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文档简介

技术工艺常识 PVC 产品配方 技术工艺常识 硬质 PVC 管线 (一)PVC 电线套管、线槽 PVC 塑料电线套管、线槽改变了传统的电器钢管配线安装敷设的方法。它与传统的钢管配线方 式相比具有以下几个方面的优点: 1裁剪简单 只需厂家提供的一种专用剪管刀就可以很容易剪断 PVC 管材。再加上厂家的一种 PVC 胶粘剂就 可以方便地把 PVC 管连接起来,或用配套的连接管套、弯头、三通、四通、线盒等进行干作业连接。 2操作轻便 PVC 管只有钢管重量的 1/6,安装操作方便,劳动强度低。 3加工容易 在管内插入一段弹簧可以人工弯曲成型,不用加热。 4安装省时 按常规方法把电缆暗敷在墙内,需要挖槽抹灰,装修既费时又多支出费用,应用 PVC 线管、线 槽可把安装时间缩短为常规方法的 1/3。 5工作方便 钢管笨重,易生锈;PVC 管、槽轻便,不生锈。 6运输方便 PVC 管、槽可用轻型车辆运输,搬运容易;钢管则需用重型车辆运输,搬运劳动量大。 7价格便宜 PVC 套管和线槽在大多数应用场合,与钢管配线相比,材料成本和安装费用可大大降低。 8绝缘性能良好 因为 PVC 塑料不导电,所以它没有带电的危险,能抵受 25kV 电压而不会被击穿,可以防止意 外触电。 9,抗压强度大 PVC 管、槽特有辅助剂配合,能承受 750N 压力,所以可暗埋于混凝土内,不怕受压、冲击的 破坏。 10防潮、耐酸碱 PVC 套管、线槽防潮、不会腐蚀,耐酸、耐碱、耐油,所以在潮湿及恶劣环境中塑料套管、线槽可 以正常工作,效果很好。 11防虫鼠 PVC 管、槽特有辅助剂,使产品不会发出虫鼠喜欢的气味,避免虫鼠啃咬破坏,所以适宜于吊 顶内及明敷使用。 总体说来,应用塑料管、槽,不论是新建建筑物配线安装或是旧建筑改装、翻修配线都可只用最 少的工具而快速完成工程,这对工期要求紧迫的工程尤为重要。 什么是 PVC 粉? PVC 是聚氯乙稀(polyvinyl chloride)塑料的英文缩写。这种让人欢喜让人忧的塑料制品其实是 一种乙烯基的聚合物质。 简单地说,盐的水溶液在电流作用发生化学分解。这一过程会产生氯、苛性钠和氢气。精炼、裂化 石油或汽油能产生乙烯。当氯和乙烯混合后,就会产生二氯乙烯;二氯乙烯又可以转换产生氯化乙 烯基,它是聚氯乙烯的基本组成部分。聚合过程将氯化乙烯基分子连接在一起组成了聚氯乙烯链。 以这种方式生成的聚氯乙烯呈白色粉末状。它是不能单独使用的,但是可以与其它成分混合生成许 多产品。 氯化乙烯基最初是在 1835 年在 Justus von Liebig 实验室合成出来的。而聚氯乙烯是由 Baumann 在 1872 年合成的。但是直到 19 世纪 20 年代才在美国生产出了第一个聚氯乙烯的商 业产品,在接下来的 20 年内欧洲才开始大规模生产。 聚氯乙稀具有原料丰富(石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气)、制造工艺成熟、价格低廉、用途 广泛等突出特点,现已成为世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂,占世界合成树脂总消费量 的 29%。聚氯乙烯容易加工,可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工。 聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品,也可生产板材、门窗、管道和阀门 等塑料硬制品。 