【PVC等橡塑体系增韧增强优化】
一、主要增强增韧方法
1.主体树脂增韧:
选用韧性好的树脂(如同型号分子量较大的,分布较窄的)。
2.主体钙粉增韧:
祥泰公司预处理亚纳米钙,具有无机刚性粒子纳米增韧效果,综合性价比更好。(纳米钙价格高大量填充下料困难,需增加填充量可与亚纳米重钙配合使用;如需选用轻钙,尽量选择真体积较大的细度好一些。轻钙大量填充也需考虑下料问题,可与亚纳米重钙配合使用,能明显提高增韧效果。)
增韧增强效果比较:
纳米钙>亚纳米钙>活性轻钙>轻钙>普通1250目以下重钙
3.活化剂改性增韧:
祥泰公司CA改性剂(第三代活化剂)能明显增韧增强PVC/CaCO3体系。增韧增强效果比较:
CA改性剂>偶联剂>硬脂酸
CA改性剂具有强大表面活性、分散性、流动性,能使PVC/CaCO3体系相容性非常优异,有效提高韧性强度各项力学性能。CA改性剂如与亚纳米钙协效配合使用,可以发挥更好的增韧增强效果。
4.加工助剂抗冲改性剂协效增韧:
ACR+CPE/或其它配合体系如MBS+ACM等。
5.回料增韧:
选用或增加填充少、韧性好的回料。
二、其它增韧增强方法
6.有机刚性粒子协效弹性体增韧增强:
如祥泰公司的(PMMA磨粉料+PMMA专用丙烯酸酯改性剂)
7.其它橡胶弹性体增韧:
如NBR、EVA等。
8.稳定剂增韧:
稀土复合稳定剂具有螯合作用,能增韧增强PVC体系。
9.润滑剂增韧:
润滑体系配合有增韧增容作用的润滑剂。
10.增塑剂增韧:
DOP及固体等增塑剂。
11.可以共混的高韧性树脂:
如SURLYN树脂、ABS等。
12.其它改性剂:
建议方案一:以主体钙粉增韧为主。
全部或部分换成亚纳米钙,适量增加亚纳米钙用量以控制成本。
建议方案二:主要使用助剂增韧。
①添加CA活化剂:按轻重钙和混合钙(不包括活性钙和亚纳米钙及纳米钙)的0.8~1%进行活化改性。
②纯稀土稳定剂部分替代铅盐和钙锌稳定剂并适量增加润滑剂用量或选用稀土复合稳定剂。
③少量添加具有增韧增容作用的润滑剂,OPE+单双甘脂。
④ACR+CPE协效增韧:ACR建议选用粘数较高的,CPE使用国标的。
⑤少量增加亚纳米钙以适当控制成本。
建议方案三:方案一+方案二。
注释:
1..适量酌情调整润滑剂用量:一般钙粉增加,需相应增加润滑,另外亚纳米钙对塑化有促进作用,因此增加亚纳米钙建议适量增加外滑。亚纳米钙吸油值28~30,普通重钙吸油值更低,轻钙吸油值50~60,因此等量亚纳米钙替代普通重钙时适量增加外滑,等量亚纳米钙替代轻钙时适量减少内滑。
2.上述增韧方法大多能改善流动性和分散性,促进塑化。因此须酌情适当降低加工温度,适当降低喂料转速(或适当提高螺杆转速及牵引速度),控制好熔压(电流),以获得适宜的塑化度。
PVC制品发脆可能的其它一些原因:
一、配方用量
1、稳定剂过多或过少
稳定剂用量过多会推迟物料的塑化时间从而使物料出口模时还欠塑化,其配方体系中各分子之间没有完全融合,其分子间结构不牢固。而用量过少时会造成配方体系中相对低分子物降解或分解(过塑化),对各组份分子间结构的稳固性造成破坏。因此稳定剂用量多少会对制品的强度造成影响,过多或过少都会造成强度降低引起发脆。
2、润滑剂过少或过多
外润滑剂用量不足有黏附现象,塑化时间短,制品表面不光滑,外滑过少制品发黄甚至糊料;外滑过量则塑化时间明显延长,塑化不良,力学性能下降发脆,可能有析出现象。内润滑剂用量不足则塑化扭矩较大、塑化时间较长;内滑过量则塑化时间较短、塑化扭矩较小,热稳定时间变短,有热分解现象,制品内壁不光滑,力学性能下降发脆。
二、挤出工艺
1、物料塑化过度或不足
这与工艺温度设定和喂料比例有关,温度设定过高会造成物料过塑化,其组分中部分分子量较低的成份会分解、挥发;温度过低其组份中各分子间没有完全融合,分子结构不牢固。而喂料比例太大造成物料受热面积和剪切增大,压力增大,易引起过塑化;喂料比例太小造成物料受热面积和剪切减小,会造成欠塑化。无论是过塑化还是欠塑化都会造成型材切割崩口现象。塑化时间对应挤出机的位置小于2/3时,则过度塑化,对于PVC而言有可能热分解,物料发黄;塑化时间对应挤出机的位置大于2/3 时,则塑化度不够,制品较糙、发脆。
2、机头压力不足
一方面是与加料比例和温度设定有关,也可能与模具设计有关。压力不足时,物料的密实度就差,就会造成组织疏松,制品发脆。这时应调整喂料转速和螺杆转速,使机头压力控制在25Mpa-35Mpa之间。
3、制品中的低分子成份未排出
制品中的低分子成分产生一般有两个途径,一是在热混时产生,这在热混时通过抽湿和排气系统可以排出。二是部分残存的和挤出受热受压时产生的水份、低分子量挥发物以及氯化氢气体。这一般通过主机排气段的强制排气系统来强制排出,真空度一般在-0.05Mpa-0.08Mpa之间,不开或过低,都会在制品中残存低分子成份,造成制品力学性能下降。
4、螺杆转矩太低
螺杆的转矩是反应机械在受力状态下的数值,工艺温度设值的高低,喂料比例的多少都直接在螺杆转矩值上得到体现,螺杆转矩太低从某种程度上反应出温度偏低或喂料比例小,这样物料在挤出过程中同样得不到充分塑化,也就会降低制品的力学性能。根据不同的挤出设备和模具,螺杆转矩一般掌握在65%-80%之间就能满足要求。
5、牵引速度与挤出速度不匹配
牵引速度太快会造成壁薄力学性能下降,而牵引速度太慢,制品受到的阻力大,处于高拉伸状态,也会对制品的力学性能造成影响。
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