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PVC木塑发泡板材配方打算

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PVC木塑发泡板材配方打算

  

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PVC木塑发泡板材配方打算

  PVC木塑发泡板材配方设计_材料科学_工程科技_专业资料。PVC 木塑发泡板材配方设计 聚氯乙烯(SG-5、6、7) 复合稳定剂 内、外润滑剂 发泡剂 发泡加工助剂 填料 阻燃剂 成核剂 增塑剂 改性处理木粉 100 3.5 0.5~2.0 AC 0.3~0

  PVC 木塑发泡板材配方设计 聚氯乙烯(SG-5、6、7) 复合稳定剂 内、外润滑剂 发泡剂 发泡加工助剂 填料 阻燃剂 成核剂 增塑剂 改性处理木粉 100 3.5 0.5~2.0 AC 0.3~0.5 ACR 5.0~8.0 4.0~6.0 2.0~3.0 0.2~0.7 5.0~10.0 20.0~30.0 PVC 配 方 设 计 概 要 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 SG2 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 SG3 一级 B、 二级 全塑凉鞋 SG4 一 级 A 工 业 和 民 用 薄 膜 SG4 一 级 B 、 二 级 软 管 、 人 造 革 、 高 强 度 管 材 SG5 一 级 A 透 明 制 品 SG5 一级 B 、二级 硬管、硬片、单丝、导管、型材 SG6 一级 A 唱片、透明片 SG6 一 级 B 、 二 级 硬 板 、 焊 条 、 纤 维 SGG7 一 级 A 瓶 子 、 透 明 片 SGG7 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,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。 深圳市某公司成功开发出 XXX 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,有臭味。 稀土类稳定剂作为中国特色的新兴种类,随着环保要求的日益提高,将代表着稳定 剂的选用趋势,在国家“十二五规划”中体现尤为明显。目前市场也是鱼龙混杂牌号 众多,而广东炜林纳开发的 WWP 系列稀土复合稳定剂得到的认同度比较高,在海螺、 顾 地 等 龙 头 企 业 已 经 应 用 多 年 。 稀土复合稳定剂之所以从面市到获得广泛认同离不开其优异的性能特点: 1、 热稳定性良好。 长期耐热性优于铅盐和钙、 钡皂稳定剂, 初期着色性与锌皂相当, 透 明 性 与 有 机 锡 相 近 ; 2 、 无 毒 、 无 臭 ; 3、润滑性适当,分散性、耐析出性、塑化效果良好; 4、具有偶联作用,可适当 增 加 无 机 填 充 剂 用 量 ; 5、有改进 PVC 韧性与加工性作用。可减少抗冲改性剂与加工助剂用量; 6、具 有 光 稳 定 作 用 , 适 于 户 外 使 用 的 制 品 ; 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。 近年来还出现了水滑石系稳定剂,水滑石类稳定剂主要特点是无毒稳定剂。 (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、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 。 型 材 的 配 方 设 计 PVC 塑 料 型 材 配 方 设 计 原 则 1、树脂应选择 PVC-SC5 树脂或 PVC-SG4 树脂,也就是聚合度在 1200-1000 的聚氯乙烯树 脂 。 2、 须加入热稳定体系。 根据生产实际要求选择, 注意热稳定剂之间的协同效应和对抗效应。 不 同 热 稳 定 体 系 的 特 点 如 上 表 所 述 : 3、须加入冲击改性剂。可以选择 CPE 和 ACR 冲击改性剂。根据配方中其它组成以及挤出 机塑化能力,加入量在 8—12 份。CPE 价格较低,来源广泛;ACR 耐老化能力、焊角强度 高 。 