聚氯乙稀具有阻燃(阻燃值为 40 以上)、耐化学药品性高(耐浓盐酸、浓度为 90的硫酸、浓度 为 60的硝酸和浓度 20的氢氧化钠)、机械强度及电绝缘性良好的优点。但其耐热性较差,软 化点为 80 ,于 130 开始分解变色,并析出 HCI。 其实,叙述了这么多,我们最应该了解到的是:在提供给人类诸多方便了之后,PVC 还有它最致命 的缺点;它是对环境最具破坏力的塑料制品。PVC 的生产、使用和处理过程中均会导致有毒氯化物 的释放。这些毒素会很轻易的进入水、空气和食物链中,进而对环境造成极大的损害。而且据说 PVC 间接地和癌症、荷尔蒙失调、生育缺陷、糖尿病、神经损伤及免疫抑制后果有关。在 PVC 材 质的玩具中,邻苯二甲酸酯被用作软化剂,具有健康意识的家长已经开始担心这种物质是否对他们 的孩子有害:因为儿童会咀嚼和吮吸他们的玩具,如果这些添加剂有毒怎么办? 为什么聚氯乙稀被人们这样的又爱又恨呢?其实,氯在聚氯乙稀中的作用也是让人们爱恨交加的, 原来大多数日用塑料制品是以碳和氢为主要组成元素的。聚氯乙烯的不同之处是除碳、氢之外还含 有氯(大约占重量的 57%)。由于分子中氯的存在使得聚氯乙烯的作用变得特别丰富,因为它可 以使聚氯乙烯与其他许多物质相兼容。氯的成分还有助于延缓聚氯乙烯的燃烧,还可以把它当作在 塑料回收时的自动分类系统中我们区分聚氯乙烯的“标记“。我们还可以使用多种技术发展聚氯乙烯 的制造方法,几乎不要使用能源就可以制成最终的产品形态。所以,是氯元素的存在才使聚氯乙稀 有了这么快速及广阔的应用领域。 但,同时,我们不能忘记:氯也被人们称之为“PVC 中致命的结构单元“ 。它是 PVC 污染环境的主 犯。事实上它也是很多声名狼藉的毒性物质的基本组成部分,如 CFC(氟氯化碳)、二恶英污染、 PCB(多氯化联二苯)和 DDT 杀虫剂。大量的氯化毒素入侵空气、水流和食物链中。这些化学物 质中的多数有机氯不易分解,会在环境中保留几十年,人类和动物不能有效地将它从体内排 除,这样,危险就这样的埋伏了下来。 PVC 的生产在 20 世纪 60 年代得到了飞速发展。随着其他使用工业化氯的产品被禁止(如多氯化 联二苯(PCB )、氟氯化碳( CFC)和含氯的溶剂等),氯工业转向 PVC 以消耗其额外的氯。PVC 的生产逐渐增加,尤其是在亚洲和拉丁美洲。现在世界上超过 30的氯产品被用来生产 PVC。 - PVC 代表聚氯乙烯,UPVC 则代表硬聚氯乙烯。U 是指 Un-plasticised,非塑性,高强度或硬度的 意思。 pvc-聚氯乙烯管; u-pvc-改性聚氯乙烯管 PVC-u 又叫 UPVC(硬聚氯乙烯),U 表示添加 塑化剂,PVC-u 的氯不会释放出来。管子有一定力度,但是耐冲击力较小,多用于生活用水的给排 水。 PVC-U 和 PVC 的区别如下: 1. upvc 与 pvc 的材质相同,用途相同,两者不分轩轾。 2. upvc 中的 u,它的原文是unplasticized,在制造 PVC 原料未添加塑化剂,的 PVC 原 料称 UPVC 或 PVCU。没有添 塑化剂,PVC 原料中的氯(Cl)会全部挥发掉,而添加塑化剂 的 PVC 原料,有许多残余的氯(Cl)无法挥发掉。 3. upvc 的水管没有残余氯释放。pvc 的水管会有残余氯释放。 悬浮法通用型聚氯乙烯树脂 结构式:-CH2-CHCl- n 外 观:白色粉末 性 能:具有热塑性,不溶于水、汽油和乙醇,在醚、酮、氯化脂肪烃和芳烃中溶胀或溶解,耐 腐性强、介电性能良好。 用 途: 根据型号和等级的不同,可分别用于高级或一般电绝缘材料,食品医药用无毒透明包 装制品、装饰用透明压延硬片,代替 PE 和 PP 产品作食品医药包装,工业或民用薄膜、全塑凉鞋、 软硬管材、板料、型材、硬片等。