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　　KK体育PVC树脂 挤出造粒 稳定剂 润滑剂 填充剂 成品 切割 着色剂 牵引 冷却定径 挤出机 高速搅拌机 密炼机 双辊塑化剂 切粒机 粒料 冷却

　　挤出PVC管材的配方比较复杂,包含有PVC树脂、 抗冲击改性剂、稳定剂、加工改性剂、填充剂、 色料及润滑剂等多种成分.稳定剂系统总是根据对 制品性能的要求来选择,稳定剂的用量应保证加工 中热稳定性的要求和制品使用环境的要求.在稳定 剂种类和用量确定之后,根据加工设备的特点和制 品性能要求进行润滑剂配合的设计.目前尚无简单 的公式和模板用于配方设计.只能利用已知的成功 配方或所谓基础配方,在制品生产中,根据实用情 况,利用一些设计基本原则加以调整.

　　按我国技术标准,除化工用管外,直径200mm以下其他 类管材均有落锤冲击性能要求.为满足低温冲击要求,配方 中可使用4~8份冲击改性剂,一般用CPE即可.为了使制品获 得更低温下的抗冲击性,可选用MBS、ABS或ACR改性剂. ①CPE 氯含量为25%~40%,用CPE改性的PVC制品,除具有较 好的耐冲击性外,还具有较好的耐候性,耐寒性、阻燃性和 耐化学药品性.下表2为CPE含量对制品的改性效果. 含量在10~15份时增幅最大,大于20份增幅又趋平缓. ②ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物,主要用于挤出 和压延片材,供热成型制品使用. ③MBS 甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物,主要 用在透明膜,片的挤出以及中空吹塑过程.

　　复合稳定剂包括3种: ①以金属皂类或盐类为基础的液体混合复合物; ②上述基础的固体复合物; ③以有机锡稳定剂为基础的复合物. 其中以第一类最为常用. 在选择稳定剂系统时,应首先考虑制品性能和使用场 合的特殊要求.据此选择主稳定剂.例如为了获得制品的透 明性,要选用有机锡或液体Ca-Zn皂;为了满足食品卫生的 要求,要选用适当的辛基锡而不能选择丁基锡;为了防止硫 污,浅色或透明制品中不用含硫的有机锡.为了满足卫生要 求,上水管中,可选用低溶解度和低迁移性的铅盐稳定剂, 不能使用毒性大的含镉稳定剂,但含铅稳定剂总用量不能 超过3份.室外用品要采用耐紫外线老化的稳定剂配合,如 亚磷酸酯、亚磷酸盐等.金属皂类稳定剂具有初期抑制着 色作用与铅盐稳定剂有协同效果,兼有外润滑作用,一般均 要配合使用.

　　主要种类有碳酸钙、陶土、白炭黑、石棉等. 碳酸钙(重质)密度3.0~5.0,(轻质)2.5~2.6,(沉 淀)2.6;白炭黑(SiO2)粒径2~10μ m只能作增量剂,0.1um 有增强效果. 生产合乎国家标准的给、排水管,化工用管和双壁波 纹管等管时,填充剂的作用主要是提高管材的刚性,减少收 缩率,以及着色,次要作用是可降低成本.由于,目前国内超 细填料(1um)还很贵,普通轻钙用量过大会造成抗冲击性 降低和管耐用性下降,所以,在化工用管和给水管中,填料 用量在2份以内. 排水管,冷弯穿线套管中填料用量可多些,一般也不超 过15份. 对管材性能要求较低的管材,如落雨管,填料量可大到 20~30份,但是不宜用双螺杆挤出机生产,因为填料对设备 的磨损较严重.

　　按润滑剂的功能进行分类,有内润滑剂、外润滑剂,以 及兼具内外润滑功能的内外润滑剂. 内润滑剂是指熔化后能够渗入PVC微粒内分子链之间, 减小PVC分子间作用力,促进各层次微粒熔化、树脂塑化, 降低熔体粘度的助剂.外润滑剂是指助剂熔化后不能进入 PVC分子之间,只能分布于PVC微粒之间和PVC熔体与加工设 备金属壁之间,推迟塑化,降低粘附金属倾向,并不能降低 熔体粘度的助剂.内外润滑剂是指助剂的分子有部分可进 入PVC分子链之间(或温度较高时可进入PVC分子之间),其 余部分不能进入PVC分子之间,因而兼有两种功能的助剂. 按润滑剂的相容性来说,内润滑剂与PVC有较好的相容性, 外润滑剂与PVC相容性较差.在内润滑剂与外润滑剂之间并 无截然可分的界限.

