外，还可以添加其他的助剂，如泡沫剂用于生产泡沫PVC型材、阻燃剂用于提高PVC型材的阻燃性能等。

配方设计需要考虑到助剂之间的相容性、加工工艺和最终产品的使用要求。

通过调整不同助剂的含量和比例，可以得到满足不同需求的PVC型材。

同时，还需要进行实验验证和不断改进，以提高PVC型材的性能和加工效果。

pvc加工工艺及常用助剂汇总配方设计的原则配方设计是以下三个方面性能的平衡1、材料的加工性能。

1.熔体的粘度.2. 热稳定性.3. 流变性和润滑性.2、制品的性能。

1. 力学性能.2. 热变性温度.3. 透明.4. 耐候.5.阻燃.6. 其它.3、经济性。

1. 配方的价格.2. 配方和生产效率和成品率.配方的设计原理和各类助剂的特点PVC塑料配方主要由PVC树脂和添加剂组成的，其中添加剂按功能又分为：增塑剂、热稳定剂、润滑剂、加工改性剂、冲击改性剂、填充剂、抗氧剂、紫外光吸收剂、着色剂、发泡剂等。

在设计PVC配方之前，首先应了解PVC树脂和各种添加剂的性能。

原料与添加剂PVC树脂生产PVC塑料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树脂的类型：一、悬浮法树脂：1、紧密型悬浮法树脂2、疏松型悬浮法树脂二、本体法树脂三、乳液法树脂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。

聚氯乙烯树脂粉料粒子实际上是许多PVC微细粒子以物理方式粘结在一起的聚集体，这种粒子通常以聚合初期形成的尺寸仅为0.1—0.8μm的原生初级粒子为基础,含有若干由初级粒子聚合后尺寸为2--10μm的聚集粒子所组成.悬浮法PVC粒子中微细粒子的名称和尺寸范围PVC的性能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RPVC UPVC，5-25份为半硬制品，大于25份为软制品 SPVC。

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—2100C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。

PVC加工助剂系列产品简介PVC加工助剂是丙烯酸酯类共聚物（ACR）。

PVC加工助剂的基本功能就是改进PVC 的加工性能，促进PVC混合料的塑化，以便在尽可能低的温度下获得塑化良好的物料，提高制品的质量。

我们针对不同产品的需要，开发了以下五种类型的加工助剂。

1、通用型：促进物料的塑化。

2、润滑型：除促进物料塑化外，兼有金属剥离的作用，防止熔体与金属表面的粘连，延长开车周期。

3、光亮型：除促进物料塑化外，能显著增进制品的表面光亮度，适宜于对表面光洁度需要较高的制品。

4、超强塑化型：促进物料塑化的能力高于其它类型，适宜于难以塑化的物料配方，例如碳酸钙组份高、润滑剂用量大或添加碳黑、纤维等改性剂的配方。

5、超强熔体强度型：除促进物料塑化外，还能大幅度地增加物料的熔体强度，提高生产的稳定性，延长生产周期，提高制品的力学性能，尤其是适宜于碳酸钙含量高（大于wt30%）的制品。

一、促进塑化机理无论哪一种PVC的加工形式，均需使PVC混合料均匀地得到塑化，只有塑化均匀良好的物料，其制品才具有良好的外观和机械性能。

但与其它通用塑料相比，无增塑PVC只有在较高的温度和剪切条件下才能塑化，但高温下PVC很容易分解，为保证均匀塑化，提高硬PVC制品的质量，应在尽可能低的加工温度和尽可能大的剪切力下，使物料塑化。

一般来说PVC加工助剂必须具有下列特性，才具有促进塑化的功能。

1、熔融温度低于PVC，在加工过程中先于PVC熔化。

2、因其与PVC具有良好的相容性，在加工过程中熔化后可以粘连PVC粒子，增加内摩擦，提高剪切扭矩，产生内热，使物料中的温度分布均匀，塑化程度均一，从而促进了PVC物料的均匀塑化。

3、加工助剂具有足够大的分子量，在加工过程中增大了熔体粘度（或强度），提高了熔体压力，防止物料的打滑现象从而提高了剪切扭矩，使熔体和金属表面的摩擦热大幅度上升，促进了PVC混合料的混合均匀程度和塑化程度。

二、使用方法加工助剂ACR的本质为固体增塑剂。

ACR 学习资料整理一、产品分类ACR 抗冲改性剂ACR 抗冲改性剂的结构，核-壳结构的ACR 抗冲改性剂含有丙烯酸酯类交联弹性体组成的核，核外是甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯共聚物组成的壳。