以及制造透明制品、唱片、焊条、瓶子、纤维和硬质注塑管件、 高强度管材及过氯乙烯树脂等。 执行标准:Q/02 HJH 025-2004悬浮法通用型聚氯乙烯树脂。 包装与贮运:牛皮纸与聚丙烯编织物复合袋包装,每袋净重 250.25kg,不得露天存放,防止日 晒和受潮。 氯化聚乙烯 分子式: CH2-CHCl-CH2-CH2 n 性能:氯化聚乙烯外观为白色或微黄色粉末,无毒无味,具有优良的耐侯性、耐臭氧、耐化学 药品及耐老化性能,具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能,具有极好的韧性(在-30仍有柔韧 性,脆化温度在-70以下),与各类高分子材料具有良好的兼容性,兼具塑料及橡胶的双重特性, 极耐低温又具有较高的分解温度(在 170以上分解,放出 HCl 气体)。 用途:氯化聚乙烯(CPE)品种分两大系列,一是热塑性树脂,二是弹性体橡胶。热塑性树脂 除了可以单独使用以外,还可以与聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS 等树脂甚至聚氨酯 共混使用。弹性体橡胶既具备橡胶的弹性,又具有塑料耐油、耐化学品、耐热、耐寒和阻燃等优点。 在橡胶工业中,CPE 作为高性能、高质量的特种橡胶,可以单独使用,也可以与乙丙橡胶、丁基橡 胶、丁脂橡胶、氯磺化聚乙烯等其它橡胶共混使用。 执行标准:HG/T 27042002 氯化聚乙烯 包装与贮运:内衬聚乙烯薄膜的聚丙烯阀口编织袋,每袋净含量 25kg。产品应放在干燥通风 的仓库内,以批为单位分开存放,不得露天堆放,防止日晒和受潮。运输时必须用洁净有篷的运输 工具,防止日晒和雨淋。 UPVC 低发泡制品 PVC 低发泡制品由于具有低密度质量轻隔音 难燃 耐腐蚀 耐候等优点, 在建筑材料等方面逐渐得 到广泛应用.下面介绍一个实用配方供大家参考 ! PVC( S800)100 ; 复合稳定剂 4 5 ;冲击改性剂 3 4 ;发泡调节剂 4 5; JL-M01 加工改性剂 1 2;超细重质碳酸钙 30 40 ; JL-G01F 表面改性剂 1.0 1.2 ; JL-FG 发泡改性剂 0.8 1.2 ; AC 发泡剂 0.2 0.4 ; PE 蜡 0.1 0.2;其它 适量 说明: a. 最好先在高混机中对超细重质碳酸钙进行表面改性,按 100Kg 超细重质碳酸钙加 3.5-4.5 Kg JL-G01F,从低速到高速,混至 100 140,混 12 15 分钟,即可。 b. 注意造粒温度小于 150,挤出成型温度小于 200。 c. 此配方工艺得到的产品发泡均匀致密,表面光滑光洁,成本低。 为什么不考虑用纳米碳酸钙做填充料呢,纳米碳酸钙用于塑胶中, 与树脂亲合性好,可有效增加或调节 材料刚性、韧性,以及弯曲强度等,并可改善塑料加工体系的流变性能,降低塑化温度,提高制品 尺寸稳定、耐热性及表面光洁性;在 NR、BR 、SBR 等橡胶体系中,容易混炼,分散均匀,并可使 胶质柔软,还能提高压出加工性能和模型流动性。使橡胶制品具有表面光滑、伸长率大、抗张强度 高、永久变形小、耐弯曲性能好、耐撕裂强度高等特点。 JL- M01 聚合增韧改性剂 一、产品简介 JL-M01 聚合增韧改性剂(Modifier)是应用专利技术开发的新型多功能高分子材料加工增韧改性 剂,优选特殊高活性基体材料经多相合成技术聚合而成。该产品是含有特殊支链结构的低分子量均 聚物,具有一定的极性基团和类弹性体功能,因此产品不仅与无机填料(经表面改性效果更佳)具 有很强的亲合性,而且聚合长链与基体高分子材料体系结构相容,因而填料与基体树脂之间形成具 有核壳结构的复合体系,从而达到增韧增强之目的。