PVC塑料型材配方

PVC塑料型材配方、热稳定剂、种类及其用途介绍2009/05/22下午 03:30PVC塑料型材配方的设计原理PVC塑料型材配方主要由 PVC树脂和助剂组成的，其中助剂按功能又分为：热稳定剂、润滑，剂、加工改性剂、 冲击改性剂、 填充剂、耐老化剂、着色剂等。在设计 PVC配方之前，首先应了解 PVC树脂和各种助剂的性能。原料与助剂PVC树脂生产 PVC塑料型材的树脂是聚氯乙烯树脂 (PVC)，聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成的聚合物，产量仅次于 PE，居第二位。PVC树脂由于聚合中的分散剂的不同可分为疏松型 (XS) 和紧密型 ( ) 两种。疏松型粒径为 0102mm，表面不规则，多孔，呈棉花球状，易吸收增塑剂，紧密型粒径为 01mm以下，表面规则，实心，呈乒乓球状，不易吸收增塑剂，目前使用疏松型的较多。PVC又可分为普通级 ( 有毒 PVC)和卫生级 ( 无毒 PVC)。卫生级要求氯乙烯 (VC) 含量低于 lOXl0-6 ，可用于食品及医学。合成工艺不同， PVC又可分为悬浮法 PVC和乳液法 PVC。根据国家标准 GB T5761-93悬浮法通用型聚氯乙烯树脂检验标准规定，悬浮法 PVC分为 PVC-SGl到 PVC-SG8Jk种树脂，其中数字越小，聚合度越大，分子量也越大，强度越高，但熔融流动越困难，加工也越困难。具体选择时，做软制品时，一般使用 PVC-SGl、PVC-SG2、PVC-SG3型，需要加人大量增塑剂。例如聚氯乙烯膜使用 SG-2 树脂，加入 5080 份的增塑剂。而加工硬制品时，一般不加或很少量加入增塑剂，所以用 PVC-SG4、VC-SG5、PVC-SG6、PVC-SG7、PVC-SG8型。如 PVC硬管材使用 SG-4树脂、塑料门窗型材使用 SG-5树脂，硬质透明片使用 SG-6 树脂、硬质发泡型材使用 SG-7、SG-8树脂。而乳液法 PVC糊主要用于人造革、 壁纸及地板革和蘸塑制品等。 一些 PVC树脂厂家出厂的 PVC树脂按聚合度 ( 聚合度是单元链节的个数，聚合度乘以链节分子量等于聚合物分子量 ) 分类，如山东齐鲁石化总厂生产的 PVC树脂，出厂的产品为 SK-700；SK-800； SK1000；SK 1100； SK-1200 等。其 SG-5树脂对应的聚合度为10001100。PVC树脂的物化性能见第四篇。PVC粉末为一种白色粉末，密度在1 35145gcm3之间，表观密度在04-0 5gcm3。视增塑剂含量大小可为软、硬制品，一般增塑剂含量0-5 份为硬制品， 5-25 份为半硬制品，大于 25 份为软制品。PVC是一种非结晶、极性的高分子聚合物， 软化温度和熔融温度较高， 纯 PVC 一般须在 160210C时才可塑化加工，由于大分子之间的极性键使 PVC显示出硬而脆的性能。而且， PVC分子内含有氯的基团，当温度达到 120C时，纯 PVC 即开始出现脱 HCl 反应，会导致 PVC热降解。因此，在加工时须加入各种助剂对PVC进行加工改性和冲击改性，使之可以加工成为有用的产品。PVC树脂主要用于生产各类薄膜 ( 如日用印花膜、工业包装膜、农用大棚膜及热收缩膜等 ) 、各类板、片材 ( 其片材可用于吸塑制品 ) ，各类管材 ( 如无毒上水1 / 7管、建筑穿线管、透明软管等 ) 、各类异型材 ( 如门、窗、装饰板 ) ，中空吹瓶 ( 用于化妆品及饮料 ) ，电缆、各类注塑制品及人造革、地板革、搪塑玩具等。