塑料助剂.pdf

本文由z x s h i l o n g 贡献 d o c 文档可能在WAP端浏览体验不佳 建议您优先选择TXT 或下载源文件到本机 查看 塑料助剂 百科名片 塑料助剂又叫塑料添加剂 是聚合物 合成树脂 进行成型加工时为改善其加工 性能或为改善树脂本身性能所不足而必须添加的一些化合物 例如 为了降低聚 氯 乙烯树脂的成型温度 使制品柔软而添加的增塑剂 又如为了制备质量轻 抗 振 隔 热 隔音的泡沫塑料而要添加发泡剂 有些塑料的热分解温度与成型加工 温度非常接 近 不加入热稳定剂就无法成型 因而 塑料助剂在塑料成型加工中 占有特别重要的 地位 目录 简介 发展 塑料助剂的分类 PVC 加工助剂系列产品简介 PVC 发泡调节 剂 新型 PVC 改性加工助剂系列产品 PVC 加工内外润的平衡方法 简介 发展 塑料助 剂的分类 PVC 加工助剂系列产品简介 PVC 发泡调节剂 新型 PVC 改性加工助剂系列 产品 PVC 加工内外润的平衡方法 展开 编辑本段简介 编辑本段 简介 用于塑料成型 加工品的一大类助剂 包括增塑剂 热稳定剂 抗氧剂 光稳定剂 阻燃剂 发泡剂 抗静电剂 防霉剂 着色剂和增白剂 见颜料 填充剂 偶联剂 润滑剂 脱模剂 等 其中着色剂 增白剂和填充剂不是 塑料专用化学品 而是泛用的配合材料 编 辑本段发展 编辑本段 发展 塑料助剂是在聚氯乙烯工业化以后逐渐发展起来的 世纪 60 年代以 20 后 由于石油化工的兴起 塑料工业发展甚快 塑料助剂已成为重要的化 工行业 根据各 国塑料品种构成和塑料用途上的差异 塑料助剂消费量约 为塑料产量的 8 10 目前 增塑剂 阻燃剂和填充剂是用量最大的塑 料助剂 编辑本段塑料助剂的分类 编辑本段 塑料助剂的分类 塑料助剂的分类 塑料助剂的分类方式有多种 比较通行 的方法是按照助剂的功能和作 用进行分类 在功能相同的类别中 往往还要根据作用 机理或者化学结构 类型进一步细分 增塑剂 增塑剂是一类增加聚合物树脂的塑性 赋予制品柔软性的助剂 也是 迄今为止产耗量最大的塑料助剂类别 增塑剂主要用于 PVC 软制品 同时 在纤维素等极性塑料中亦有广泛的应用 增塑剂所涉及的化合物 类别大致 包括邻苯二甲酸酯 脂肪二羧酸酯 偏苯三酸酯 聚酯 环氧酯 烷基磺 酸苯酯 磷酸酯和氯化石蜡等 尤以邻苯二甲酸酯类最为重要 热稳定剂 如果不加 说明 热稳定剂专指聚氯乙烯及氯乙烯共聚物加工所使用的 稳定剂 聚氯乙烯及氯乙 烯共聚物属热敏性树脂 它们在受热加工时极易 释放氯化氢 进而引发热老化降解反 应 热稳定剂一般通过吸收氯化氢 取代活泼氯和双键加成等方式达到热稳定化的目 的 工业上广泛应用的热 稳定剂品种大致包括盐基性铅盐类 金属皂类 有机锡类 有机锑类等主 稳定剂和环氧化合物类 亚磷酸酯类 多元醇类 个二酮类等有机辅助 稳 定剂 由主稳定剂 辅助稳定剂与其他助剂配合而成的复合稳定剂品种 在热稳 定剂市场具有举足轻重的地位 加工改性剂 传统意义上的加工改性剂几乎特指硬质 PVC 加工过程中所使用的旨在 改善塑化性能 提高树脂熔体黏弹性和促进树脂熔融 流动的改性助剂 此 类助剂以丙烯酸酯类共聚物 ACR 为主 在硬质 PVC 制品加工中 具有突出的 作用 现代意义上的加工改性剂概念已经延展到聚烯烃 如线性低密度聚 乙 烯 LLDPE 工程热塑性树脂等领域 预计未来几年茂金属树脂付诸使用后 还会出 现更新更广的加工改性剂品种 抗冲击改性剂 广义地讲 凡能提高硬质聚合物制品抗冲击性能的助剂统称为抗 冲击 改性剂 传统意义上的抗冲击改性剂基本建立在弹性增韧理论的基础上 所涉 及的化合物也几乎无一例外地属于各种具有弹性增韧作用的共聚物和 其他的聚合物 以硬质 PVC 制品为例 目前应用市场广泛使用的品种主要 包括氯化聚乙烯 CPE 丙 烯酸酯共聚物 ACR 甲基丙烯酸酯 丁二烯 苯乙烯共聚物 MBS 乙烯 乙烯基醋 酸酯共聚物 EVA 和丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 等 聚丙烯增韧改性中使用 的三元乙丙橡胶 EPDM 亦 属橡胶增韧的范围 20 世纪 80 年代以后 一种无机刚性 粒子增韧聚合物的 理论应运而生 加上近年来纳米技术的飞速发展 赋予了塑料增韧 改性和 抗冲击改性剂新的含义 对此 国内外已有大量的专著和文献见诸报道 阻 燃剂 塑料制品多数具有易燃性 这对其制品的应用安全带来了诸多隐患 准确地讲 阻燃剂称作难燃剂更为恰当 因为 难燃 包含着阻燃和抑烟 两层含义 较阻燃剂 p a g e 1 的概念更为广泛 然而 长期以来 人们已经习惯使 用阻燃剂这一概念 所以目前文 献中所指的阻燃剂实际上是阻燃作用和抑 烟功能助剂的总称 阻燃剂依其使用方式可 以分为添加型阻燃剂和反应型 阻燃剂 添加型阻燃剂通常以添加的方式配合到基础树 脂中 它们与树脂 之间仅仅是简单的物理混合 反应型阻燃剂一般为分子内包含阻燃 元素和 反应性基团的单体 如卤代酸酐 卤代双酚和含磷多元醇等 由于具有反 应 性 