并且在材料加工中能促进塑化,降低熔体粘度, 改善加工流动性及制品的光滑光洁度,提高生产效率,适合于挤出、注射等多种形式的加工过程。 产品可广泛应用于 PVC、PP 、PE、PA、PC、ABS、PBT、PS、AS 及橡胶等极性和非极性高分子 复合材料加工。 也可与我公司生产的 JL-G01 或 JL-G02 改性剂配合使用,直接用于无机填料的表面活化改性, 如碳酸钙、滑石粉、云母粉、硅灰石、高岭土、氢氧化铝、氢氧化镁等复合改性。 二、应用效果 四、使用方法 1直接用于造粒或注塑,于混料工序中按 1 3 % 加 JL-M01 聚合增韧改性剂于高分子材料 体系中,混匀即可。 2. 处理无机填料时,100 份粉体加 1.5 2.0 份 JL-G01 或 G02 改性剂,于 100以上高混 10 分钟,之后加 1.5 2.0 份 JL-M01 聚合增韧改性剂(最好冷混时加),再混 5 分钟即可出料 (高混尽可能温度高一些,改性同时除水份)。 PVC 复合稳定剂品名:BL-30F 组成:钙锌钡复合盐 特性:本品含有适量的气泡调整剂和气泡均匀剂,适用于 PVC 微发泡制品,使制品发泡率高和气泡 组织优良,气泡闭孔性良好。 用途:乳胶皮发泡层用,鞋用革凉鞋沙发皮旅行袋等。 参考配方:PVC - 100 ; DOP - 40 80 ; ESO -2 3 ; BL-30F - 3 4 AC- 3 6 ; CaCO3 -10 15 向 PVC 中加入什么能增加其柔软性? 加 DOP,邻笨二甲酸二辛酯(当然是液体喽)。还要加入稳定剂,否则颜色会跑的,稳定剂可以用 硬酯酸锌(Ba/Zn).由于 DOP 成本较高,如果要非环保,可以用 ECP,ECP 其实是一种非标准塑 胶材料,它是由一些废机油,废齿轮油垃圾油组成的,但它非常实用。如果做深颜色,无须环保就 用 ECP。我现在不知道你做什么用。提供几组配方供参考:(以一手料 120KG,手感一般为例) 1(环保)。PVC:60; DOP:55 ;Ba/zn:1.5 ;ESO:1.0(工业大豆油) 2(非环保)PVC :55 ; ECP:65 ; Pb/Ba:1.0(有毒稳定剂,铅钡) 以上配方实际出来是一种透明膜或半透明膜。在实际生产中用以上配方几乎已经没有了,除非客人 要求非常高,再提供一组实际生产的典型配方,(还是以一手料 120KG 手感一般为例) ECP:3(按实际软硬度作适当调整) Pb/Ba:1.0(如果做黑色就不要加了,降成本) 玩具膜:15 粒子料:15 ;包皮料:15 ; 回料:15 ;CaCo3:60(碳酸钙粉) 色料:适当 以上配方适合做压延人造革。 PVC 配方设计知识 序:技术 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 160210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 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 一级 B,二级 全塑凉鞋 SG4 一级 A 工业和民用薄膜 一级 B、二级 软管、人造革、高强度管材 SG5 一级 A 透明制品 一级 B、二级 硬管、硬片、单丝、导管、型材 SG6 一级 A 唱片、透明片 一级 B、二级 硬板、焊条、纤维 SG7 一级 A 瓶子、透明片 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 23。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 35 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 4550 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。 (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 常用的紫外线吸收剂有三嗪-5、UV-9、UV- 326、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 0.20.5 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 0.51 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 0.51 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 150180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(25 份)、磷酸酯等阻燃剂。磷酸酯类和含 氯增塑剂也有阻燃性。 塑料配方设计知识介绍 塑料制品几乎充满了我们生活的方方面面,我们所生产的药品包装只是其中很小的一部分。但要 满足其对透明性、颜色、安全性、气密性等方面的特殊要求,也不是一件简单的事请。除了要研究 产品的结构设计、制造工艺外,产品的配方设计也是其中很重要的一个方面。 就拿我们生产的白瓶 来说,虽然是叫 PE 瓶,但并非是用纯 PE 树脂制造的,其中还是加入了一些共混料和助剂如 PP、 色母等,也就是要对树脂进行改性,因为,单纯使用 PE 树脂不能满足我们对产品的要求,而寻找 这能够对树脂进行改性的些添加物和加入量的过程就称之为“配方设计”。 配方设计能否成功的关键 因素首先是原料 的选择。 有资料表明,对于一个塑料制品而言,产品试制如果失败,原料选择上 的失误大约占 23%左右。这就要求我们对原料的性质有所了解。 虽然塑料的种类很多,有各种不同的性能,但要满足产品的具体要求,还要对塑料进行改性, 这就要在树脂中加入适合的助剂。还以 PE 瓶为例:其中加入的色母就是助剂的一种,叫着色剂。 助剂的种类有很多,大致可分为:增塑剂、稳定剂、着色剂、阻燃剂、增韧剂、抗氧化剂、发泡剂 等。配方设计的目的,就是要选择合适的助剂,改善树脂的加工性能,内在性能和降低成本。可用 于配方设计的助剂有上百种,可共混的树脂也有上百种,要在其中选出适合的,大海捞针是不行的。 必须要依据一定的原则来进行配方设计。 1、根据制品的用途设计 以 HDPE 瓶而言,装油要进行耐油改性;装碳酸饮料要进行阻隔改性;用于装光敏性药品时要 涂成黑色;PP 注射椅子,在北方要进行低温冲击改性,用于矿井下,要进行防静电、阻燃改性。 2、根据助剂与树脂的相容性设计 3、根据助剂的耐加工性能设计; 4、根据加工方法进行设计; 如 PVC 薄膜的制造吹塑法常选用内润滑剂,压延法选用外润滑剂。 5、跟据助剂的来源与成本设计; 当可以替代使用时,尽量使用来源广、采购方便、成本低的助剂。 6、根据助剂的安全性来设计; 对于药品包装,要选择安全无毒(或低毒)的助剂。 有了这些基本的原则作指导,我们在进行 配方设计时就可以有的放矢的去做了。 对于但变量的配方设计可采用逐步提高法、黄金分割法、 平分法、分批实验法等。对于多变量的配方设计可采用正交法等。 现列举几个改性配方的实例以供参考: 1、纯的 PVC 无法塑化加工,必须加入增塑剂、稳定剂等助剂。加入增塑剂,可以消弱分子间的作 用力,增加分子间的移动性,从而使其加工熔融温度降低,低于 PVC 的分解温度。加入热稳定剂, 可以抑制 PVC 脱 HC 反应,提高 PVC 热分解温度,使之高于 PVC 的熔融加工温度。 