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PVC技术知识介绍配方各组分的选择

价格:25000 2020-03-13 08:39:01 466次浏览

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一、PVC树脂的选择

PVC配方设计时,首先要确定PVC树脂的种类和牌号,在前面已经介绍了各种方法生产的PVC树脂的特点,我们常规使用的PVC树脂主要为乳液法生产糊树脂、悬浮法生产的疏松型树脂及少量的本体法PVC树脂。

乳液法树脂宜作PVC糊,生产人造革和壁纸等。目前市场上的本体法树脂和悬浮法疏松型树脂差异不大,同等型号可以互换使用,当然需要进行必要的配方调整。

我们常用的绝大多数是疏松型悬浮法PVC树脂,一般分为SG-3、SG-5、SG-7型,另外还有SG-8和SG-1。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。一般1~3型树脂主要用于电线、电缆、塑料粒料、鞋类加工领域;5~8型树脂主要用于塑料门窗、塑钢门窗、上下水管、穿线管、扣板(装饰)、塑料管件、管材、农用薄膜、烟膜等加工领域。但随着PVC工业的发展,PVC牌号在软硬制品中严格的区分已经不像以前那样明显,为了便于加工,实际使用中很多软制品也开始采用SG-5型树脂,而不仅仅局限于SG-1~3型。而在一些片材生产中为了提高制品性能,也采用原来很少使用的SG-5型树脂。和助剂的发展有关,因为可以保证正常的加工和生产。PVC树脂的选择,重要的是看PVC性能能否符合制品的要求。

另外,PVC树脂的选择,还必须要注意PVC制品的毒性及环保要求,用于食品、药品包装等领域的,一定要选择卫生级的PVC树脂,还要注意配方的卫生性。

二、PVC稳定剂的选择

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。

2.1、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。一般在配方中根据制品的要求来选用热稳定剂品种。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。深圳市森德利塑料助剂有限公司成功开发出CZX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。

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。

近年来还出现了稀土类稳定剂和水滑石系稳定剂,稀土类稳定剂主要特点是加工性能优良,而水滑石则是无毒稳定剂。

热稳定剂的选用原则:

2.1.1. 硬质PVC配方中热稳定剂的选用

硬质PVC中增塑剂加入量少或不加,要求稳定剂的加入量相应增大,且稳定效果要好。

(1) 不透明硬制品 常选用的为三碱式硫酸铅及二碱式亚磷酸铅,两者协同加入效果好,加入比例为2:1或1:1,总加入量为3~5份。

(2) 透明硬制品 不用铅盐类,常选用除Pb、Ca之外的金属皂类及有机锡、有机锑和稀土稳定剂。其中金属皂类加入量为3~4份,有机锡类为1~1.5份。

2.1.2. 软质PVC及PVC糊制品配方中热稳定剂的选用

这类配方中增塑剂含量高,加工温度低,可适当减少稳定剂的加入量。

(1)不透明软制品 常选铅盐(1~2份)与金属皂类(1~2份)协同加入。

(2)半透明软制品 常选用几种金属皂类并用,加入量2~3份。

(3)透明软制品 常用有机锡类(0.5~1份)与金属皂类(1~2份)协同加入。也可用有机锑及稀土稳定剂代替有机锡。

2.1.3. 无毒PVC配方中热稳定剂的选用

(1) 不宜选用铅盐类稳定剂。

(2) 除Pb、Cd皂外其它金属皂类稳定剂可选用。

(3) 无毒有机锡类可选用。

(4) 有机锑和稀土类可选用。

(5) 辅助稳定剂中的环氧类无毒,可以选用。

2.1.4. 主稳定剂的协同作用

在一个PVC配方中,往往选用几个主稳定剂并用,因为不同主稳定剂之间有协同作用。

(1) 三碱式硫酸铅与二碱式亚磷酸铅有协同作用,两者协同比例为2:1或1:1.

(2) 不同金属皂之间有协同作用,金属皂类热稳定顺序如下:Cd、Zn>Pb>Ba、Ca。

一般高热稳定性金属皂与低热稳定性金属皂类之间协同作用效果好,如Ca/Zn、Cd/Ba、Ba/Pb、Ba/Zn及Ba/Cd/Zn等复合稳定剂。

金属皂类的协同使用最为常用,它们很少单独使用。

(3) 金属皂类与有机锡类之间有协同作用,在透明配方中两者往往协同加入。

(4) 部分稀土类与有机硒类有协同作用,用稀土取代有机锡可降低成本。

2.1.5. 主、辅稳定剂的协同作用

(1) 金属皂类与环氧类

(2) 金属皂类与多元醇类

(3) 金属皂类与β-二酮化合物。

(4) 部分稀土与环氧类

(5) 金属皂类与亚磷酸酯类。

2.1.6. 热稳定剂与其它助剂的并用

有些稳定剂本身无润滑作用,如铅盐、有机锡、有机锑及稀土类,配方中要另外加入润滑剂。有些稳定剂本身有润滑作用,如金属皂类,配方中可不加或少加润滑剂。

含硫有机锡类和有机锑类热稳定剂不可与含Pb、Cd类稳定剂并用,两者并用会发生硫污染。

2.2、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。

2.3、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常用的紫外线吸收剂有三嗪-5、UV-9、UV-326、TBS、BAD、OBS

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