-PVC热稳定剂的种类划分及作用机理PVC热稳定剂的种类划分及作用机理白启荣太原市塑料研究所1 塑料热稳定剂种类划分热稳定剂是一类能防止或减少聚合物在加工使用过程中受热而发生降解或交联 , 延长复合材料使用寿命的添加剂。常用的稳定剂按照主要成分分类可分为盐基类、脂肪酸皂类、有机锡化合物、复合型热稳定剂及纯有机化合物类。1) 盐基类热稳定剂 : 盐基类稳定剂是指结合有“盐基”的无机和有机酸铅盐 , 这类稳定剂具有优良的耐热性、 耐候性和电绝缘性 , 成本低 , 透明性差 , 有一定毒性 , 用量一般在 0.5%5.0%。( 文章来源环球聚氨酯网 )2) 脂肪酸类热稳定剂 : 该类热稳定剂是指由脂肪酸根与金属离子组成的化合物 , 也称金属皂类热稳定剂 , 其性能与酸根及金属离子的种类有关 , 一般用量为 0.1%3.0%。3) 有机锡类热稳定剂 : 该类热稳定剂可与聚氯乙烯分子中的不稳定氯原子形成配位体 , 而且在配位体中有机锡的羧酸酯基与不稳定的氯原子置换。这类热稳定剂的特点是稳定性高、透明性好、耐热性优异 , 不足之处是价格较贵。4) 复合型热稳定剂 : 该类热稳定剂是以盐基类或金属皂类为基础的液体或固体复合物以及有机锡为基础的复合物 , 其中金属盐类有钙镁锌、钡钙锌、钡锌和钡镉等 ; 常用的有机酸如有机脂肪酸、环烷酸、油酸、苯甲酸和水杨酸等。5) 有机合物热稳定剂 : 该类热稳定剂除少数可单独使用的主稳定剂 ( 主要是含氮的有机化合物 ) 外, 还包括高沸点的多元醇及亚磷酸酯 , 亚磷酸酯常与金属稳定剂并用 , 能提高复合材料的耐候性、透明性 , 改善制品的表面色泽。2PVC热稳定剂的作用机理1) 吸收中和 HCL,抑制其自动催化作用。这类稳定剂包括铅盐类、有机酸金属皂类、有机锡化合物、环氧化合物、酚盐及金属硫醇盐等。它们可与 HCL 反应 , 抑制 PVC脱 HCL的反应。2) 置换 PVC分子中不稳定的烯丙基氯原子抑制脱 PVC。如有机锡稳定剂与 PVC分子的不稳定氯原子发生配位结合 , 在配位体中 , 有机锡与不稳定氯原子2 / 7置换。3) 与多烯结构发生加成反应 , 破坏大共轭体系的形成 , 减少着色。不饱和酸的盐或酯含有双键 , 与 PVC分子中共轭双键发生双烯加成反应 , 从而破坏其共轭结构 , 抑制变色。4) 捕捉自由基 , 阻止氧化反应。如加入酚类热稳定剂能阻滞脱 HCL,是由于酚给出的 H原子自由基能与降解的 PVC大分子自由基偶合 , 形成不能与 O2反应的物质 , 而具有热稳定作用。这种热稳定剂可具有一种或兼具几种作用。理想的 PVC热稳定剂应是一种多功能物质 , 或者是一些材料的混合物 , 它们能够实现以下功能 : 一是置换活泼、不稳定的取代基 ; 二是吸收并中和 PVC加工过程中放出的 HCL,消除 HCL的自动催化降解作用 ; 三是中和或钝化对降解起催化作用的金属离子及其他有害杂质 ; 四是通过多种形式的化学反应可阻断不饱和键的继续增长 , 抑制降解着色 ; 五是最好对紫外光有防护屏蔽作用。 通常热稳定剂根据各自的特殊效能配合使用 , 单独使用的情况极少 , 而且大部分品种是粉末状 , 一些是毒性很大的化学物质。 为了使用方便 , 防止粉尘中毒 , 减小毒性物质或代之以无毒性物质 , 近年国内外研制出许多种复合稳定剂 , 例如 , 世界著名的德国熊牌复合稳定剂系列 , 美国、德国、日本、荷兰等国的有机锡或复合有机锡稳定剂 , 都在中国占有相当的市场。因此 , 全力推广应用我国研制的具有高效、低成本、无粉尘污染及无毒或低毒性的新型复合稳定剂 , 是我国塑料工业发展的迫切需要。3PVC加工需用热稳定剂原理分析理想的 PVC结构是首尾结构 -CH2-CHCl-CH2-CHCl-,是相当稳定的。