PVC配方设计概要.docx

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PVC配方设计概要

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邓之俊陆威袁宝张坤

摘要：文章主要介绍了PVC配方设计的原料选择，主要从PVC树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、填充剂、着色剂等方面对PVC各类配方的设计作了详细的介绍。文章给出了几种原材料的使用选择，通过对PVC配方中的原材料的详细描述，使读者能够更加充分体会PVC配方中的原料性能，在设计各种PVC配方时从而降低生产厂家的原料成本，为PVC的配方设计提供物美价廉的指导。

关键词：PVC树脂;电缆料;增塑剂;稳定剂;工艺流程图

聚氯乙烯（PVC）树脂在塑料行业的使用非常广泛，其分子间作用力较大，极性较强，根据不同的生产机器，一般需要的加工温度在130～200℃左右。由于PVC分子内含有极性的氯基团，因此，PVC在光照、酸碱性条件下容易发生热降解反应，PVC是一种不稳定的塑料材料，PVC是一种热敏材料，对温度的升高较为敏感，温度会导致PVC中发生脱氯反应，从而导致了PVC降解，这种氯代基团若得不到及时印制，将会发生一连串的连锁反应，从而导致PVC发生降解[1]。鉴于上述方面的缺陷，PVC在加工的过程中需要加入各种助剂，以便满足人们的不用需求。

1PVC配方中原材料的介绍

1.1树脂的选择

工业生产上一般对PVC树脂的描述使用K值或粘度，这种也就是我们通常换算过来的平均聚合度。树脂的聚合度直接影响塑料的加工性能，PVC树脂是一种刚性结构，一般聚合度高的树脂不易加工，但是机械性能优异，耐摩擦能力好，低聚合度的树脂，流动性好，适合注塑类塑料[2]，但是这类树脂在加工过程中对温度比较敏感，工业树脂通常使用SG系列的代号，常用树脂及使用见表1。

1.2增塑剂体系

增塑剂的加入是为了降低PVC分子链间的范德华力，使它的玻璃化温度、流动温度以及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是一个比较通用的增塑剂，目前也是塑料行业最通用的增塑剂，一直受到塑料行业的青睐，但是近些年欧盟RoHS环保对这类增塑剂有了限制，在玩具，餐具等塑料制品中禁止使用，因此，厂家将眼光转向了更环保的DINP，應用较广泛，电线电缆行业依然以使用DOP较多[3]。直链酯类如DOS属耐寒增塑剂，分子量低，流动性好，这类增塑剂与PVC混在一起不易加工，一般根据使用需求的话添加量在8份左右。环氧类增塑剂具有耐热和耐光性，这类增塑剂与钙锌稳定剂搭配使用，具有很好的热稳定作用，同时一定量的环氧树脂类增塑剂，有助于产品加工，工业建议添加量5-8份。PVC由于其自身结构，具有一定的阻燃性，通过添加氯化石蜡及磷酸酯类增塑剂，可以提高阻燃性能，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。工业使用增塑剂的添加量根据软硬度一般在40-70份，过多过少都不易加工。

1.3稳定剂体系

PVC在高温加工过程中易释放HCl，形成不稳定的聚烯结构。同时，这种HCl的释放具有自催化作用，会使PVC进一步降解。另外，如果有氧存在或有铁、铝、锌、锡、铜和镉等离子存在时，都会对PVC起到降解作用，这种降解作用直接导致塑料制品产生一系列的不良现象，其中如变色、变脆以及机械强度降低，最终导致使用寿命降低。稳定剂的出现就是为了解决这类现象，最早使用较多的为铅盐类稳定剂，这类稳定剂稳定效果好，但是环保性能差，进而产生了一系列的钙锌稳定剂，常用稳定剂的使用方法如下。

铅盐稳定剂主要用在硬制品中。近年来市场上产生了大量的复合稳定剂，基本上已取代了单组分的稳定剂在使用。

钡镉类稳定剂是性能较好的一类热稳定剂。

钙锌类稳定剂可作为无毒稳定剂，但是其稳定性并不是很好，通常需要搭配使用，加工过程中也容易变色，大量使用时不易加工，透明性差，通常需要搭配环氧类增塑剂及多元醇使用。

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，但其价格较贵[4]。

环氧类稳定剂通常作为辅助稳定剂。

1.4加工助剂

加工助剂通常是加工过程中的小批量使用产品，主要是指润滑剂，包括硬脂酸盐（内润滑为主）、硬脂酸（润滑树脂）、各类石蜡类（外润滑）以及抗氧剂等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。但是需要强调的是，所有的润滑剂在内外润滑使用上都是相对的，过多的内润滑使用最终也会变成外润滑，具体需要根据实际配方中使用量添加。

在硬质PVC塑料中，润滑剂过量会导致加工不易，机械强度降低，也影响工艺操作。

1.5填充料

在PVC的加工过程中通常会选择加入无机填料作为增量剂，用于降低材料成本，同时无机填料的加入可以增加塑料制品的加工性能、机械性能，常用的无机填料有碳酸钙、硫酸钡、陶土以及白炭黑等，无机填