推介PVC塑料稀土改性剂

2010-11-03

 

  稀土制作为稳定剂用于PVC塑料,也可以制作为改性剂。作为改性剂不仅可降低成本,还可以增加PVC塑料的性能,现将本人的试验文章,其实以公开发表付下,请各位大虾指点。有需要试验者请与本人联系:0910-3579929-216
马工,电邮:xymyt@126.com,xymyt@avl.com.cn
改性添加剂—998在PVC-U材料中的应用

  摘要:将改性添加剂998按不同比例加入PVC-U材料体系中,通过试验及对试验产品的性能比对,发现改性添加剂998在PVC-U材料体系中使用特点; 即使在不改变原有配方体系的情况下,加入改性添加剂998 10%~15%,其材料性能不会发生过大变化。结果显示改性添加剂998是一种较实用的 PVC-U材料改性添加剂。
关键词:改性添加剂 PVC-U材料 应用

  添加剂在PVC-U材料中占有一定的比例, 添加剂不仅能够降低PVC-U材料成本,同时还改善PVC-U材料的物理机械性能(增加或降低某些性能)。无机刚性材料(如碳酸钙),在添加一定比例时, 对材料的性能有所提高,但随着添加比例的增加,不但使材料的整体性能下降,还会使产品的单位重量增加,不会起到降低成本的作用。此时变研究各种改性剂,有 改性加工性的、有改性产品某些性能的、有改性无机粒子与聚合物相容性的等。在使用大量改性剂及无机刚性材料的同时,使用着们才发现虽然起到一定的作用,但 未达到预想的结果。
从使用者的经验来看,人们对PVC-U材料中使用的添加剂有这样的要求:(1)、添加剂不能使制品的物理机械性能下降、 外观受损;(2)、相对密度较低(不能加入后使材料的密度增加);(3)、价格低廉;(4)、不影响材料的加工性;(5)、产品有效同时质量稳定。这说明 所有的用户都希望,使用的添加剂不会使产品失去原有的性能,更希望原有的性能有所增加,而且,能够降低成本。
事实上,从事这方面工作的工程 师们都在研究这个问题。当无机刚性粒子添加量超过引许添加量时,制品的性能迅速下降,同时制品的单位重量在增大(事实上PVC-U材料体系的相对密度再增 加,原因是无机刚性材料的相对密度大);此时为了便于加工及使制品不降低更多的性能还需加入大量的改性剂,结果性能降低,成本反而未降低(改性剂的价格远 远高于PVC-U复合材料的价格)。最后有人研究改性添加剂,目的是,使用者在使用的过程中,不降低原由的质量,更希望有所增加,同时价格低,还可以降低 成本。目前较成功者不少,如:改性添加剂998,它的技术参数如下:
项目 指标
等级 一级
密度(g/cm3) 1.6------2.0
挥发度(105℃4n)% 1.0
PH值 7.0------9.0
细度(通过0.75㎜筛)% ≥95.0
过筛(通过0.25㎜筛)% ≥98.0
白度 ≥96.0
  从 各项技术指标上看,它基本上符合人们对改性添加剂的基本要求。将其加入PVC-U材料中,不仅降低成本,而且具有以下优点(1)、改善熔体流动性; (2)、提高耐磨性;(3)、提高PVC-U材料的加工综合力学性能,如:拉伸性能、弯曲性能、冲击性能等;(4)、改善成型加工工艺性能等等。
  笔者做过这样的试验,将改性添加剂998按一定的比例加入PVC-U管材、PVC-U管件、PVC-U芯层发泡管材中进行试验,结果生产工艺稳定,产品性能较好。
1、 试验部分
  在目前生产上比较成熟的配方中,分别将改性添加剂998以0%、5%、10%、15%四种比例在Ф110三通管件、Ф110芯层发泡管材、Ф110实壁管材中做试验。
1. 1试验材料及设备
1.1. 1试验的基本材料
(1)、PVC树脂,SG-5(宁夏、青化)、S—700(山东、齐鲁);
(2)、改性添加剂998(普通型);
(3)、三盐、二盐、cast、钛白粉、碳酸钙等(工业级);
(4)、CPE、ACR等(工业级)。
1.1. 2主要试验设备
(1)、SRL-500/1000高搅冷混机组 (江苏 、张家港);
(2)、SJZ-65/132锥型双螺杆挤出机(上海、新星);
SJSZ-65锥型双螺杆挤出机(无锡、通力);
(3)、CJ-180塑料注塑机(震德);
(4)、Ф110三通管件模具(自制);
Ф110芯层发泡管材模具(自制);
Ф110实壁管材模具(自制)。
1.2 试验过程
1.2.1 Ф110三通管件的试验过程
(1)、配方编号及添加量(在原配方不变的基础上加入998)
配方编号 1 2 3 4
改性添加剂998用量 0 5 10 15
(2)、工艺流程
120℃
45℃