　　PVC树脂在热KK体育、光、氧和重金属离子等作用下,常会变 色,以致影响其力学性能,这种变质过程常成为老化.稳定剂 就是一类能抑制热、光、氧和重金属离子等因素对PVC树 脂产生老化,增加其稳定性,延长其使用寿命的物质. 稳定剂常分为以下几种. ①铅盐类 稳定作用较强,价格低廉,应用广泛,但铅盐有毒, 不能用于接触食品的制品.常用的有三碱式硫酸铅和二碱 式亚磷酸铅. ②金属皂类 是铅、钡KK体育、钙、铝、锂等金属与硬脂酸KK体育、月 桂酸、蓖麻油酸所生成的皂类.主要有硬脂酸盐、月桂酸、 蓖麻油酸盐. ③有机锡类稳定剂 有良好的耐热性和透明性,可单独使用, 也可与金属皂类稳定剂并用.用量少(一般0.25~0.75份), 虽然价贵,但在聚氯乙烯稳定剂中占重要地位.

　　对管材一般不用酯类内润滑剂.采用硬脂酸铅-钙配合, 或硬脂酸铅-钡配合,既可控制PVC树脂的塑化速度,又可防 止物料粘附金属,还可起到助稳定作用.在单螺杆挤出管材 配方中,两类脂肪酸皂的配比可取1:1或钙皂(钡皂)用量略 高于铅皂,总量一般在1.5份以内.在双螺杆挤出普通管材 配方中,铅皂往往超过钙皂,总量一般在1份之内.皂类润滑 剂较贵,要尽可能减少用量,避免管材表面见到铅皂析出. 使用蜡类与硬脂酸配合,也有良好的外润滑作用.一般两者 总用量在1份左右,按等量并用原则配合.为了改善制品外 观降低口模阻力可选用聚乙烯蜡. 总之润滑剂的用量要尽可能减少,避免因润滑过度造 成塑化不良、塑化温度过高等. 润滑剂配比与用量的关系:润滑剂的配比和用量均影 响物料的塑化速度,两者之间有协同效应.以石蜡-硬脂酸 钙为例,研究结果见表3.

　　K-120是甲基丙烯酸甲酯(MMA)与少量丙烯酸乙酯(EA) 或丙烯酸丁酯(BA)经乳液或悬浮聚合得到的相对分子质量 很高(1百万至5百万)的无规共聚物.后来又发展了多种产 品如K-120N,K-120ND,K-175,K-125,KM-334等.

　　⑴加工改性剂促进PVC初级粒子塑化成为区域粒子,提高熔 体结构的均匀性,降低塑化温度. ⑵削弱外润滑剂对塑化情况的影响. ⑶增加熔体弹性,缩短取向后松弛的时间,提高熔体缺陷产 生的临界剪切速率,获得高速生产制品时的良好外观和 光泽度. ⑷增加熔体强度.

　　概述 PVC树脂的选择 稳定剂系统的确定 加工改性剂的选用 冲击改性剂的选用 其他助剂的配方设计

　　硬质PVC管材的生产可采用两种工艺. 采用双螺杆挤出机,将粉料(包括稳定剂、 润滑剂、填充剂等)经高速搅拌机混合后直接挤出 管材.这种方法生产率高,管材质量好,在我国和其 他一些国家生产硬质PVC管材均采用此法. 采用单螺杆挤出机生产时,由于其混合、塑化 性能较差,先将PVC粉料制成粒料,然后挤出管材, 其生产工艺流程如下:

　　增加外润滑剂用量,虽可减少熔体和口模的附着力、 降低剪切速率,减小挤出涨大和改善制品外观,却往往造成 塑化不良,影响制品的力学性能. 若想既不降低PVC的塑化程度,又要保持制品的良好外 观就要使用加工改性剂.目前已有数种加工改性剂问世,公 认最好的还是聚丙烯酸酯类加工改性剂ACR(亦称加工助 剂).

