pvc异型材生产工艺配方设计

加入量可参考如下:ＰｂＳｔ2,0.2～1.0份;ＣａＳｔ2,0.2～1.5份;ＺｎＳｔ2,0.15份;ＢａＳｔ2,0.2 1.0份;ＨＳｔ,0.5份;ＯＰ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ＨＳｔ为例,加工温度低时,其与ＰＶＣ相容性差,主要起外润滑作用;但温度升高,其与ＰＶＣ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。

ＰＶＣ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ＣａＣＯ3等的增加
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ＰＶＣ热分解
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
ＣＰＥ是高密度聚乙烯(ＨＤＰＥ)经氯化制得的无规氯化物。

氯含量25%～40%的ＣＰＥ与ＰＶＣ半相容,其改性的ＰＶＣ制品冲击强度相应提高,但加工流动性差;氯含量34%～37%的ＣＰＥ的结晶度和玻璃化温度较低,具有良好的弹性及与ＰＶＣ的相容性。

因此,通常选用氯含量35%～
ＣＰＥ作为ＰＶＣ型材冲击改性剂。

但是,ＣＰＥ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,ＣＰＥ改性效果不及ＡＣＲ,但ＣＰＥ成本低,是国内目前异型材中应用最多的冲击改性剂。

ＡＣＲ类冲击改性剂是丙烯酸酯类共聚物。

ＡＣＲ与ＰＶＣ相容性好,可在室温和低温下大大提高硬质ＰＶＣ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ＡＣＲ产品质量差,成本高,而进口的ＡＣＲ价格高,所以尽管ＡＣＲ冲击改性剂的优点远高于ＣＰＥ,但在国内的应用不及ＣＰＥ。

1.5加工改性剂
异型材改性剂常用ＡＣＲ,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ＡＣＲ-201和ＡＣＲ-401、Ｋ-120Ｎ及Ｋ-125。

ＡＣＲ-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ＰＶＣ有明显的促进塑化及改善流动性作用与美国Ｋ-120Ｎ的加工性能接近(见表2)。

ＡＣＲ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
聚物。

ＡＣＲ-401基本上与ＡＣＲ-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Ｋ-125相似。

1.6钛白粉(ＴｉＯ2)
在ＰＶＣ异型材中,ＴｉＯ2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
型ＴｉＯ2不抗紫外光,一般不应用于ＰＶＣ异型材的生产。

氯化法金红石型ＴｉＯ2由于粒度小
普通金红石型ＴｉＯ2(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ＴｉＯ2与低稳定ＴｉＯ2耐候性相差明显;同时,只有当稳定金红石型ＴｉＯ2用量达到4%～8%
会显著影响其色泽稳定性,制品才能长期保持耐候性。

1.7ＣａＣＯ3助剂
ＣａＣＯ3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ＣａＣＯ3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ＣａＣＯ
用量为4～6份。

2配方设计及优化
2.1配方设计
ＰＶＣ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
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ＰＶＣ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ＴｉＯ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ＴｉＯ
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
ＰＶＣ异型材门窗的配方评价应以ＧＢ8814-1998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。