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PVC及各种助剂介绍(二)

2021-06-02


      PVC塑料配方主要由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

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、硬脂酸铅为比较好。

       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,主要品种包括乙基双硬脂酰胺、N,N.亚乙基双蓖麻醇酸酰胺等。

       4、脂肪酸类

       如琦鸿硬脂酸G01,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。如琦鸿高温润滑剂GW-916, 916 是一种高分子氧化聚合物,一种性能很好的功能性加工助剂,适用于PVC发泡板材制品增塑、后期脱膜,增大挤出扭矩。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。

       PVC加工改性助剂K-311是采用乳液聚合工艺制得丙烯酸类加工助剂,

       能促进促进PVC在低温下熔融,增强PVC熔融的内聚力和均质性,降低加工温度。

       赋予制品优异的透明性,特别适合于高透明制品和高品质异型材。

       改善PVC的流变性能,促进PVC树脂的塑化、熔融,提高制品的外观质量。

       尤其适用于 PVC 高透明制品的加工成型。

       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QH201、QH301和QH401、QH402几种,国外的牌号有:K120N、K125、K175、P530、P501、P551、P700、PAl00等。。

       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。

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