PVC 管材(排水管,电工套管等) 配方: PVC(SG-5) 100 ;复合稳定剂 4 - 6 ;CPE 5 - 8 ;JL- M01 聚合增韧改性剂 1 2; 改性 CaCO3 40 - 120 ; TiO2 2 - 4 ; 炭黑 0.01 . 2、PS 的冲击强度时塑料中最差的品种,常选用接枝改性橡塑弹性体类对其进行抗冲击改性. PS 85% ; JL - M02 增韧改性剂 15% ,此配方冲击强度比纯 PS 大幅度提高。 3、PET 可与 PBT、PA、PC、DPE、EVA、乙丙橡胶、氯化 SBS 等共混。 PET 100 ; PBT 15 20 ; 滑石粉 0.5 , 此配方冲击强度可提高 50%。 4、PE 抗静电配方 PE 100 甘油单棕榈酸脂 5 此配方表面电阻率为 9.55*1012。 小结: 配方设计必须经实践的检验才能获得成功。 常用塑料识别方法 名称 英文 燃烧情况 燃烧火焰状态 离火后情况 气味 聚丙烯 PP 容易 熔融滴落,上黄下蓝 烟少 继续燃烧 石油味 聚乙烯 PE 容易 熔融滴落,上黄下蓝 继续燃烧 石蜡燃烧气味 聚氯乙烯 PVC 难 软化 上黄下绿有烟 离火熄灭 刺激性酸味 聚甲醛 POM 容易 熔融滴落 上黄下蓝无烟 继续燃烧 强烈刺激甲醛味 聚苯乙烯 PS 容易 软化起泡橙黄色浓黑烟炭末 继续燃烧表面油性光亮 特殊乙烯气味 尼龙 PA 慢 熔融滴落起泡 慢慢熄灭 特殊羊毛,指甲气味 聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA 容易 熔化起泡浅蓝色质白无烟 继续燃烧 强烈花果臭味腐烂蔬菜味 聚碳酸酯 PC 容易 软化起泡有小量黑烟 离火熄灭 无特殊味 聚四氟乙烯 PTFE 不燃烧 在烈火中分解出刺鼻的氟化氢气味 聚对苯二甲酸乙二酯 PET 容易 软化起泡 橙色有小量黑烟 离火慢慢熄灭 酸味 丙烯晴-丁二烯 -苯乙烯共聚物 ABS 缓慢 软化燃烧无滴落黄色黑烟 继续燃烧 特殊气味 PVC 为什么使用加工助剂 聚氯乙烯 (PVC) 由于具有优异的化学性能和物理机械性能成为成本最低,用量最高的通用树脂之 一。 PVC 可采用各种主要的加工工艺进行加工,例如,挤出,混炼,注射模塑,以及吹塑成型。 PVC 的热分解温度接近于它的加工温度,因此添加象热稳定剂,增塑剂,抗冲击改性剂及加工助剂 等助剂是必要的。 PVC 的加工性能并不是很好,加工助剂很独特,只需添加少量就能大大改善 PVC 的加工性能。 加工助剂通常能够带来以下的好处: 促进熔融并增加弹性 增加润滑性 促进物料的熔融 改善表面光泽 促进口模胀大 (防止下拉变长) 改善 PVC 泡沫的外观 改进原材料的分散 改善脱模性 防止产品的粘结 延缓熔化,并降低扭矩 PVC 挤出成型 挤出成型是 PVC 加工工艺中使用最广泛的: 窗框, 窗板, 雨水檐漕,管道, 电缆, 透明及不透 明片材等。 成型加工会用到多种不同类型的挤出机,有时甚至是在同一个地方加工同种制品就会用到如单螺 杆,平行双螺杆及锥形双螺杆等多种挤出机。因此,设计配方时,加工条件的限制就变小了。 丙烯酸类加工助剂添加到 PVC 的配方中有利于实现这种挤出机使用的灵活性,并控制最终产品 的物理性能。 加工助剂的用处在于: 熔体的弹性和出口膨胀随着加工助剂分子量的增加而提高。挤出物料很好的充满了模腔,并且会 均匀地接触到模腔壁。 助剂的选择: 选择聚氯乙烯用的光稳定剂,应考虑它们与热稳定剂之间的相互影响,光稳定剂的应用需以不影响 热稳定剂效果为前提。例如,二苯甲酮类光稳定剂与钡-镉热稳定剂并用时,会使软质聚氯乙烯制品 泛黄。若降低钡-镉稳定剂的碱性,泛黄现象可得以减弱。苯并三唑类光稳定剂对于提高聚氯乙烯的 光稳定性,特别是对硬质聚氯乙烯是非常有效的。