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pvc异型材生产工艺配方设计
PVC异型材生产工艺配方设计
异型材通常选用平均聚合度1000(K值为62~65)左右的疏松型悬浮法PVC树脂。因为
随着PVC分子质量的增大,分子链间范德华力或缠绕程度相应增加,制品的物理力学强度增
加,耐低温和耐热性、耐光性和抗老化性能也相应增强。但聚合度越大,成型加工温度越高,加
工流动性越差,成型加工越困难。
通常,异型材用PVC原料以选用分子质量分布窄的为好,这样加工性能和制品性能都较均一
利于控制加工条件和制品质量。低分子质量会降低产品热稳定性、老化性能、力学性能等;但高分子
质量会使加工时不易均匀塑化,造成制品内在和外在质量的下降,严重时会出现颗粒或“鱼眼”。PVC
树脂的塑化时间也是一项重要的选择指标。一般对于聚合度一定的PVC,其塑化时间越短越好
化时间长,热稳定剂用量需增加,润滑剂匹配难度加大,加工条件苛刻,制品质量难以控制,生产成本提
高。
在生产PVC异型材白色门窗时,PVC老化性能也是一项特别重要的指标。其中白度作为一项
指标,最低要求大于74%,但是,不等于说白度越高,加工后外观质量一定就好,这要求厂家选择原料时
特别注意。同时,不同批次的PVC原料不可混用,以免引起异型材产生色差,影响质量。
1.2 热稳定剂
目前铅盐热稳定剂是国内PVC异型材应用最广的品种。三盐(TLS)热稳定性最好,二盐
L)热稳定性不及三盐,但耐候性好于三盐,这两种盐合用时二盐用量约为三盐的50%。二盐基硬脂酸
铅(DLS)和硬脂酸铅(PbSt2)的热稳定性稍差,但具润滑性,这两种盐常与三盐和二盐并用
为0.5~1.5份。铅盐最大的缺点是有毒,且易变色。
金属皂类热稳定剂的效果不及铅盐,但有润滑性。一般金属皂类热稳定剂不单独使用,常为不同金
属皂并用或与铅盐及有机锡并用。依功能和机理将其分为主、辅两类。主金属皂以Cd、Zn为主
辅金属皂以Ba、Ca为主。主、辅配合使用,有协同效应。金属皂特点如下:
(1)ZnSt2:无毒透明,易引起“锌烧”,常与Ba、Ca皂并用。
(2)CdSt2:是重要的透明稳定剂品种,毒性大,不耐硫化污染,常与Ba皂并用。
(3)PbSt2:热稳定性好,可兼作润滑剂,易析出透明性差,有毒,硫化污染严重,常与Ba、Cd皂并
用。
(4)CaSt2:加工性好,无硫化污染,无毒,常与Zn皂并用。
(5)BaSt2:抗硫化污染,透明,常与Ca、Pb皂并用。有机锡热稳定性超群,透明性好,大多无毒。
但价格太高,且大多无润滑性,目前国内PVC异型材生产中很少采用。
稀土稳定剂是我国新近开发出的新型热稳定剂。稀土稳定剂可以是稀土的氧化物、氢氧化物及
稀土有机弱酸盐等。其中以稀土氢氧化物效果最好,而在稀土有机酸中水杨酸稀土要好于硬脂酸稀
土。稀土稳定剂热稳定性与有机锡相当,好于铅盐及金属皂类,是铅盐的3倍、Ba/Zn复合稳定剂
的4 倍。它具有无毒、性能高、透明性好、储存稳定、耐候性好等优点。稀土稳定剂无润滑作用
产品中一般加有润滑剂,这在使用时应特别注意。目前,国内生产的大多数稀土稳定剂出于对成本的考
虑,一般在稀土稳定剂中加有铅稳定剂或金属钙、锌皂的配混有机复合物。
有机辅助稳定剂主要包括亚磷酸酯类、环氧化合物类、多元醇类、β-二酮类等,它们与主稳定剂
并用,产生协同效应。在异型材配方中一般加入少量抗氧剂和抗紫外光助剂,不仅能增强热稳定效果
还能增强耐候等性能。
1.3 润滑剂
在配方中,一般应选择内、外润滑剂并用,润滑剂的用量随加工工艺不同而异。挤出内润滑剂用量
一般为0.5~1.0份,外润滑剂用量为0.2~0.4份。PVC常用润滑剂品种有:液体石蜡、固体石蜡
晶石蜡、高熔点石蜡、聚乙烯蜡、酯蜡、硬脂酸、硬脂酸皂盐、二硬脂酸镁、二盐基硬脂酸铅、脂
肪酸酰胺、硬脂酸丁酯、单硬脂酸丁酯、硬脂醇及季戊四醇等。异型材配方中推荐选用聚乙烯蜡
对分子质量5000~8000 为宜)、OP蜡、硬脂酸及硬脂酸皂盐等。聚乙烯蜡应少于0.5份,金属皂类
加入量可参考如下:PbSt2,0.2~1.0份;CaSt2,0.2~1.5份;ZnSt2,0.15 份;BaSt2,0.2
1.0份;HSt,0.5份;OP蜡,0.1~0.3份。
在不同温度下,内、外润滑剂的作用会发生变化。以HSt为例,加工温度低时,其与PVC相容
性差,主要起外润滑作用;但温度升高,其与PVC相容性增强,内润滑作用增大。因此,异型材配方设计
要根据工艺调整。表1列出了几种常用润滑剂的效能。
PVC挤出成型中加润滑剂的目的是降低体系的粘度,提高流动性及易于脱模。
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