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      PVC技術知識介紹配方各組分的選擇

      2020-03-13 20:39   987次瀏覽
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      一、PVC樹脂的選擇

      PVC配方設計時,首先要確定PVC樹脂的種類和牌號,在前面已經介紹了各種方法生產的PVC樹脂的特點,我們常規使用的PVC樹脂主要為乳液法生產糊樹脂、懸浮法生產的疏松型樹脂及少量的本體法PVC樹脂。

      乳液法樹脂宜作PVC糊,生產人造革和壁紙等。目前市場上的本體法樹脂和懸浮法疏松型樹脂差異不大,同等型號可以互換使用,當然需要進行必要的配方調整。

      我們常用的絕大多數是疏松型懸浮法PVC樹脂,一般分為SG-3、SG-5、SG-7型,另外還有SG-8和SG-1。工業上常用粘度或K值表示平均分子量(或平均聚合度)。樹脂的分子量和制品的物理機械性能有關。分子量越高,制品的拉伸強度、沖擊強度、彈性模量越高,但樹脂熔體的流動性與可塑性下降。一般1~3型樹脂主要用于電線、電纜、塑料粒料、鞋類加工領域;5~8型樹脂主要用于塑料門窗、塑鋼門窗、上下水管、穿線管、扣板(裝飾)、塑料管件、管材、農用薄膜、煙膜等加工領域。但隨著PVC工業的發展,PVC牌號在軟硬制品中嚴格的區分已經不像以前那樣明顯,為了便于加工,實際使用中很多軟制品也開始采用SG-5型樹脂,而不僅僅局限于SG-1~3型。而在一些片材生產中為了提高制品性能,也采用原來很少使用的SG-5型樹脂。和助劑的發展有關,因為可以保證正常的加工和生產。PVC樹脂的選擇,重要的是看PVC性能能否符合制品的要求。

      另外,PVC樹脂的選擇,還必須要注意PVC制品的毒性及環保要求,用于食品、藥品包裝等領域的,一定要選擇衛生級的PVC樹脂,還要注意配方的衛生性。

      二、PVC穩定劑的選擇

      PVC用的穩定劑包括熱穩定劑、抗氧劑、紫外線吸收劑和螯合劑。配方設計時根據制品使用要求和加工工藝要求選用不同品種,不同數量的穩定劑。

      2.1、熱穩定劑

      熱穩定劑必須能夠捕捉PVC樹脂放出的具有自催化作用的HCL,或是能夠與PVC樹脂產生的不穩定聚烯結構起加成反映,以阻止或減輕PVC樹脂的分解。一般在配方中根據制品的要求來選用熱穩定劑品種。例如:

      鉛鹽穩定劑主要用在硬制品中。鉛鹽類穩定劑具有熱穩定劑好、電性能優異,價廉等特點。但是其毒性較大,易污染制品,只能生產不透明制品。近年來復合穩定劑大量出現,單組分的穩定劑已有被取代的危險。復合穩定劑的特點是專用性強,污染小,加工企業配料簡便等優點。但由于無統一的標準,所以各家的復合穩定劑差異很大。

      鋇鎘類穩定劑是性能較好的一類熱穩定劑。在PVC農膜中使用較廣。通常是鋇鎘鋅和有機亞磷酸酯及抗氧劑并用。

      鈣鋅類穩定劑可作為穩定劑,用在食品包裝與醫療器械、藥品包裝,但其穩定性相對教低,鈣類穩定劑用量大時透明度差,易噴霜。鈣鋅類穩定劑一般多用多元醇和抗氧劑來提高其性能,最近已經國內已經有用于硬質管材的鈣鋅復合穩定劑出現。深圳市森德利塑料助劑有限公司成功開發出CZX系列鈣鋅穩定劑,能夠滿足硬質管材及管件的生產,并在聯塑等管材生產廠家批量使用。

      有機錫類熱穩定劑性能較好,是用于PVC硬制品與透明制品的較好品種,尤其辛基錫幾乎成為包裝制品不可缺少的穩定劑,但其價格較貴。

      環氧類穩定劑通常作為輔助穩定劑。這類穩定劑與鋇鎘鈣鋅類穩定劑并用時能提高光與熱的穩定性,其缺點是易滲出。作輔助穩定劑的還有多元醇,有機亞磷酸酯類能。

      近年來還出現了稀土類穩定劑和水滑石系穩定劑,稀土類穩定劑主要特點是加工性能優良,而水滑石則是穩定劑。

      熱穩定劑的選用原則:

      2.1.1. 硬質PVC配方中熱穩定劑的選用

      硬質PVC中增塑劑加入量少或不加,要求穩定劑的加入量相應增大,且穩定效果要好。

      (1) 不透明硬制品 常選用的為三堿式硫酸鉛及二堿式亞磷酸鉛,兩者協同加入效果好,加入比例為2:1或1:1,總加入量為3~5份。

      (2) 透明硬制品 不用鉛鹽類,常選用除Pb、Ca之外的金屬皂類及有機錫、有機銻和稀土穩定劑。其中金屬皂類加入量為3~4份,有機錫類為1~1.5份。

      2.1.2. 軟質PVC及PVC糊制品配方中熱穩定劑的選用

      這類配方中增塑劑含量高,加工溫度低,可適當減少穩定劑的加入量。

      (1)不透明軟制品 常選鉛鹽(1~2份)與金屬皂類(1~2份)協同加入。

      (2)半透明軟制品 常選用幾種金屬皂類并用,加入量2~3份。

      (3)透明軟制品 常用有機錫類(0.5~1份)與金屬皂類(1~2份)協同加入。也可用有機銻及稀土穩定劑代替有機錫。

      2.1.3. PVC配方中熱穩定劑的選用

      (1) 不宜選用鉛鹽類穩定劑。

      (2) 除Pb、Cd皂外其它金屬皂類穩定劑可選用。

      (3) 有機錫類可選用。

      (4) 有機銻和稀土類可選用。

      (5) 輔助穩定劑中的環氧類,可以選用。

      2.1.4. 主穩定劑的協同作用

      在一個PVC配方中,往往選用幾個主穩定劑并用,因為不同主穩定劑之間有協同作用。

      (1) 三堿式硫酸鉛與二堿式亞磷酸鉛有協同作用,兩者協同比例為2:1或1:1.

      (2) 不同金屬皂之間有協同作用,金屬皂類熱穩定順序如下:Cd、Zn>Pb>Ba、Ca。

      一般高熱穩定性金屬皂與低熱穩定性金屬皂類之間協同作用效果好,如Ca/Zn、Cd/Ba、Ba/Pb、Ba/Zn及Ba/Cd/Zn等復合穩定劑。

      金屬皂類的協同使用最為常用,它們很少單獨使用。

      (3) 金屬皂類與有機錫類之間有協同作用,在透明配方中兩者往往協同加入。

      (4) 部分稀土類與有機硒類有協同作用,用稀土取代有機錫可降低成本。

      2.1.5. 主、輔穩定劑的協同作用

      (1) 金屬皂類與環氧類

      (2) 金屬皂類與多元醇類

      (3) 金屬皂類與β-二酮化合物。

      (4) 部分稀土與環氧類

      (5) 金屬皂類與亞磷酸酯類。

      2.1.6. 熱穩定劑與其它助劑的并用

      有些穩定劑本身無潤滑作用,如鉛鹽、有機錫、有機銻及稀土類,配方中要另外加入潤滑劑。有些穩定劑本身有潤滑作用,如金屬皂類,配方中可不加或少加潤滑劑。

      含硫有機錫類和有機銻類熱穩定劑不可與含Pb、Cd類穩定劑并用,兩者并用會發生硫污染。

      2.2、抗氧劑

      PVC制品在加工使用過程中,因受熱、紫外線的作用發生氧化,其氧化降解與產生游離基有關。主抗氧劑是鏈斷裂終止劑或稱游離基消除劑。其主要作用是與游離基結合,形成穩定的化合物,使連鎖反應終止,PVC用主抗氧劑一般是雙酚A。還有輔助抗氧劑或過氧化氫分解劑,PVC輔助抗氧劑為亞磷酸三苯酯與亞磷酸苯二異辛酯。主輔抗氧劑并用可發揮協同作用。

      2.3、紫外線吸收劑

      在戶外使用的PVC制品,因受到它敏感波長范圍的紫外線照射,PVC分子成激發態,或其化學鍵被破壞,引起游離基鏈式反應,促使PVC降解與老化。為了提高抗紫外線的能力,常加入紫外線吸收劑。PVC常用的紫外線吸收劑有三嗪-5、UV-9、UV-326、TBS、BAD、OBS

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