然而在硬质聚氯乙烯中某些苯并三唑类光稳定剂 与疏基锡热稳定剂并用时形成粉红色络合物。因此,当热稳定剂为金属皂类时,常选用 UV-P,用 量(质量分数) 为 0.2%-0.5%。当以硫醇有机锡为热稳定剂时,常选用 UV-531,用量( 质量分数) 为 0.30%-0.5%。 氯化石腊-52# 一.工艺技术总论 本工艺为将精制的液体石腊,送至氯化反应塔, 氯气从底部通入进行鼓泡反应 ,在一定的反应温度下,生 成酸性氯化石蜡,酸性氯化石腊经压缩空气吹除后, 加入一定的稳定剂得到中性成品氯化石蜡-52.设 计氯化石蜡 5000 吨/年. 二.产品说明 1.产品名称:氯化石腊-52#分子式:C15H26Cl6 分子量 :M 平均=419 密度:1.23- 1.25g/cm3(600C) 2.产品技术条件 产品质量指标: 项目 指标 优等品 一等品 合格品 色泽(铂 -钴)号, =99.5%=85%=90%无 1 PVC 100;癸二酸二辛酯 50;三盐基性硫酸铅 5 ;硬脂酸铅 1 ;硼酸锌 15;氧化锑 12 此种配方的软质 PVC 氧指数可达 33,拉伸强度 18.6Mpa,断裂身长率 278? 2 PVC 100;邻苯二甲酸二异癸酯 52;氯化石蜡(52 )30;硼酸锌 3.5;氧化锑 3.5 ;二茂铁 0.5 3 PVC 100;增塑剂 DOP 40;三氯乙基磷酸酯 TCEP 10 。 此为透明 PVC 制品,氧指数 30,达到 UL94-V0 4 PVC 100;增塑剂 DBP 55;硬脂酸钙 7.5;氧化锑 3.5;氢氧化铝 10 ;超细碳酸钙 14 氢氧化镁 10 。前三种氧指数已可达 30,加任意后一种氧指数可达 34 以上。 5无毒 PVC 透明食品包装用热收缩薄膜配方: PVC 树脂( 悬浮级六型或七型树脂粉, VCM 1 PVC 100;癸二酸二辛酯 50 ;三盐基性硫酸铅 5 ; 硬脂酸铅 1 ; 硼酸锌 15 ;氧化锑 12 。 此种配方的软质 PVC 氧指数可达 33,拉伸强度 18.6Mpa,断裂身长率 278? 2 PVC 100; 邻苯二甲酸二异癸酯 52 ; 氯化石蜡(52) 30 ;硼酸锌 3.5 ; 氧 化锑 3.5 ; 二茂铁 0.5 。 3 PVC 100;增塑剂 DOP 40 ;三氯乙基磷酸酯 TCEP 10 。 此为透明 PVC 制品, 氧指数 30,达到 UL94-V0 4 PVC 100;增塑剂 DBP 55 ;硬脂酸钙 7.5 ; 氧化锑 3.5 ; 氢氧化铝 10 ; 超细碳酸钙 14 ; 氢氧化镁 10 。 前三种氧指数已可达 30,加任意后一种氧指数可达 34 以上。 5无毒 PVC 透明食品包装用热收缩薄膜配方: PVC 树脂(悬浮级六型或七型树脂粉,VCM1PPM) 100 份重;ACR 3.5PHR; CPE 3 PHR;无毒有机锡稳定剂 2.5 PHR;环氧大豆油 4.0PHR;硬脂酸钙 0.5 PHR;硬脂酸丁 酯 0.5 PHR ;硬脂酸三甘油酯 0.5 PHR;DOP 增塑剂 &n, bsp 5.0 PHR。 6软质 PVC 无毒透明热收缩薄膜的配方 PVC 树脂粉(悬浮六型或七型树脂粉,VCM1PPM) 100 份重 MBS 2 PHR;CPE 3 PHR; DOP 增塑剂 50 PHR ;环氧大豆油 5 PHR ; 无毒有机锡稳定剂 2.5 PHR ; 硬脂酸钙 0.5 PHR ; 石蜡 0.5 PHR ; 硬脂酸丁酯 1 PHR。 