可以化学键合到树脂的分子链上 成为塑料树脂的一部分 多数反 应型阻燃剂结 构还是合成添加型阻燃剂的单体 按照化学组成的不同 阻 燃剂还可分为无机阻燃剂 和有机阻燃剂 无机阻燃剂包括氢氧化铝 氢氧 化镁 氧化锑 硼酸锌和赤磷等 有 机阻燃剂多为卤代烃 有机溴化物 有机氯化物 磷酸酯 卤代磷酸酯 氮系阻燃剂 和氮磷膨胀型阻燃剂等 抑烟剂的作用在于降低阻燃材料的发烟量和有毒有害气体的 释放量 多为 钼类化合物 锡类化合物和铁类化合物等 尽管氧化锑和硼酸锌亦有抑 烟 性 但常常作为阻燃协效剂使用 因此归为阻燃剂体系 抗氧剂 抗氧 剂 以抑制 聚合物树脂热氧化降解为主要功能的助剂 属于抗氧剂的范畴 抗氧剂是塑料稳定化 助剂最主要的类型 几乎所有的聚合物树脂都涉及到 抗氧剂的应用 按照作用机理 传统的抗氧剂体系一般包括主抗氧剂 辅 助抗氧剂和重金属离子钝化剂等 主抗氧剂 以捕获聚合物过氧自由基为主 要功能 又有 过氧自由基捕获剂 和 链终止型抗氧 剂 之称 涉及芳 胺类化合物和受阻酚类化合物两大系列产品 辅助抗氧剂具有分解聚合物 过氧 化合物的作用 也称 过氧化物分解剂 包括硫代二羧酸酯类和亚 磷酸酯化合物 通常和主抗氧剂配合使用 重金属离子钝化剂俗称 抗铜 剂 能够络合过渡金属离 子 防止其催化聚合物树脂的氧化降解反应 典型的结构如酰肼类化合物等 最近几 年 随着聚合物抗氧理论研究的深 入 抗氧剂的分类也发生了一定的变化 最突出的 特征是引入了 碳自由 基捕获剂 的概念 这种自由基捕获剂有别于传统意义上的主 抗氧剂 它 们能够捕获聚合物烷基自由基 相当于在传统抗氧体系中增设了一道防线 此类稳定化助剂目前见诸报道的主要包括芳基苯并呋喃酮类化合物 双酚 单丙烯 酸酯类化合物 受阻胺类化合物和羟胺类化合物等 它们和主抗氧 剂 辅助抗氧剂配 合构成的三元抗氧体系能够显著提高塑料制品的抗氧稳 定效果 应当指出 胺类抗氧 剂具有着色污染性 多用于橡胶制品 而酚 类抗氧剂及其与辅助抗氧剂 碳自由基捕 获剂构成的复合抗氧体系则主要 用于塑料及艳色橡胶制品 光稳定剂 光稳定剂也称 紫外线稳定剂 是一类用来抑制聚合物树脂的光氧降解 提高塑料制品耐候性的稳定 化助剂 根据稳定机理的不同 光稳定剂可以 分为光屏蔽剂 紫外线吸收剂 激发态 猝灭剂和自由基捕获剂 光屏蔽剂 多为炭黑 氧化锌和一些无机颜料或填料 其作用 是通过屏蔽紫外线来实 现的 紫外线吸收剂对紫外线具有较强的吸收作用 并通过分 子内能量转 移将有害的光能转变为无害的热能形式释放 从而避免聚合物树脂吸收紫 外线能量而诱发光氧化反应 紫外线吸收剂所涉及的化合物类型较多 主 要包括二 苯甲酮类化合物 苯并三唑类化合物 水杨酸酯类化合物 取代 丙烯腈类化合物和三 嗪类化合物等 激发态猝灭剂意在猝灭受激聚合物分 子上的能量 使之回复到基态 防止其进一步导致聚合物链的断裂 激发 态猝灭剂多为一些镍的络合物 自由基捕获 剂以受阻胺为官能团 其相应 的氮氧自由基是捕获聚合物自由基的根本 而且由于这 种氮氧自由基在稳 定化过程中具有再生性 因此光稳定效果非常突出 迄今已经发展 成为品 种最多 产耗量最大的光稳定剂类别 当然 受阻胺光稳定剂的作用并不 仅 仅局限在捕获自由基方面 研究表明 受阻胺光稳定剂往往同时兼备分 解氢过氧化物 猝灭单线态氧等作用 填充增强体系助剂 填充和增强是提高塑料制品物理机械性 能和降低配合成本的重要途 径 塑料工业中所涉及的增强材料一般包括玻璃纤维 碳 纤维 金属晶须 等纤维状材料 填充剂是一种增量材料 具有较低的配合成本 包括 碳酸 钙 滑石粉 陶土 云母粉 二氧化硅 硫酸钙 粉煤灰 红泥以及木粉 和纤 维素等天然矿物 合成无机物和工业副产物 事实上 增强剂和填充 剂之间很难区分 清楚 因为几乎所有的填充剂都有增强作用 由于填充剂 和增强剂在塑料中的用量很 大 有的已经自成一个行业体系 习惯上已不 在加工助剂的范畴讨论 应当说明的是 近年来广泛研究的纳米填充增强 材料对塑料的改性作用已经远远超出填充和增强的 意义 它们的应用将给 塑料工业带来一场新的革命 偶联剂是无机和天然填充与增强 p a g e 2 材料的嚷面 改性剂 由于塑料工业中的增强和填充材料多为无机材料 配合量又大 与有机树脂直接配合时往往导致塑料配合物加工和应用性能的下降 偶联 剂作为表 面改性剂能够通过化学作用或物理作用使无机材料的表面有机 化 进而增加配合量并 改善配合物的加工和应用性能 目前见诸报道的偶 联剂大致包括长碳链脂肪酸 硅烷 类化合物 有机铬化合物 钛酸酯类化 合物 铝酸酯类化合物 锆酸酯类化合物以及 酸酐接枝的聚烯烃等 抗静电剂 抗静电剂的功能在于降低聚合物制品的表面电阻 消除静电积累可能 导致的静电危害 按照使用方式的不同 抗静电剂可以分为内加型 和涂敷 型两种类型 内加型抗静电剂是以添加或共混的方式配合到塑料配方中 成 型后从制品的内部迁移到表面或形成导电网络 进而达到降低表面电阻 泄放电荷的目 的 涂敷型抗静电剂是以涂布或浸润的方式附着在塑料制品 的表面 藉此吸收环境中 的水分 