(3)注塑加工工艺
a、 注塑过程实测温度
配方编号 成型温度(℃)
喷嘴(%) 机筒1区 机筒2区 机筒3区 机筒4区
1 40 165 172 165 131
2 40 165 172 172 131
3 40 165 171 173 131
4 40 165 175 173 131
B、注射压力、注射速度一致时,产品均可浇满;产品表观较好;
C、熔胶行程为220mm,熔胶时间不一致。
配方编号 1 2 3 4
熔胶时间(s) 51 46 43 39
1.2. 2Ф110芯层发泡管材的试验过程
(1)、配方编号及添加量(在原配方不变的基础上皮层料与芯层料同时加入998)
配方编号 1 2 3 4
改性添加剂998用量 0 5 10 15
(2)、工艺流程
120℃
45℃


(3)挤塑加工工艺
a、挤塑过程实测温度(在加工中温度基本一致)
成型温度(℃)
机筒1区 机筒2区 机筒3区 机筒4区
皮层 165 165 164 168
芯层 185 182 183 180
机头 1区 2区 3区 4区
168 168 165 169
B、加料速度、挤出速度一致,挤出稳定;产品表观较好;
C、扭距及电流。
配方编号 1 2 3 4
皮层机组扭距 42% 39% 39% 42%
皮层机组电流 40.2A 39.3 A 39.8 A 40.6 A
芯层机组扭距 36% 36% 36% 37%
芯层机组电流 36.75 A 36.8 A 36.6 A 37.63 A
1.3. 3 Ф110实壁管材试验过程
(1)、配方编号及添加量(在原配方不变的基础上皮层料与芯层料同时加入998)
配方编号 1 2 3 4
改性添加剂998用量 0 5 10 15
(2)、工艺流程

120℃ 120℃
45℃ 45℃

(3)挤塑加工工艺
a、挤塑过程实测温度(在加工中温度基本一致)
成型温度(℃)
机筒 机筒1区 机筒2区 机筒3区 机筒4区
设定 178 180 183 185
实测 178 182 185 182
机头 1区 2区 3区 4区
设定 175 180 185 182
实测 175 1780 185 185
B、加料速度、挤出速度一致,挤出稳定;产品表观较好;
C、扭距
配方编号 1 2 3 4
扭距 77% 72% 76% 78%
2、 性能检测
2.1检测依据标准
(1)、管件依据建筑排水用硬聚氯乙烯管件GB/T5836.2——92;
(2)、芯层发泡管材依据排水用芯层发泡硬聚氯乙烯(PVC-U)管材GB/T16800——97;
(3)、实壁管材依据建筑排水用硬聚氯乙烯管材GB/T5836.1——92。
2.2检测设备
(1)、WSM—10KB计算机控制万能试验机 (长春智能);
(2)、WKW—300计算机控制热变形维卡测定仪(长春智能);
(3)、JS—300B落锤冲击试验机(长春智能);
(4)、101—3型干燥箱。
2.3检测数据
2.3.1 Ф110三通管件





配方编号 维卡软化温度 烘箱 坠落试验(0℃) 产品单重(g)
1 72.3℃ 产品表面及浇口附近无裂痕等,符合标准要求。 3m无破裂 570
2 72.1℃ 产品表面及浇口附近无裂痕等,符合标准要求。 3m无破裂 570
3 71.8℃ 产品表面及浇口附近无裂痕等,符合标准要求。 3m无破裂 571
4 69.8℃ 产品表面及浇口附近无裂痕等,符合标准要求。 3m破裂1..5 m无破裂 576
2..3.2 Ф110芯层发泡管材

配方编号 纵向回缩率 扁平 环刚度 落锤冲击(常温) 二氯甲烷浸渍
1 11.76% 无破裂 4.37 2.75Kg,2m无破裂 表面无明显变化
2 8.16% 无破裂 4.41 2.75Kg,2m无破裂 表面无明显变化


2..3.4 Ф110实壁管材
配方编号 纵向回缩率 扁平 环刚度 落锤冲击(常温) 二氯甲烷浸渍
1 11.76% 无破裂 4.37 2.75Kg,2m无破裂 表面无明显变化
2 8.16% 无破裂 4.41 2.75Kg,2m无破裂 表面无明显变化


3、 结语
(1)、从试制的产品检测结果上可以判断,改性添加剂998是一种有效的改性添加剂;它不仅可以改性PVC-U复合材料体系的性能,由于它的相对密度与PVC-U材料体系的密度相近,因而加入到PVC-U材料中不会增加制品的单重;才有效地降低制品的成本;
(2)、从加工工艺比对看,改性添加剂998加入在10%`~~15%,不论在注塑还是挤出两大加工方法中,不会影响原加工工艺;
(3)、从对产品的性能影响上比对,改性添加剂998对PVC-U材料体系的个别性能有所增加如断裂伸长率,个别性能有所降低如维卡温度;因而在使用中应加以调整,扬长避短;
(4)、笔者在试验的时候,未将原配方调整,通过配方调整,不会降低性能,还会降低材料成本。




参考文献
1 成都科技大学等 塑料成型工艺学 北京 中国轻工业出版社1983
2 天津轻工业学院 塑料助剂 北京 中国轻工业出版社1997

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