7硬质 PVC 着色无毒热收缩薄膜配方 PVC 树脂粉(悬浮 6 型或 7 型树脂粉,VCM1PPM) 100 份重 ABS 3 PHR ;CPE 4 PHR ; PVC 色料或 EVA 为载体树脂的色为料 适量;环氧大豆油 3 PHR ;硬脂酸钙 1 PHR ;无毒流体钙锌复合稳定剂 3 PHR; 填料石粉 5 PHR ; 石腊 0.5 PHR ; 硬脂 酸 0.4PHR。 8电线电缆接头用热收缩套管配方(硬质) : PVC( 悬浮 6 型或 7 型) 100 份重;MBS 3 PHR; CPE 3 PH ; DOP 5 PHR ;三盐基性硫酸铅 2.5 PHR; PVC 塑料型材配方 XML RSS 2.0 WAP 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 812 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吸收剂 UV-531、UV327 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、号料、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 05-1 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 02-05 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。 4、复合铅盐稳定剂配方 2 PVC-SG5 100 份 ;复合铅(HJ-301) 5 份 ; 硬脂酸 03 份 ; ACR401 2 份 ; CPE(35) 10 份 ; 活性轻钙 6 份 ;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 15 份 ; 硬脂酸钙 05 份 ; 硬脂酸 钡 0 5 份 ;硬脂酸铅 05 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 03 份 ;石蜡 03 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 05 份 ;硬脂酸钡 05 份;硬脂酸铅 05 份;硬脂酸 05 份;ACR K125P 08 份;ACR K175 05 份;ACRKM355P 6 份;活性轻 钙 6 份;钛白( 金红石型) 4 份;PE 蜡 02 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。 PVC 配方过程设计中树脂及添加剂的选择 (1)树脂的选择 PVC 树脂是其塑料的主要成分,因此树脂的选择是首先要考虑的问题。在树 脂类型(均聚或共聚 )、聚合方法( E、S、M)、分子量和粒子特性等因素中,要根据制品的使用要 求和加工难易等加以考虑。对于未增塑 PVC,一般选用均聚树脂,再根据加工方法确定树脂的分子 量。普通 PVC 均聚物的粘数从 57(分子量)到 157(高分子量),或 K 值从 48 到 77,分子量越低 的树脂,熔体粘度越低,塑料加工也容易,但较高分子量的树脂,塑料的物性会更好。高分子量的 PVC,会给加工带来困难。对于大多数未增塑 PVC 的挤出,采用“ 中等”分子量的树脂(K 值 6567)。对于注塑、吹塑和压延,一般采用低分子量树脂(K 值 5566)。: 对于少数要求高流动 的注塑,可采用分子量很低的树脂(K 值 48)。对于特殊用途,PVC 树脂的其他性能是很重要的, 例如食品包装用途的透明硬质片材,所用树.脂的性能如透明性、色泽和多孔性(即低凝胶和含极少 的氯乙烯)则需最佳化。至于增塑 PVC,则可选用高分子

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