UPVC塑料管材的配方体系介绍

生产UPVC管材的原料：主要有聚氯乙烯树脂、稳定剂、内外润滑剂、填充剂、着色剂等。我国生产的UPVC管材用的是悬浮法生产的疏松型PVC树脂，表观密度0.4-0.45g/ml，粘数107-118ml/g挥发份<0.4%.由于PVC树脂在聚合过程中不是完全按照头-尾结构聚合，而是存在许多结构缺陷。这些缺陷是导致降解和热稳定性下降的引发点，所以在PVC树脂加工过程中要加入多种助剂进行改善-即人们常说的配方体系。

 

1、稳定剂系统

 

　　PVC树脂在160℃-200℃加工时，会发生剧烈降解，导致制品变色、物理力学性能下降；为了改善这些缺陷，必须加入一类专用助剂--热稳定剂。

　　稳定系统的稳定机理十分复杂，可归纳为以下几点：

①稳定剂吸收中和树脂中的氯乙烯单体，抑制HCL的自催化效应;

②捕获自由基等杂质，抑制氧化反应;

③与双键、共轭双键加成，阻止多烯烃结构的发展，破坏大共轭体系形成，抑制变色；

④置换聚氯乙烯分子中不稳定的氯原子，抑制脱HCL反应进行;

　　稳定剂按化学组成可分为铅盐稳定剂、有机锡化合物、环氧化合物(如环氧大豆油)、纯有机化合物、混合金属盐(如钡／铬、钙／锌等)以及多功能稳定剂(或助剂包、复合稳定剂)等。下面我们介绍几种常用的o

A、铝盐：在七、八十年代普遍应用：现在，随着人类环保意识的增强，因为其有毒性，在生产和使用中不能绿色环保而基本被淘汰。B、金属皂类：有硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸铅等.

C、有机锡类：稳定性能很好，用极少量就能起到很好的稳定作用：并且，它能增加制品的透明性；另一大优点是无毒，替代了以前广泛使用的铅盐稳定性。

D、Ca—Zn稳定剂：无毒：稳定效率低,相同剂量的稳定效果只有有机锡的1／4;但是，它兼有很好的润滑性，能减少润滑性的使用量。在实践中，不是使用单一的稳定剂，而是使用具有协同效应的稳定剂体系。

 

2、润滑系统

 

　　塑料中能降低熔体黏度或防止聚合物与加工设备金属表面黏着而改进加工性的物质。PVC中的润滑剂，在熔化前是降低树脂粒子之间的摩擦；熔化后是降低树脂分子之间的摩擦，以及降低熔体与加工设备之间的黏附。实际上这些功能是：减少摩擦生热来推迟熔化以达到点，降低熔化后的熔体黏着。因此，从功能角度分为内润滑剂和外润滑剂。

     外润滑剂在加工中能降低PVC粒子间的摩擦，防止熔体与金属表面黏着；但外润滑性太强，会使物料难于达到所需凝胶化度，导致管材发脆。常用的有：石蜡、聚乙烯蜡PE-WAX等。

　　内润滑剂与PVC分子相容，降低分子间剪切力，促使分子间内聚力破坏，使分子相互流动而降低熔体黏度，进而控制塑化时间。常用的有：脂肪酸脂、硬脂酸醇、硬脂酸钙等。

　　还有介于以上两者之间的内外润滑剂，如：硬脂酸钡、部分氧化的聚乙烯蜡OPE等。

在实践中，根据管材特点和加工方法，常用由多种润滑剂组合的复合润滑剂作润滑系统。如：石蜡/硬脂酸钙体系、石蜡/聚乙烯蜡PE-WAX/硬脂酸钙体系。

 

3、改性系统

 

　　改性系统中常包括加工改性剂、冲击增韧改性剂等。PVC中加入少量加工改性助剂，能显著改进PVC树脂的加工性能而不损害其他性能。如：ACR、K-125等加入后，在成型过程中受到热和混合作用，先软化而将周围的树脂颗粒紧密地粘合在一起，通过摩擦和热传递，促进了凝胶化，其熔体的粘度不仅不降低，甚至使粘度升高；并且由于分子链的缠结作用，提高了PVC的弹性、强度和延伸性。

未改性的UPVC管材有缺口敏感性，要提高管材的韧性，需添加能与PVC半相容的、低摸量的物质-冲击改性剂。但是冲击改性剂的加入，会使拉伸强度、弹性摸量和热变形温度下降，而伸长率和熔体黏度则增加，因此要将各项物性指标综合平衡后再确定用量；为了弥补弹性摸量的下降可添加适量的填度剂。

 

4、添加系统-填充剂

 

　　填充剂是为改进制品强度和其他物理力学性能、或者为降低成本而在塑料PVC管材中添加的较为惰性的物质。如：碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、氧化物、碳素及其他，但是，这些填充剂中，因碳酸钙其价格低廉、来源广泛而用得多。

 

5、着色系统

 

　　PVC管材中常用的是钛白粉和碳黑。碳黑有屏蔽紫外线的功能，掩盖了加工中PVC热降解所引起的汪红色；用碳黑着色后的管材，外观为灰色；因其价格低廉，遮盖力强，而被广泛应用。金红石型钛白粉能吸收300-400nm的紫外线，还有屏蔽光线的作用。