形成能够泄放电荷的电解质层 从化学 物质的组成来看 传统的抗静电剂几 乎无一例外地属于表面活性剂类化合 物 包括季铵盐类阳离子表面活性剂 烷基磺酸 盐类阴离子表面活性剂 烷醇胺 烷醇酰胺和多元醇脂肪酸酯等非离子表面活性剂等 然而 近年 来出现的 高分子量永久型抗静电剂 打破了这种常规 它们一般系亲 水 性的嵌段共聚物 以共混合金的方式与基础树脂配合 通过形成导电通道 传导电 荷 与表面活性剂类抗静电剂相比 这种高分子量永久型抗静电剂 不会因迁移 挥发 和萃取而损失 因而抗静电性持久稳定 并极少受环境 湿度的影响 润滑剂和脱模 剂 润滑剂是配合在聚合物树脂中 旨在降低树脂粒子 树脂熔体与加工 设备之间以 及树脂熔体内分子间摩擦 改善其成型时的流动性和脱模性的 加工改性助剂 多用 于热塑性塑料的加工成型过程 包括烃类 如聚乙烯蜡 石蜡等 脂肪酸类 脂肪 醇类 脂肪酸皂类 脂肪酸酯类和脂肪酰胺类等 脱模剂可涂敷于模具或加工机械的 表面 亦可添加于基础树脂中 使模型 制品易于脱模 并改善其表面光洁性卧前者称 为涂敷型脱模剂 是脱模剂 的主体 后者为内脱模剂 具有操作简便等特点 硅油类物质是工业上应 用最 为广泛的脱模剂类型 分散剂 我们知道 塑料制品实际上是基础树脂与各种颜料 填料和助剂的 混合体 颜料 填料和助剂在树脂中的分散程度对塑料制品性能的优 劣至 关重要 分散剂是一种促进各种辅助材料在树脂中均匀分散的助剂 多用 于母 料 着色制品和高填充制品 包括烃类 石蜡油 聚乙烯蜡 氧化聚乙 烯蜡等 脂肪 酸皂类 脂肪散酯类和脂肪酰胺类等 交联剂 塑料的交联与橡胶的硫化本质上没有 太大的差别 但在交联助剂的使 用上却不完全相同 树脂的交联方式主要有辐射交联 和化学交联两种方式 有机过氧化物是工业上应用最广泛的交联剂类型 有时为了提 高交联度和 交联速度 常常需要并用一些助交联剂和交联促进剂 助交联剂是用来抑 制有机过氧化物交联剂在交联过程中对聚合物树脂主链可能产生的自由基 断裂反应 提高交联效果 改善交联制品的性能 其作用在于稳定聚合物 自由基 交联促进剂 则以加快交联速度 缩短交联时间为主要功能 不饱 和聚酯和环氧树脂等热固性塑料 的固化剂亦属交联剂的范畴 常见的类型 如有机胺和有机酸酐类化合物 另外 紫外 线辐射交联工艺中所使用的光 敏化剂也可视作交联助剂看待 发泡剂 用于聚合物配 合体系 旨在通过释放气体获得具有微孔结构聚合物制 品 达到降低制品表观密度之 目的的助剂称之为发泡剂 根据发泡过程产 生气体的方式不同 发泡剂可以分为物理 发泡剂和化学发泡剂两种主要类 型 物理发泡剂一般依靠自身物理状态的变化释放气 体 多为挥发性的液 体物质 氟氯烃 如氟里昂 低烷烃 如戊烷 和压缩气体是物理 发泡剂的 代表 化学发泡剂则是基于化学分解释放出来的气体进行发泡的 按照结 构的不同分为无机类化学发泡剂和有机类化学发泡剂 无机发泡剂主要是 一些对热敏 感的碳酸盐类 如碳酸钠 碳酸氢铵等 亚硝酸盐类和硼氢化 合物等 其特征是发泡 过程吸热 也称吸热型发泡剂 有机发泡剂在塑料 发泡剂市场具有非常突出的地位 代表性的品种有偶氮类化合物 N 亚硝 基类化合物和磺酰肼类化合物等 有机发泡 剂的发泡过程多伴随放热反应 又有放热型发泡剂之称 此外 一些具有调节发泡剂 分解温度的助剂 即 发泡助剂亦属发泡剂之列 防霉剂 防霉剂又称微生物抑制剂 是一类抑制霉菌等微生物生长 防止聚合 物 树脂被微生物侵蚀而降解的稳定化助剂 绝大多数聚合物材料对霉菌并 不敏感 但由 于其制品在加工中添加了增塑剂 润滑剂 脂肪酸皂类等可 以滋生霉菌类的物质而具 有霉菌感受性 塑料用防霉剂所包含的化学物质 很多 比较常见的品种包括有机金属 p a g e 3 化合物 如有机汞 有机锡 有机铜 有机砷等 含氮有机化合物 含硫有机化合物 含卤有机化合物和酚类衍 生物等 编辑本段 编辑 本段 PVC 加工助剂系列产品简 介 PVC 加工助剂系列产品简介 PVC 加工助剂是丙烯酸酯类共聚物 ACR PVC 加 工助剂的基本功能就是改进 PVC 的加工性能 促进 PVC 混合料的 塑化 以便在尽 可能低的温度下获得塑化良好的物料 提高制品的质量 我们针对不同产品的需要 开发了以下五种类型的加工助剂 1 通用型 促进物料的塑化 2 润滑型 除促 进物料塑化外 兼有金属剥离的作用 防止熔体与金 属表面的粘连 延长开车周期 3 光亮型 除促进物料塑化外 能显著增进制品的表面光亮度 适宜 于对表面光洁 度需要较高的制品 4 超强塑化型 促进物料塑化的能力高于其它类型 适宜于难 以塑化 的物料配方 例如碳酸钙组份高 润滑剂用量大或添加碳黑 纤维等改性 剂 的配方 5 超强熔体强度型 除促进物料塑化外 还能大幅度地增加物料的熔 体强 度 提高生产的稳定性 延长生产周期 提高制品的力学性能 尤其 是适宜于碳酸钙 含量高 大于 w t 30 的制品 一 促进塑化机理 无论哪一种 PVC 的加工形式 均需使 PVC 混合料均匀地得到塑化 只 有塑化均匀良好的物料 其制品才具有良好 的外观和机械性能 