PVC/ACR 制品冲击强度较高，表面光洁，耐老化性能优良。

通常硬质聚氯乙烯户外制品多用ACR 抗冲改性剂。

丙烯酸类交联弹性体的作用主要体现在：耐候性和高抗冲能力。

甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯共聚物作用主要体现在：与PVC resin 的相融性，提高流动性。

ACR 加工助剂1.ACR 加工助剂根据原材料可以分为如下三类：（1）纯酯加工助剂：甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯。

（2）苯乙烯加工助剂：苯乙烯和丙烯腈（3）苯乙烯，丙烯腈，双甲酯。

2.ACR 润滑剂：175系列产品原料：甲酯和苯乙烯此产品为低分子量的产品主要可以改善熔体的加工性能，金属热脱模，减少熔体破裂以及提高加工效率。

分子量低与PVC 的相融性不好，附着于pvc表面，起到润滑的作用。

3.ACR 发泡调节剂产品的档次主要划分依据高档次产品：甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯低档次产品：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯等。

此产品为高分子量的产品主要用于pvc发泡领域，包括异型材，管材芯层发泡和发泡片材等。

二、误区：1.产品牌号和档次划分的标准（1）产品的牌号是通过产品的用途，通过原材料的配比划分的，因此价格也是有略微的差别。

（2）跟CPE 一样，填充物含量的增加，必然会影响产品价格。

这里的填充物，不仅仅局限在钙粉上，可以是其他软单体含量部分取代BA含量，或者添加PVC RESIN 等。

2.指标的概念ACR 所有产品的指标均为物理指标。

Bulk Density:表观密度：指的是产品的颗粒形态（越大越好）为产品运输过程中的一个参考数值比如：0.48g/cc 表示480KG/M3Particle size 粒径；主要用生产过程中产品过振动筛（比如40目）时候的通过率来表示。

Shanghai Zhehua Chemical Materials Co., Ltd.1 塑料加工助剂一、产品简介PVC制品工业配方体系通常要填充大量的无机粉体，尤其是碳酸钙。

由于碳酸钙成份差异、颗粒粒径分布难以控制、吸油值和比表面积波动等因素导致PVC加工流动性差、塑化性能不好。

使得PVC制品加工过程稳定性差，批次间PVC制品质量不稳定、波动大，尤其是PVC制品力学性能波动异常大。

碳酸钙企业通常选用硬脂酸、铝酸酯、钛酸酯等偶联剂加以处理，以改善碳酸钙的亲油性。

但传统偶联剂多的亲油链段为烷烃基，与PVC相容性差，延迟PVC塑化，反而影响PVC的加工性能且损伤PVC的力学性能。

CA-40是一类丙烯酸酯聚合物，是PVC的高效塑化助剂，而且与PVC相容性极好，不仅可以大幅度提高PVC的塑化性能，改善PVC熔体流动性，还赋予PVC制品更高的力学性能。

CA-40处理的CaCO3粉体，可以完全消除碳酸钙生产过程中各种因素引起PVC制品加工过程的波动和PVC制品力学性能异常劣化。

CA-40用于处理CaCO3，应用于PVC制品中，可以促进CaCO3粉体与PVC 熔体的高效熔合，实现CaCO3颗粒界面与PVC强效的粘接性，改善PVC的塑化性能和PVC熔体的加工流动性，提高PVC制品表面光泽，极大地提高PVC制品的冲击韧性、拉伸强度和抗撕裂性。

尤其对难以分散的纳米碳酸钙特别有效。

二、产品特点CA-40加工助剂不同于传统硬脂酸、钛酸酯、硼酸酯、铝酸酯等偶联剂，它具有如下特点：•完全消除碳酸钙企业产品批次间生产因素引起质量的波动；Shanghai Zhehua Chemical Materials Co., Ltd.2 •赋予CaCO3更优异的PVC塑化性能和PVC加工流动性；•更高的PVC制品表面光泽；•更突出的PVC环刚度、拉伸性能、冲击韧性和抗撕裂强度等力学性能；•在PVC制品中更高的碳酸钙填充量。

