ASAPVC共混改性技术在PVC彩色共挤型材加工中应用研究.docVIP

ASA/PVC共混改性技术在PVC彩色共挤型材加工中应用研究 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　吴 郁　　　　　　　　　　　　　　　　　　宁波浙东塑料建筑材料有限公司 宁波 315101 1 概述 PVC塑料门窗具有优异的节能隔声效果，目前在国内已普及应用。由于PVC分子结构中存在较不稳定的α-Cl，因此纯PVC加工的材料耐候性差，在户外容易受太阳光中紫外光线破坏而引起发黄发红等变色现象；金红石型TiO2具有优异的光折射效果，通过添加一定比例的金红石型TiO2，可以起到折射屏蔽紫外线效果，从而确保材料不变色，因此市场上所见的PVC门窗型材通常以白色为主。近年来随着社会发展，人们对门窗材料表面彩色化需求越来越大。目前彩色PVC型材一般是通过在干混料中直接添加颜料进行着色，但因配色原因，材料配比中不能添加足量的TiO2，以致产品在户外耐候性较差、型材色彩选择性非常小。ASA/PVC采用具有优异耐候性能的高分子材料作为共挤层材料，将其与PVC主体材料共挤形成复合材料的共挤加工技术，可使型材表面色彩丰富多样，颜色牢固不易褪色。 ASA聚合物分子结构中无双键等不稳定基团，分子结构稳定，具有优异的耐候性能，同时该材料具有很好的力学性能，国外已广泛应用于汽车配件领域。ASA其溶解度参数δ为9.6-9.8，与PVC的溶解度参数9.5-9.7非常接近，理论分析二者相容性很好，可以混合形成塑料合金，以改善PVC材料力学性能。试验通过ASA与PVC根据不同比例进行共混造粒，通过共挤形成彩色共挤复合型材；分析讨论了不同共混配比对共挤加工性能、制品表面硬度、力学性能以及耐候性能的影响。 2 试验部分 2.1试验主要原料 SG-5型 PVC树脂，上海氯碱化工有限公司　　Larans ASA树脂，德国 BASF化学公司　　T-109 稳定剂，阿托菲纳化学公司　　D320抗冲改性剂，阿托菲纳化学公司　　颜 料 德国，BASF化学公司 2.2 试样制备 1）试验以浅灰色（RAL 7035）为参照颜色，按照配方比例（见表1），加工出四种干混料。 2）采用锥形双螺杆造粒机组进行造粒； 3）ASA粒料以及共混粒料具有吸水性，含水量在0.3%左右，必须经烘干处理，否则表面会出现麻点、不光等缺陷，采用干燥机对配比1粒料在80℃干燥3小时，对配比2、配比3粒料在55℃干燥2小时，配比4粒料在50℃干燥1小时；PVC粒料烘干温度相对要低，主要是PVC本身材料含水率较低，同时避免高温使材料结块。 4）共挤挤出，共挤模具设计要求必须使基材与共挤层在定型段具有相同的流速，同时具有一定的压缩比，以保证共挤异型材挤出时粘接良好，共挤层厚度均匀。 四种配比产品生产工艺参数如表 2所列： 　　5）试样经48小时室温稳定放置，分别对配型材检验标准进行硬度、单缺口简支梁冲击强比1、配比2、配比3和配比4试样按照度、低温落锤冲击强度(-10℃，1kg，1.5m，10GB/T8814-2004门、窗用未增塑聚氯乙烯（PVC-U）个试样)测试，结果如表3: 6）采用QUV紫外线加速耐候试验机，对配比1、配比2、配比 3和配比 4试样进行人工老化测试,试验条件为：6.5kW氙灯,波长18min/102min，老化时间4000小时。测试结果如表4所列； 3 结果与讨论 1）通过对四种配比的共混改性材料共挤挤出工艺进行比较分析，加工工艺参数变化较小，表明ASA与 PVC两种树脂相容性很好，流变性能、热膨胀系数非常接近；试验结果与理论相符；配方1螺杆转速较慢，但试样共挤层厚度值较大，表明纯ASA流动特性要好于PVC。 2）表3显示四种配比的共混改性材料力学性能，测试结果表明，ASA材料低温抗冲击性能明显优于PVC，表3中显示配比2、配比3与配比4简支梁冲击强度明显提高，表明ASA与PVC共混可以提高PVC材料的韧性，ASA在共混体系中起到抗冲改性剂的作用；ASA属无定型三元共聚物，由于ASA结构中引入了丙烯酸酯橡胶，其玻璃化转变温度Tg为-50℃，使其共聚物具有极好的抗冲击性，尤其是低温抗冲击性能优良。 3）实际加工过程中配比1、配比2材料在挤出10―20分钟后就出现型材表面拉痕，分析原因主要是材料在冷却过程中表面ASA层冷却速率较快，牵引移动过程中与真空冷却定型模真空气槽发生硬性摩擦，导致表面出现较多摩擦痕，同时在水箱内冷却过程中与定型插板摩擦易产生拉痕；而试验结果显示配比3、配比4在挤出过程中基本没有出现较明显的摩擦痕；表3中对四种配比试样表面硬度进行对比，结果表明ASA材料表面硬度明显要小于PVC，配比3与配比4硬度值比较接近，PVC在共混体系中能够提高材料表面硬度，有利于挤出加工，改善表面质量。 4）试验采用浅灰色作为试验颜色，主要是便于对比试验前后颜色变化；通过人