但与其它通用塑料相比 无增塑 PVC 只有在较高的温度和剪切 条件下 才能塑化 但高温下 PVC 很容易分解 为保证均匀塑化 提高硬 PVC 制品 的质量 应在尽可能低的加工温度和尽可能大的剪切力下 使物料塑化 一般来说 PVC 加工助剂必须具有下列特性 才具有促进塑化的功能 1 熔融温度低于 PVC 在加工过程中先于 PVC 熔化 2 因其与 PVC 具有良好的相容性 在加工过程中熔化后可以粘连 PVC 粒子 增加内摩擦 提高剪切扭矩 产生内热 使物料中的温度分布均匀 塑化程度均一 从而促进了 PVC 物料的均匀塑化 3 加工助剂具有足够大的分子量 在加工过程中 增大了熔体粘度 或 强度 提高了熔体压力 防止物料的打滑现象从而提高了剪切 扭矩 使 熔体和金属表面的摩擦热大幅度上升 促进了 PVC 混合料的混合均匀程度 和塑化程度 二 使用方法 加工助剂 ACR 的本质为固体增塑剂 如果 ACR 的熔 点再降低 分子量 再下降 则最终变为增塑剂 在研究中发现 熔点低的加工助剂 包括增 塑剂 塑化速度快 熔体流动性好 但熔体粘度低 熔体强度低 熔体压 力 低 熔点高的加工助剂塑化速度慢一些 熔体流动性差一些 但熔体粘 度大 熔体压 力高 熔体强度高 后期塑化能力强 前者降低 PVC 材料的 力学性能和耐候性 但 后者几乎不影响 PVC 材料的力学性能 并对其耐候 性有所改善 塑化效果良好的某 种加工型 ACR 对一种 PVC 配方会大幅度的提高挤出 机的电流和扭矩 提高 PVC 的塑化度 但对另一种 PVC 配方则可能会使 PVC 制品的颜色变深而出现色差 有时 一种加工型 ACR 在快速挤出机中是合适 的 但在慢速挤出机中则不一定合适 反之 亦然 因此 要使一种加工型 ACR 去满足不同的配方 不同的制品 不同的加工设备 的要求几乎是不可能 的 同样 对传统的加工助剂 ACR 既要满足塑化快 又要满足 熔体强度大 熔体压力高的加工工艺要求也是不可能的 为满足广大客户的个性化要 求 我们开发出了一系列全新的具有不同促进塑化性能和不同其它特点的加工 助剂 去适应用户的要求 其中某些产品的性能已完全可以取代一些进口 产品 我们对这 些加工助剂的性能和使用方法进行了详细研究 只要客户 提出自己的具体要求 我公 司新材料科研中心可以向您推荐适用的产品型 号 用量与使用方法 编辑本段 PVC 发泡调节剂 本公司开发的 YM YP 系列 PVC 发泡调节剂实际上也是丙烯酸酯类 加工助剂 它具备 PVC 加工助剂的所有基本特点 与 PVC 通用加工助剂的 唯一不 同就在于分子量 PVC 发泡调节剂的分子量要远高于通用型加工助 剂 一 发泡 调节机理 在 PVC 发泡制品中 加入超高分子量聚合物的目的 一是为了促进 PVC 的塑化 二是为了提高 PVC 发泡物料的熔体强度 防止气泡的合并 以得 到均匀发泡的制 品 三是为了保证熔体具有良好的流动性 以得到外观良 好的制品 由于不同的发泡 制品生产厂家的产品不同 所用的设备 工艺 原料及润滑体系均有差异 因此我们 开发了具有不同性能的发泡调节剂 以满足用户的不同需求 二 使用方法 发泡 调节剂选择的原则 1 发泡调节剂选择的原则 不同聚合度的 PVC 如 S 7 00 S 800 S 1000 具有不同的加工温 度 熔体粘度和熔体流动性 要据此选用合 适的发泡调节剂 塑化速度要合适 熔体强度要足够 熔体流动性要好 不同 p a g e 4 的产品 如发泡板材 发泡厚板 发泡薄板 木塑发泡板 钢 塑发泡板等 所需工艺 条件不同 应根据各型号发泡调节剂的基本特性选 用不同的型号 选择与相应的 PVC 能够分散良好的发泡调节剂 以保证熔体的均匀 性和良好的板面质量 选择 良好的内外润滑剂 加入足够的热稳定剂 2 用法与用量 根据上述原则 在双方 技术人员充分交流的前提下 才有可能确定最 适用的型号和用量 编辑本段新型 编 辑本段 新型 PVC 改性加工助剂系列产品 性能特点 1 性能特点 PVC 加工改 性剂 YMs 系列产品是我公司将先进的高分子合成技术与清 华大学工程系化学工程研 究室的纳米技术相结合 研制开发的一种新型 PVC 改性加工助剂 它充分利用了纳 米材料比表面积大 表面自由能大的特点 克服了传统的 PVC 加工助剂在温度降低 时塑化性能变差的缺陷 在加工过 程中 纳米材料强大的表面张力 转化为与 PVC 分子的内摩擦力 因为这 种内摩擦力随着温度的降低而增大 这就改善了传统 ACR 的塑化性能随温 度下降而显著变差的问题 HLn 系列产品与传统的 ACR 相比有下列 特点 1 静态稳定性要好于传统的加工助剂 2 温度变化时 剪切力相应变化 可使 PVC 的塑化度基本不变 3 能大大改 善 PVC 的加工性能 提高制品的表面光洁度 YMS2 YMS 系列产品的出厂检验 方法和质量指标 2 1 检验方法 1 外观用目测 2 挥发按 GB T2914 测定 3 粒度按 GB 2916 测定 4 加工性能用 RM 200 转矩流变仪测定 转速 35r p m 温度 