4、适量加入润滑系统。润滑系统可以降低加工机械负荷,使产品光滑,但过量会造成焊角 强 度 下 降 。 5、加入加工改性剂可以提高塑化质量,改善制品外观。一般加入 ACR 加工改性剂,加入 量 1-2 份 。 6、加入填料可以降低成本,增加型材的刚性但对低温冲击强度影响较大,应选择细度较高 的 活 性 轻 质 碳 酸 钙 加 人 , 加 入 量 在 5-15 份 。 7、必须加入一定量的钛白以起到屏蔽紫外线的作用。钛白应选择金红石型,加入量在 4-6 份。必要时可以加入紫外线 等以增加型材的耐老化能力。 8、适量加入兰色和荧光增白剂,可以明显改善型材的色泽。 9、在设计配方中应尽量简化,尽量不加入液体助剂,并且根据混合工序要求(见混合问题) 分 批 按 加 料 顺 序 把 配 方 分 为 I 号 料 、 Ⅱ号 料 、 Ⅲ号 料 分 别 包 装 。 各 类 配 方 实 例 及 特 点 从 使 用 的 热 稳 定 剂 分 类 : 1 、 有 机 锡 稳 定 剂 配 方 PVCSG-5 100 份 硫醇锡(京锡 8113) 2-3 份 硬脂酸钙 1-2 份 ACR401 1-2 份 CPE(35%) 8-10 份 活性轻 钙 6-8 份 钛 白 ( 金 红 石 型 ) 4-6 份 PE 蜡 0 . 5-1 份 该配方特点:无毒,粉尘污染小,型材焊接强度高。缺点:价格高,生产时有味,不能与 使 用 铅 盐 稳 定 剂 的 PVC 物 料 混 合 使 用 。 2 、 稀 土 稳 定 剂 配 方 PVC-SG5 100 份 稀 土 复 合 稳 定 剂 4-6 份 ACR401 1-2 份 CPE(35 % ) 8-10 份 活 性 轻 钙 6-8 份 钛 白 ( 金 红 石 型 ) 4-6 份 PE 蜡 0 . 2-0 . 5 份 该配方特点:无毒,型材焊接强度较高。缺点:价格较高。 3、复合铅盐稳定剂配方 1 PVC(K66-68) 100 份 复合铅 SMS50011FP 5 份 Baerorapid 10F 1 份 Baerodur EST-3 8 份 活性轻钙 5 份 钛 白 ( 金 红 石 型 )5 份 硬脂酸 0.3 份 4 、 复 合 铅 盐 稳 定 剂 配 方 2 PVC-SG5 100 份 份 ACR401 2 份 CPE(35 活性轻钙 6 份 复 合 铅 (HJ-301) 5 份 % ) 10 钛 白 ( 金 红 石 型 )4 份 该配方特点:生产中铅污染小,加工流动性好,操作简便,价格适中。 5、铅盐稳定剂配 方 PVC-SG5 100 份 三盐 3 份 二盐 1.5 份 硬脂酸钙 0.5 份 硬脂酸钡 0.5 份 硬 脂酸铅 0 . 5 份 硬脂酸 0 . 5 份 ACR401 2 份 CPE(35 % ) 10 份 活性轻钙 8 份 钛 白 ( 金 红 石 型 )4 份 氧 化 PE 蜡 0 . 3 份 石 蜡 0 . 3 份 该配方特点:成本 低,稳定性 好。缺点:生产中易发 生铅污染,配料操作麻 烦。 使用的冲击改性剂有 CPE 和 ACR 两种,以上列举的均为 CPE 的配方,我国有许多工厂生 产 CPE,价格较低。而 ACR 冲击改性剂在国外使用较多,特点是加工性能好,型材焊接性 能好,耐老化好,价格比 CPE 稍高一些。下面一例为使用 ACR 冲击改性剂的配方: 6、 ACR 冲 击 改 性 剂 配 方 PVC(K65) 100 份 二 盐 3 份 硬脂酸钙 0. 5 份 硬脂酸钡 0. 5 份 硬脂酸铅 0. 5 份 硬脂酸 0. 5 份 ACR K125P 0. 8 份 ACR K175 0 . 5 份 ACRKM355P 6 份 活 性 轻 钙 6 份 钛 白 ( 金 红 石 型 )4 份 PE 蜡 0 . 2 份 上列配方仅供参考,企业在确定自己生产配方时还要根据企业的设备能力,各种助剂的来 源以及质量稳定情况和价格成本来确定。 一旦配方确定后, 不要经常改变配方, 以稳定生产。 配方的改变往往造成物料流动性能的变化,影响模具和挤出工艺控制。

本站文章于2019-10-18 15:18,互联网采集,如有侵权请发邮件联系我们,我们在第一时间删除。 转载请注明:PVC木塑发泡板材配方打算
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