特别是对于难以分散的纳米碳酸钙，赋予纳米碳酸钙在PVC制品优异的分散性、加工流动性和优秀的塑化性。

PVC重要助剂—费托蜡费托蜡（Fischer Tropsch wax）是一种亚甲基聚合物，是利用合成气或天然气合成的烷烃。

高熔点（一般高于85°）的费托蜡主要由相对分子质量在500-1000的直链、饱和的高碳烷烃组成，这就赋予了这种化学品精细的晶体结构、高熔点、窄熔点范围、低油含量、低针入度、低迁移率、低熔融粘度、坚硬、耐磨及稳定性高。

费托合成蜡与通用的聚乙烯蜡（PE蜡）相比，二者的显著区别在于：⑴分子量。

费托蜡分子量远低于PE蜡，支链也较少，结晶度高，易于渗入高粘度大分子链之中，显著降低熔体粘度，在加工过程中迁移性小，后期润滑效果明显。

⑵费托蜡为饱和直连烷烃，不含双键，抗氧化能力强，产品耐候性好。

⑶费托蜡粘度远低于PE蜡。

只有10左右。

较少用量即可达到同样润滑效果。

使用量仅为PE蜡的70-80%。

费托蜡与PVC相容性较好，作为内外润滑剂都可胜任。

可作为良好的内润滑剂有效控制剪切条件、促进流动、控制摩擦和熔融性能，从而提高热稳定性。

同时，费托蜡因其高结晶度和高线性度的结构，使PVC产品获得最佳的物理及加工性能。

根据需要，费托工艺可以合成不同链长度的烷烃改变最终产品分子量大小，形成系列化产品。

表一：费托蜡和PE蜡性能对比费托蜡在塑料行业主要应用：费托蜡可以应用到塑料（pvc）加工中，如注塑、挤出以及造粒行业。

费托蜡在色母粒和改性塑料生产过程中，在混料时有助于填料的分散和出色滑爽性。

可以用作PVC的外润滑剂，低黏度能提高产品的生产速度，在混料时有助于颜填料的分散特别在高粘度体系的挤出中有较好的任用，比普通PE蜡添加量少40～50%，而且能显著提高制品表面光泽（光泽方面可以取代巴西棕榈蜡）。

在使用浓色时，熔化的费托蜡可以有效地润湿染料，降低挤出粘度。

目前中国煤制油品上马项目大约有30多个，代表性的有中国神华煤制油化工有限公司百万吨级煤炭直接液化项目、神华宁煤国内首个煤炭间接液化示范项目以及内蒙古伊泰煤制油有限公司煤炭间接液化项目。

pvc助剂生产工艺
PVC助剂生产工艺是指通过一系列的加工步骤将原材料转化
为PVC助剂的过程。

下面是PVC助剂生产工艺的大致流程：
1. 原材料准备：选择适合的原材料，包括基础物质和添加剂。

基础物质通常是PVC树脂或其他合成树脂，添加剂包括稳定剂、增塑剂、填充剂等。

2. 原料混合：根据配方比例将原材料按照一定的顺序加入混合机中进行充分混合。

通过混合可以保证原材料的均匀性和一定的批次一致性。

3. 加热混炼：将混合好的原料送入混炼机中进行加热混炼。

混炼过程中，可根据需要加入其他的添加剂，并调整温度和时间，以确保原材料的完全溶解和均匀混合。

4. 冷却固化：经过混炼后的糊状物质在冷却器中进行冷却。

冷却的目的是使原料胶状物质逐渐凝固，形成固体物质。

冷却过程中，可根据需要调整冷却速度。

5. 粉碎筛分：将冷却固化后的块状物质送入粉碎机进行破碎粉碎。

通过破碎可以将块状物质粉碎成所需的粒度。

随后，经过筛分，将符合要求的颗粒筛选出来。

6. 干燥：将筛分好的颗粒送入干燥机进行干燥处理。

通过干燥，去除颗粒中的水分，提高颗粒的质量和稳定性。

7. 包装和储存：将干燥好的PVC助剂产品根据不同规格进行
包装，标明产品信息和质量等级。

随后，存放于干燥通风的仓库中，确保产品的质量和保存期限。

以上是PVC助剂生产工艺的大致流程，不同的工厂和产品可
能会有所不同，但整体上是一个以原料准备，混合，加热混炼，冷却固化，粉碎筛分，干燥，包装和储存为主要步骤的过程。