165o C 加 料量 61g 性能评价配方 PVC 100g Ca CO3 5g Ti O2 4g PE 0 15g 硬脂 酸 0 2g 二盐 2 5g 硬铅 1 5g 硬钙 0 7g CPE 9g 加工助剂 2g 2 2 加工助剂的加工性能 PVC 加工助剂功能是增大混合物内部分子之间以及混合料与螺 杆 料筒 表面摩擦 从而提高 PVC 加工设备的电流和扭矩 使得 PVC 在尽可能低 的 加工温度下均匀地进行塑化 以得到分解程度最低 外观和机械性能最佳 的 PVC 硬制品 如果 PVC 的加工温度降低 则 PVC 制品中稳定剂的残留量 就越大 平衡 的 HCI 的量也越低 制品的稳定性或者说耐候性能越好 而 低温加工的一个条件就 是必须保证高剪切 也就是必须保证高的电流和扭 矩 因此 PVC 加工助剂的性能必 须用扭矩和电流来评价 而能反映扭矩的 试验设备就是转矩流变仪 所以我公司在 HLn 系列产品的质量指标中 不 是用粘度而是用流变仪来表征加工助剂的加工性能 所有的产品在出厂前 都用流变仪测试 如果流变曲线重合 则两批产品的加工性能是 相同的 从而确保了客户在生产使用过程中的稳定性 编辑本段 PVC 加工内外润的 平衡方法 为了生产顺利 首先选择粒径适中且粒径分布均匀的 Ca CO3 再根据润 滑 平衡原则 从以下 5 点考虑 1 内 外润滑均不足 熔体粘度较大 塑化扭矩较大 熔体粘壁现象 严重 物料表面有黄色的分解线 表面光滑性较差 制品力学性能较 低 2 内 外润滑剂均过量 塑化扭矩较小 熔体塑化明显不足 虽然制 品光滑度 很好 但压点粘合较差 严重影响制品力学性能 3 内润滑剂较少 外润滑剂较多 塑化时间明显地延长 塑化扭矩减 小 制品成型困难变脆 4 内润滑剂较多 外 润滑剂较少 塑化时间明显地缩短 有较严重粘 壁现象 热稳定时间缩短 制品表面 有分解黄线 5 当 Ca CO3 粒径过大时混合料塑化时间明显延迟 螺杆扭矩较低生成 的摩擦热 过少 熔体强度低制品难成型 为了增加熔体强度 促进塑化 加入一定数量的新型 JL M01 聚合加工改性剂 新型 JL M01 聚合加工改 性剂能增加混合料的熔体粘度 及粘附性 提高了剪切力对摩擦热的转换 1本文由z x s h i l o n g 贡献 d o c 文档可能在WAP端浏览体验不佳 建议您优先选择TXT 或下载源文件到本机 查看 塑料助剂 百科名片 塑料助剂又叫塑料添加剂 是聚合物 合成树脂 进行成型加工时为改善其加工 性能或为改善树脂本身性能所不足而必须添加的一些化合物 例如 为了降低聚 氯 乙烯树脂的成型温度 使制品柔软而添加的增塑剂 又如为了制备质量轻 抗 振 隔 热 隔音的泡沫塑料而要添加发泡剂 有些塑料的热分解温度与成型加工 温度非常接 近 不加入热稳定剂就无法成型 因而 塑料助剂在塑料成型加工中 占有特别重要的 地位 目录 简介 发展 塑料助剂的分类 PVC 加工助剂系列产品简介 PVC 发泡调节 p a g e 5 剂 新型 PVC 改性加工助剂系列产品 PVC 加工内外润的平衡方法 简介 发展 塑料助 剂的分类 PVC 加工助剂系列产品简介 PVC 发泡调节剂 新型 PVC 改性加工助剂系列 产品 PVC 加工内外润的平衡方法 展开 编辑本段简介 编辑本段 简介 用于塑料成型 加工品的一大类助剂 包括增塑剂 热稳定剂 抗氧剂 光稳定剂 阻燃剂 发泡剂 抗静电剂 防霉剂 着色剂和增白剂 见颜料 填充剂 偶联剂 润滑剂 脱模剂 等 其中着色剂 增白剂和填充剂不是 塑料专用化学品 而是泛用的配合材料 编 辑本段发展 编辑本段 发展 塑料助剂是在聚氯乙烯工业化以后逐渐发展起来的 世纪 60 年代以 20 后 由于石油化工的兴起 塑料工业发展甚快 塑料助剂已成为重要的化 工行业 根据各 国塑料品种构成和塑料用途上的差异 塑料助剂消费量约 为塑料产量的 8 10 目前 增塑剂 阻燃剂和填充剂是用量最大的塑 料助剂 编辑本段塑料助剂的分类 编辑本段 塑料助剂的分类 塑料助剂的分类 塑料助剂的分类方式有多种 比较通行 的方法是按照助剂的功能和作 用进行分类 在功能相同的类别中 往往还要根据作用 机理或者化学结构 类型进一步细分 增塑剂 增塑剂是一类增加聚合物树脂的塑性 赋予制品柔软性的助剂 也是 迄今为止产耗量最大的塑料助剂类别 增塑剂主要用于 PVC 软制品 同时 在纤维素等极性塑料中亦有广泛的应用 增塑剂所涉及的化合物 类别大致 包括邻苯二甲酸酯 脂肪二羧酸酯 偏苯三酸酯 聚酯 环氧酯 烷基磺 酸苯酯 磷酸酯和氯化石蜡等 尤以邻苯二甲酸酯类最为重要 热稳定剂 如果不加 说明 热稳定剂专指聚氯乙烯及氯乙烯共聚物加工所使用的 稳定剂 聚氯乙烯及氯乙 烯共聚物属热敏性树脂 它们在受热加工时极易 释放氯化氢 进而引发热老化降解反 应 热稳定剂一般通过吸收氯化氢 取代活泼氯和双键加成等方式达到热稳定化的目 的 工业上广泛应用的热 稳定剂品种大致包括盐基性铅盐类 金属皂类 有机锡类 有机锑类等主 稳定剂和环氧化合物类 亚磷酸酯类 多元醇类 个二酮类等有机辅助 