　　常用的润滑剂有以下5类. ⑴聚乙烯蜡 外润滑作用很强,通常加0.2~0.6份. ⑵石蜡(典型的外润滑剂) 由于石蜡熔点低,粘度小,易蒸发, 只能较窄温度范围内起润滑作用. ⑶脂肪酸皂 普遍认为是外润滑剂,有硬脂酸铅、钙、钡等. ⑷脂肪酸 国内主要用硬脂酸,外润滑为主,可归入外润滑剂 或内外润滑剂,国外用褐煤酸,外润滑作用很强. ⑸酯类与醇类润滑剂 高级脂肪酸与高级脂肪酸的酯常归入 内润滑剂或内外润滑剂.一般高级脂肪酸系列的内润滑剂 价格较高,在硬制品中,用量常在0.2~0.5份,使用内润滑剂 可收到以下效果: ①与蜡类并用,可改善PVC的热稳定性; ②使用酯类润滑剂,可增加填充剂的用量; ③酯类润滑剂可促进塑化,往往可不必使用加工改性剂; ④适当增加酯类润滑剂,减少蜡类用量,可提高制品的抗冲 击能力.

　　我国工业化生产的PVC树脂主要以悬浮法和乳液法两 种为主. 原料直接关系到管材的质量,选择原料时要考虑其来 源和成本,管材的使用场合和环境条件.因为使用条件不同 对管材有不同要求,所用成型设备和成型工艺也不尽相同. 用于输送腐蚀性液体和气体的硬质PVC管材要求有一定强 度,能承受内外压力,耐热耐腐蚀.型号不同,树脂的聚合度 不同,聚合度越高,其物理机械性能,耐热性能愈好,但树脂 流动性能愈差,给加工带来一定困难.采用疏松型树脂则可 增加PVC在挤压过程中的摩擦热,易使物料塑化均匀,制品 质量有所提高.耐压过程则应选用平均聚合度为1160的树 脂(如SG4或SG5型).大口径管材其壁厚较大,为了保持良 好的性能又便于加工,可选用高、低聚合度的树脂按一定 比例(前者的比例较大)共混后进行挤出成型. 用于给水管的树脂,应属”卫生级”,树脂中残留氯乙 烯在1mg/kg以内.为了保证管材的质量,减少次品率,树脂 的来源要稳定.

　　主稳定剂选择之后,应根据稳定剂配合的原则,选择辅 助稳定剂,发挥协同效应,以提高稳定效果,降低成本.在稳 定剂种类和配合比例选定以后,稳定剂的总量则要按加工 方式确定.双螺杆挤出过程,树脂受热过程较短,稳定剂用 量可比造粒后单螺杆挤出的少些.透明和浅色制品加工用 的稳定剂要比深色制品多些. 稳定剂的用量除满足制品正常生产的要求,还要考虑 到加工温度选择不当或温度失控,意外停车等情况.总之稳 定剂的用量不仅可保证正常生产的需要,还要留有充分余 地以免意外情况时物料严重分解.比起润滑剂配合的设计, 稳定剂系统的确简单些,有许多现成配方可借鉴.根据现有 配方或比现有配方适当增加用量往往是可行的.

　　实际生产配方加工改性剂的用量范围, 常要调整. 比如单螺杆挤出机中,螺槽与螺棱处剪切速率相差很大, 塑化后熔体结构的均匀性较差.为了提高熔体结构均匀 性,往往要使用较双螺杆挤出配方更多的加工改性剂.

　　结果表明:以极性润滑剂为主的润滑剂配合,配合比例 常是决定塑化速度的首要因素,如石蜡/硬脂酸钙为1/1、 1/2、1/3;配比一定时(如1/1),润滑剂总量对塑化速度的 影响多数情况并不明显.以非极性润滑剂为主的配方,如石 蜡/硬脂酸钙为2/1,润滑剂总量对塑化速度的影响很明显. 润滑剂比例很大,一种组分是另一组分重量的3倍以上,如 4/1或1/4,配合比例增加对塑化速度的影响已不明显,比例 悬殊的配合没有实际意义.