这些步骤的调整和控制，可以影响到最终产品的质量和性能。

PVC为什么使用加工助剂聚氯乙烯(PVC) 由于具有优异的化学性能和物理机械性能成为成本最低，用量最高的通用树脂之一。

PVC 可采用各种主要的加工工艺进行加工，例如，挤出，混炼，注射模塑，以及吹塑成型。

PVC 的热分解温度接近于它的加工温度，因此添加象热稳定剂，增塑剂，抗冲击改性剂及加工助剂等助剂是必要的。

PVC 的加工性能并不是很好，加工助剂很独特，只需添加少量就能大大改善PVC 的加工性能。

加工助剂通常能够带来以下的好处:1. 促进熔融并增加弹性2. 增加润滑性促进物料的熔融改善表面光泽促进口模胀大 (防止下拉变长)改善 PVC 泡沫的外观改进原材料的分散改善脱模性防止产品的粘结延缓熔化，并降低扭矩注塑成型可能是PVC 加工工艺中对熔体粘度要求最苛刻的一种工艺。

当壁厚降低或者部件尺寸增大时，流动性则需要提高。

此外，注射螺杆比常用挤出机提供的剪切要小，因此需要保证凝固成形时间要短。

脱模性的好坏是加快注射循环和提高产量的首要因素。

加工助剂的用处在于:•减少了注射量: 当PVC 熔体的粘度较低时，模腔中就会充满挤压的物料。

一旦冷却，注射的痕迹可能保留在材料内部，从而引起残余应力及各向异性。

加工助剂由于具有一定的弹性，有助于物料均匀的充满模腔。

•表面光泽更好: 熔体弹性的改善意味着物料与模腔壁具有良好的接触，同时还意味着制品表面更加光滑而有光泽。

•快速熔融•"白纹"的下降: 材料的冷却从模腔壁开始，而在这个过程中，最热的部分仍然是在注射口处。

当熔体的弹性较差时，模糊的白色微小裂纹（“白纹”）可能就会在注射口处出现，这是由于存在一个从热区到冷区的一个应力场。

当体系中引入了加工助剂以后，物料的弹性就能得到改善，这些裂纹也就会消失。

•焊接强度的改善: 在存在丙烯酸加工助剂的情况下，流动熔体光滑的末端增强了焊接强度。

Tensile bar :Lead TinPVC, Kw 57 100 PVC, Kw 57 100Tribas. lead sulfate 3 Dioctyl tin mercapt. 2.5Dibas. lead stear. 1.2 Montan wax 0.5Lead stearate 1 551 0 - 5Ca stearate 2551 0 - 5. 防粘，模头组合含有苯乙烯的分子量较低的丙烯酸类共聚物在PVC 中的溶解度较低。

PVC配方中加工助剂的选择要点
加工助剂主要是一类可以改善树脂加工性能的助剂，其主要作用方式由三种：促进树脂熔融、熔体流变改性及赋予润滑功能。

常用加工助剂品种是ACR类，ACR为甲基丙烯酸甲酯的共聚物。

另外还有α-甲基苯乙烯的低聚物、丁二烯和丙烯腈共聚物等。

PVC硬制品中必须要加入加工助剂，以改善物料的加工性能，而PVC软制品中可以不加或少加，透明制品和无毒制品可以根据制品的软硬程度，确定加工助剂的添加量。

下面以ACR为例加以说明：
只用于改善树脂加工性能时，添加量一般不高，在1~3份左右，如果同时需要改善抗冲击性能，添加量就比较多了。

但要注意所选择的加工助剂是否有较好的改性作用。

国内ACR产品有ACR-201、ACR-401等品种。

ACR-201为甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸酯的接枝共聚物，外观为白色粉末，加入PVC中可改善其熔体强度和熔体延展性。

ACR-201主要用于硬质PVC异型材、管材、瓶类及片材，用量为0.5~2份。

ACR-401,由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯及苯乙烯四种单体共聚而成，属于核-壳共聚物，在PVC中的加入量如下：
其它类加工助剂应用情况如下：
AMS类，ANS系α-甲基苯乙烯的低聚物，其六聚体又称为M-80，它无毒且透明性好，可改善PVC的加工流动性及制品光泽。

AMS可用于PVC硬制品，在硬管中加入2~5份，透明片中加入3份，地板中加入10份。

P83为丁二烯和丙烯腈共聚物，其表面经PVC乳液处理后，可用作加工助剂，加入量可达20份左右。

820-G是由氯化石蜡与氧化聚丙烯—乙烯通过自由基接枝而成的，它可改善PVC的加工流动性，光泽及手感，加入量可达5~10份。