稳 定剂 由主稳定剂 辅助稳定剂与其他助剂配合而成的复合稳定剂品种 在热稳 定剂市场具有举足轻重的地位 加工改性剂 传统意义上的加工改性剂几乎特指硬质 PVC 加工过程中所使用的旨在 改善塑化性能 提高树脂熔体黏弹性和促进树脂熔融 流动的改性助剂 此 类助剂以丙烯酸酯类共聚物 ACR 为主 在硬质 PVC 制品加工中 具有突出的 作用 现代意义上的加工改性剂概念已经延展到聚烯烃 如线性低密度聚 乙 烯 LLDPE 工程热塑性树脂等领域 预计未来几年茂金属树脂付诸使用后 还会出 现更新更广的加工改性剂品种 抗冲击改性剂 广义地讲 凡能提高硬质聚合物制品抗冲击性能的助剂统称为抗 冲击 改性剂 传统意义上的抗冲击改性剂基本建立在弹性增韧理论的基础上 所涉 及的化合物也几乎无一例外地属于各种具有弹性增韧作用的共聚物和 其他的聚合物 以硬质 PVC 制品为例 目前应用市场广泛使用的品种主要 包括氯化聚乙烯 CPE 丙 烯酸酯共聚物 ACR 甲基丙烯酸酯 丁二烯 苯乙烯共聚物 MBS 乙烯 乙烯基醋 酸酯共聚物 EVA 和丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 等 聚丙烯增韧改性中使用 的三元乙丙橡胶 EPDM 亦 属橡胶增韧的范围 20 世纪 80 年代以后 一种无机刚性 粒子增韧聚合物的 理论应运而生 加上近年来纳米技术的飞速发展 赋予了塑料增韧 改性和 抗冲击改性剂新的含义 对此 国内外已有大量的专著和文献见诸报道 阻 燃剂 塑料制品多数具有易燃性 这对其制品的应用安全带来了诸多隐患 准确地讲 阻燃剂称作难燃剂更为恰当 因为 难燃 包含着阻燃和抑烟 两层含义 较阻燃剂 的概念更为广泛 然而 长期以来 人们已经习惯使 用阻燃剂这一概念 所以目前文 献中所指的阻燃剂实际上是阻燃作用和抑 烟功能助剂的总称 阻燃剂依其使用方式可 以分为添加型阻燃剂和反应型 阻燃剂 添加型阻燃剂通常以添加的方式配合到基础树 脂中 它们与树脂 之间仅仅是简单的物理混合 反应型阻燃剂一般为分子内包含阻燃 元素和 反应性基团的单体 如卤代酸酐 卤代双酚和含磷多元醇等 由于具有反 应 性 可以化学键合到树脂的分子链上 成为塑料树脂的一部分 多数反 应型阻燃剂结 构还是合成添加型阻燃剂的单体 按照化学组成的不同 阻 燃剂还可分为无机阻燃剂 和有机阻燃剂 无机阻燃剂包括氢氧化铝 氢氧 化镁 氧化锑 硼酸锌和赤磷等 有 机阻燃剂多为卤代烃 有机溴化物 有机氯化物 磷酸酯 卤代磷酸酯 氮系阻燃剂 和氮磷膨胀型阻燃剂等 抑烟剂的作用在于降低阻燃材料的发烟量和有毒有害气体的 释放量 多为 钼类化合物 锡类化合物和铁类化合物等 尽管氧化锑和硼酸锌亦有抑 p a g e 6 烟 性 但常常作为阻燃协效剂使用 因此归为阻燃剂体系 抗氧剂 抗氧 剂 以抑制 聚合物树脂热氧化降解为主要功能的助剂 属于抗氧剂的范畴 抗氧剂是塑料稳定化 助剂最主要的类型 几乎所有的聚合物树脂都涉及到 抗氧剂的应用 按照作用机理 传统的抗氧剂体系一般包括主抗氧剂 辅 助抗氧剂和重金属离子钝化剂等 主抗氧剂 以捕获聚合物过氧自由基为主 要功能 又有 过氧自由基捕获剂 和 链终止型抗氧 剂 之称 涉及芳 胺类化合物和受阻酚类化合物两大系列产品 辅助抗氧剂具有分解聚合物 过氧 化合物的作用 也称 过氧化物分解剂 包括硫代二羧酸酯类和亚 磷酸酯化合物 通常和主抗氧剂配合使用 重金属离子钝化剂俗称 抗铜 剂 能够络合过渡金属离 子 防止其催化聚合物树脂的氧化降解反应 典型的结构如酰肼类化合物等 最近几 年 随着聚合物抗氧理论研究的深 入 抗氧剂的分类也发生了一定的变化 最突出的 特征是引入了 碳自由 基捕获剂 的概念 这种自由基捕获剂有别于传统意义上的主 抗氧剂 它 们能够捕获聚合物烷基自由基 相当于在传统抗氧体系中增设了一道防线 此类稳定化助剂目前见诸报道的主要包括芳基苯并呋喃酮类化合物 双酚 单丙烯 酸酯类化合物 受阻胺类化合物和羟胺类化合物等 它们和主抗氧 剂 辅助抗氧剂配 合构成的三元抗氧体系能够显著提高塑料制品的抗氧稳 定效果 应当指出 胺类抗氧 剂具有着色污染性 多用于橡胶制品 而酚 类抗氧剂及其与辅助抗氧剂 碳自由基捕 获剂构成的复合抗氧体系则主要 用于塑料及艳色橡胶制品 光稳定剂 光稳定剂也称 紫外线稳定剂 是一类用来抑制聚合物树脂的光氧降解 提高塑料制品耐候性的稳定 化助剂 根据稳定机理的不同 光稳定剂可以 分为光屏蔽剂 紫外线吸收剂 激发态 猝灭剂和自由基捕获剂 光屏蔽剂 多为炭黑 氧化锌和一些无机颜料或填料 其作用 是通过屏蔽紫外线来实 现的 紫外线吸收剂对紫外线具有较强的吸收作用 并通过分 子内能量转 移将有害的光能转变为无害的热能形式释放 从而避免聚合物树脂吸收紫 外线能量而诱发光氧化反应 紫外线吸收剂所涉及的化合物类型较多 主 要包括二 苯甲酮类化合物 苯并三唑类化合物 水杨酸酯类化合物 取代 丙烯腈类化合物和三 嗪类化合物等 激发态猝灭剂意在猝灭受激聚合物分 子上的能量 使之回复到基态 