但是至今合成 PVC的方法还不能像合成顺丁橡胶那样 , 在齐格尔催化剂的作用下使顺丁二烯进行定向有规聚合。氯乙烯的聚合是自由基的无规聚合 , 它除了有稳定的首尾结构 , 还有首首结构 -CH2-CHCl-CHCl-CH-,尾尾结构 -CHCl-CH2-CH2-CHCl-;有偶合歧化生成乙烯基结 CH2=CH-CHCl-CH2结-构和烯丙基氯 -CH2-CH=CH-CHCl-CH2等。在 PVC合成中生成烯丙基氯、叔碳氯和双键等是其分子链结构中不稳定因素 , 不稳定顺序为 :PVC分子链内部的烯丙基氯 >叔碳氯 >端基烯丙基氯 >仲氯。PVC加工时易于降解正是因为 PVC分子链的结构中存在着不稳定因素 , 如不进行稳定化改性 , 其分解温度为 130左右 , 但要将 PVC树脂加工成有用的制品 , 成型温度要在 190以上。因此 , 必须添加热稳定剂对其结构进行稳定化改进。4 各类热稳定剂受热变色评析理想的热稳定剂应同时具有吸收 HCL、消除活性部位、向共轭多烯链加成、破坏碳正离子盐、防止自动氧化等功能 , 而又不产生对 PVC降解有催化作用的产物。实际的热稳定剂因具有不同的功能而表现出不同的热稳定特性 , 大致可分为初期型、长期型、中间型和全能型四类。3 / 71) 镉、锌皂属典型的初期型热稳定剂 , 能快速吸收 HCL,并在 Cd、Zn 的催化下有效地以羧酸根取代 PVC链上的不稳定氯原子 , 从而有效抑制初期降解和着色 , 但因其消耗快而转化产物 CdC12、ZnC12,又是 PVC脱 HCL的高效催化剂 , 因而会引发 PVC恶性降解使物料突然变黑 , 因此长期热稳定性差。2) 钡、钙皂属典型的长期型热稳定剂 , 只有吸收 HCL的功能 , 因此不能有效抑制 PVC着色 , 但因转化产物 BaC12、CaC12不具催化活性 , 不会引起 PVC突然变黑 , 长期热稳定性较好。3) 脂肪酸有机锡属中间型 , 既能吸收 HCL,又能有效地以羧酸根取代 PVC 链上的不稳定氯原子 , 并且转化产物不具催化活性。4) 硫醇有机锡则具有全能型特征 , 能同时以各种机制稳定 PVC,转化产物也不具催化活性 , 因此兼具优异的初期和长期热稳定效果。-PVC的主要种类及其用途1.pvc 一般软制品。利用挤出机可以挤成软管、电缆、电线等 ; 利用注射成型机配合各种模具，可制成塑料（ 7740,-270.00,-3.37 ) 凉鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽车配件等。2.pvc 薄膜。pvc 与添加剂混合、塑化后，利用三辊或四辊压延机制成规定厚度的透明或着色薄膜，用这种方法加工薄膜，成为压延薄膜。也可以通过剪裁，热合加工包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。宽幅的透明薄膜可以供温室、塑料大棚及地膜之用。经双向拉伸的薄膜，所受热收缩的特性，可用于收缩包装。3.pvc 涂层制品。有衬底的人造革是将 pvc 糊涂敷于布上或纸上， 然后在 100 摄氏度以上塑化而成。也可以先将 pvc 与助剂压延成薄膜， 再与衬底压合而成。 无衬底的人造革则是直接由压延机压延成一定厚度的软制薄片， 再压上花纹即可。 人造革可以用来制作皮箱、皮包、书的封面、沙发及汽车的坐垫等，还有地板革，用作建筑物的铺地材料。4.pvc 泡沫制品。软质 pvc 混炼时，加入适量的发泡剂做成片材， 经发泡成型为泡沫塑料， 可作泡沫拖鞋、凉鞋、鞋垫、及防震缓冲包装材料。也可用挤出机基础成低发泡硬 pv