防止其进一步导致聚合物链的断裂 激发 态猝灭剂多为一些镍的络合物 自由基捕获 剂以受阻胺为官能团 其相应 的氮氧自由基是捕获聚合物自由基的根本 而且由于这 种氮氧自由基在稳 定化过程中具有再生性 因此光稳定效果非常突出 迄今已经发展 成为品 种最多 产耗量最大的光稳定剂类别 当然 受阻胺光稳定剂的作用并不 仅 仅局限在捕获自由基方面 研究表明 受阻胺光稳定剂往往同时兼备分 解氢过氧化物 猝灭单线态氧等作用 填充增强体系助剂 填充和增强是提高塑料制品物理机械性 能和降低配合成本的重要途 径 塑料工业中所涉及的增强材料一般包括玻璃纤维 碳 纤维 金属晶须 等纤维状材料 填充剂是一种增量材料 具有较低的配合成本 包括 碳酸 钙 滑石粉 陶土 云母粉 二氧化硅 硫酸钙 粉煤灰 红泥以及木粉 和纤 维素等天然矿物 合成无机物和工业副产物 事实上 增强剂和填充 剂之间很难区分 清楚 因为几乎所有的填充剂都有增强作用 由于填充剂 和增强剂在塑料中的用量很 大 有的已经自成一个行业体系 习惯上已不 在加工助剂的范畴讨论 应当说明的是 近年来广泛研究的纳米填充增强 材料对塑料的改性作用已经远远超出填充和增强的 意义 它们的应用将给 塑料工业带来一场新的革命 偶联剂是无机和天然填充与增强 材料的嚷面 改性剂 由于塑料工业中的增强和填充材料多为无机材料 配合量又大 与有机树脂直接配合时往往导致塑料配合物加工和应用性能的下降 偶联 剂作为表 面改性剂能够通过化学作用或物理作用使无机材料的表面有机 化 进而增加配合量并 改善配合物的加工和应用性能 目前见诸报道的偶 联剂大致包括长碳链脂肪酸 硅烷 类化合物 有机铬化合物 钛酸酯类化 合物 铝酸酯类化合物 锆酸酯类化合物以及 酸酐接枝的聚烯烃等 抗静电剂 抗静电剂的功能在于降低聚合物制品的表面电阻 消除静电积累可能 导致的静电危害 按照使用方式的不同 抗静电剂可以分为内加型 和涂敷 型两种类型 内加型抗静电剂是以添加或共混的方式配合到塑料配方中 成 型后从制品的内部迁移到表面或形成导电网络 进而达到降低表面电阻 泄放电荷的目 的 涂敷型抗静电剂是以涂布或浸润的方式附着在塑料制品 的表面 藉此吸收环境中 的水分 形成能够泄放电荷的电解质层 从化学 物质的组成来看 传统的抗静电剂几 p a g e 7 乎无一例外地属于表面活性剂类化合 物 包括季铵盐类阳离子表面活性剂 烷基磺酸 盐类阴离子表面活性剂 烷醇胺 烷醇酰胺和多元醇脂肪酸酯等非离子表面活性剂等 然而 近年 来出现的 高分子量永久型抗静电剂 打破了这种常规 它们一般系亲 水 性的嵌段共聚物 以共混合金的方式与基础树脂配合 通过形成导电通道 传导电 荷 与表面活性剂类抗静电剂相比 这种高分子量永久型抗静电剂 不会因迁移 挥发 和萃取而损失 因而抗静电性持久稳定 并极少受环境 湿度的影响 润滑剂和脱模 剂 润滑剂是配合在聚合物树脂中 旨在降低树脂粒子 树脂熔体与加工 设备之间以 及树脂熔体内分子间摩擦 改善其成型时的流动性和脱模性的 加工改性助剂 多用 于热塑性塑料的加工成型过程 包括烃类 如聚乙烯蜡 石蜡等 脂肪酸类 脂肪 醇类 脂肪酸皂类 脂肪酸酯类和脂肪酰胺类等 脱模剂可涂敷于模具或加工机械的 表面 亦可添加于基础树脂中 使模型 制品易于脱模 并改善其表面光洁性卧前者称 为涂敷型脱模剂 是脱模剂 的主体 后者为内脱模剂 具有操作简便等特点 硅油类物质是工业上应 用最 为广泛的脱模剂类型 分散剂 我们知道 塑料制品实际上是基础树脂与各种颜料 填料和助剂的 混合体 颜料 填料和助剂在树脂中的分散程度对塑料制品性能的优 劣至 关重要 分散剂是一种促进各种辅助材料在树脂中均匀分散的助剂 多用 于母 料 着色制品和高填充制品 包括烃类 石蜡油 聚乙烯蜡 氧化聚乙 烯蜡等 脂肪 酸皂类 脂肪散酯类和脂肪酰胺类等 交联剂 塑料的交联与橡胶的硫化本质上没有 太大的差别 但在交联助剂的使 用上却不完全相同 树脂的交联方式主要有辐射交联 和化学交联两种方式 有机过氧化物是工业上应用最广泛的交联剂类型 有时为了提 高交联度和 交联速度 常常需要并用一些助交联剂和交联促进剂 助交联剂是用来抑 制有机过氧化物交联剂在交联过程中对聚合物树脂主链可能产生的自由基 断裂反应 提高交联效果 改善交联制品的性能 其作用在于稳定聚合物 自由基 交联促进剂 则以加快交联速度 缩短交联时间为主要功能 不饱 和聚酯和环氧树脂等热固性塑料 的固化剂亦属交联剂的范畴 常见的类型 如有机胺和有机酸酐类化合物 另外 紫外 线辐射交联工艺中所使用的光 敏化剂也可视作交联助剂看待 发泡剂 用于聚合物配 合体系 旨在通过释放气体获得具有微孔结构聚合物制 品 达到降低制品表观密度之 目的的助剂称之为发泡剂 根据发泡过程产 生气体的方式不同 发泡剂可以分为物理 发泡剂和化学发泡剂两种主要类 型 物理发泡剂一般依靠自身物理状态的变化释放气 体 多为挥发性的液 体物质 氟氯烃 如氟里昂 低烷烃 如戊烷 和压缩气体是物理 发泡剂的 代表 化学发泡剂则是基于化学分解释放出来的气体进行发泡的 按照结 构的不同分为无机类化学发泡剂和有机类化学发泡剂 无机发泡剂主要是 一些对热敏 感的碳酸盐类 如碳酸钠 碳酸氢铵等 亚硝酸盐类和硼氢化 合物等 其特征是发泡 过程吸热 也称吸热型发泡剂 有机发泡剂在塑料 发泡剂市场具有非常突出的地位 代表性的品种有偶氮类化合物 N 亚硝 基类化合物和磺酰肼类化合物等 有机发泡 剂的发泡过程多伴随放热反应 又有放热型发泡剂之称 此外 一些具有调节发泡剂 分解温度的助剂 即 发泡助剂亦属发泡剂之列 防霉剂 防霉剂又称微生物抑制剂 是一类抑制霉菌等微生物生长 防止聚合 物 树脂被微生物侵蚀而降解的稳定化助剂 绝大多数聚合物材料对霉菌并 不敏感 但由 于其制品在加工中添加了增塑剂 润滑剂 脂肪酸皂类等可 以滋生霉菌类的物质而具 有霉菌感受性 塑料用防霉剂所包含的化学物质 很多 比较常见的品种包括有机金属 化合物 如有机汞 有机锡 有机铜 有机砷等 含氮有机化合物 含硫有机化合物 含卤有机化合物和酚类衍 生物等 编辑本段 编辑 本段 PVC 加工助剂系列产品简 介 PVC 加工助剂系列产品简介 PVC 加工助剂是丙烯酸酯类共聚物 ACR PVC 加 工助剂的基本功能就是改进 PVC 的加工性能 促进 PVC 混合料的 塑化 以便在尽 可能低的温度下获得塑化良好的物料 提高制品的质量 我们针对不同产品的需要 开发了以下五种类型的加工助剂 1 通用型 促进物料的塑化 2 润滑型 除促 进物料塑化外 兼有金属剥离的作用 防止熔体与金 属表面的粘连 延长开车周期 3 光亮型 除促进物料塑化外 能显著增进制品的表面光亮度 适宜 于对表面光洁 度需要较高的制品 4 超强塑化型 促进物料塑化的能力高于其它类型 适宜于难 以塑化 的物料配方 例如碳酸钙组份高 润滑剂用量大或添加碳黑 纤维等改性 剂 的配方 5 超强熔体强度型 除促进物料塑化外 还能大幅度地增加物料的熔 体强 p a g e 8 度 提高生产的稳定性 延长生产周期 提高制品的力学性能 尤其 是适宜于碳酸钙 含量高 大于 w t 30 的制品 一 促进塑化机理 无论哪一种 PVC 的加工形式 均需使 PVC 混合料均匀地得到塑化 只 有塑化均匀良好的物料 其制品才具有良好 的外观和机械性能 但与其它通用塑料相比 无增塑 PVC 只有在较高的温度和剪切 条件下 才能塑化 但高温下 PVC 很容易分解 为保证均匀塑化 提高硬 PVC 制品 的质量 应在尽可能低的加工温度和尽可能大的剪切力下 使物料塑化 一般来说 PVC 加工助剂必须具有下列特性 才具有促进塑化的功能 1 熔融温度低于 PVC 在加工过程中先于 PVC 熔化 2 因其与 PVC 具有良好的相容性 在加工过程中熔化后可以粘连 PVC 粒子 增加内摩擦 提高剪切扭矩 产生内热 使物料中的温度分布均匀 塑化程度均一 从而促进了 PVC 物料的均匀塑化 3 加工助剂具有足够大的分子量 在加工过程中 增大了熔体粘度 或 强度 提高了熔体压力 防止物料的打滑现象从而提高了剪切 扭矩 使 熔体和金属表面的摩擦热大幅度上升 促进了 PVC 混合料的混合均匀程度 和塑化程度 二 使用方法 加工助剂 ACR 的本质为固体增塑剂 如果 ACR 的熔 点再降低 分子量 再下降 则最终变为增塑剂 在研究中发现 熔点低的加工助剂 包括增 塑剂 塑化速度快 熔体流动性好 但熔体粘度低 熔体强度低 熔体压 力 低 熔点高的加工助剂塑化速度慢一些 熔体流动性差一些 但熔体粘 度大 熔体压 力高 熔体强度高 后期塑化能力强 前者降低 PVC 材料的 力学性能和耐候性 但 后者几乎不影响 PVC 材料的力学性能 并对其耐候 性有所改善 塑化效果良好的某 种加工型 ACR 对一种 PVC 配方会大幅度的提高挤出 机的电流和扭矩 提高 PVC 的塑化度 但对另一种 PVC 配方则可能会使 PVC 制品的颜色变深而出现色差 有时 一种加工型 ACR 在快速挤出机中是合适 的 但在慢速挤出机中则不一定合适 反之 亦然 因此 要使一种加工型 ACR 去满足不同的配方 不同的制品 不同的加工设备 的要求几乎是不可能 的 同样 对传统的加工助剂 ACR 既要满足塑化快 又要满足 熔体强度大 熔体压力高的加工工艺要求也是不可能的 为满足广大客户的个性化要 求 我们开发出了一系列全新的具有不同促进塑化性能和不同其它特点的加工 助剂 去适应用户的要求 其中某些产品的性能已完全可以取代一些进口 产品 我们对这 些加工助剂的性能和使用方法进行了详细研究 只要客户 提出自己的具体要求 我公 司新材料科研中心可以向您推荐适用的产品型 号 用量与使用方法 编辑本段 PVC 发泡调节剂 本公司开发的 YM YP 系列 PVC 发泡调节剂实际上也是丙烯酸酯类 加工助剂 它具备 PVC 加工助剂的所有基本特点 与 PVC 通用加工助剂的 唯一不 同就在于分子量 PVC 发泡调节剂的分子量要远高于通用型加工助 剂 一 发泡 调节机理 在 PVC 发泡制品中 加入超高分子量聚合物的目的 一是为了促进 PVC 的塑化 二是为了提高 PVC 发泡物料的熔体强度