技術(shù)背景
聚氯乙烯(PVC)是含氯原子強(qiáng)ji性高分子聚合物,以其成型方便、阻燃性、耐候性而獲得廣泛應(yīng)用。PVC分子鏈強(qiáng)ji性導(dǎo)致分子間較強(qiáng)分子間力,其玻璃化溫度比較高,低溫沖擊強(qiáng)度低,PVC復(fù)合材料發(fā)脆。為了PVC的抗沖擊性能,國內(nèi)硬質(zhì)PVC制品中通過添加CPE彈性體進(jìn)行增韌。
CPE是以特種HDPE為原料,通過氯化而獲得的彈性體。CPE其玻璃化溫度較高,PVC硬制品要達(dá)到使用要求,通常要加入較大份數(shù)(8~12份)才能獲得較好的韌性。由于CPE為彈性體,在PVC制品中大量加入CPE彈性體,PVC材料的強(qiáng)度、剛性、模量、維卡軟化點(diǎn)降低,也就是說,CPE增韌PVC是以材料的強(qiáng)度、剛性、模量、維卡軟化點(diǎn)大幅度損失為代價(jià)。
CPE含有約36%氯原子,普通的穩(wěn)定劑不能抑制CPE的脫氯分解,所以PVC制品中加入CPE會導(dǎo)致PVC復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性下降,耐候性變差。同時(shí),CPE與PVC相容差,加工熔體粘度大,一般須配合ACR加工助劑才能加工性能,加工溫度窄、塑化效果差。添加CPE彈性體的PVC復(fù)合材料表面光澤度、硬度亦下降。
SPA-36是基于CPE增韌PVC固有缺陷而設(shè)計(jì)CPE協(xié)效劑,它是以微乳聚合法和納米自組裝技術(shù)而開發(fā)出有機(jī)/無機(jī)納米雜化材料。SPA-36協(xié)效增韌劑與CPE復(fù)合使用時(shí),可提CPE在PVC復(fù)合材料中的分散性,CPE與PVC界面粘結(jié)性能和相容性,將CPE的互穿網(wǎng)絡(luò)增韌與粒子點(diǎn)陣拓?fù)湓鲰g特征集于一身,使PVC的強(qiáng)度、剛性、模量、維卡軟化點(diǎn)下降幅度較小,PVC復(fù)合材料的強(qiáng)度與韌性好的平衡,亦即,SPA-36協(xié)效劑可使PVC復(fù)合材料在獲得好的沖擊韌性的同時(shí),又具有較高的強(qiáng)度。
同時(shí),CPE/SPA-36協(xié)效增韌體系減少CPE用量,CPE用量為原來用量的40%~60%,可降低企業(yè)成本,提高企業(yè)產(chǎn)品競爭力。
CPE抗沖改性劑與CPE與協(xié)效增韌劑SPA-36復(fù)合使用性能對比
在PVC制品中,用CPE和SPA-36抗沖改性劑后性能對比如下表·1
表·1 SPA-36、CPE抗沖改性劑性能對比表
項(xiàng)目 | CPE體系 | SPA-36/CPE復(fù)合體系 |
抗沖擊性能 | 較好 | 好 |
拉伸強(qiáng)度 | 降低 | 降低幅度小 |
彈性模量 | 降低 | 降低幅度小 |
維卡軟化點(diǎn) | 降低 | 降低幅度小 |
加工性 | 窄 | 寬 |
熱穩(wěn)定性 | 降低 | 提高 |
耐候性 |
降低 |
提高 |
表面光澤 |
降低 |
提高 |
從表·1可知:SPA-36協(xié)效增韌PVC時(shí),不增韌效果好,同時(shí)賦予PVC制品良好的拉伸強(qiáng)度、剛性、模量。
CPE增韌體系與CPE/SPA-36協(xié)效增韌體系加工性和機(jī)械性能對比
CPE增韌體系配方:
PVC:100 |
熱穩(wěn)定劑:5 |
內(nèi)潤滑劑:0.8 |
外潤滑劑:0.1 |
鈦bai粉:4 |
ACR加工助劑:1.5 |
CPE:9 |
CaCO3:10 |
CPE/SPA-36協(xié)效增韌體系配方:
PVC:100 |
熱穩(wěn)定劑:5 |
內(nèi)潤滑劑:0.8 |
外潤滑劑:0.3 |
鈦bai粉:4 |
ACR加工助劑:1.5 |
CPE:4.5 |
SPA-36協(xié)效劑:4.5 |
CaCO3:10 |
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加工流變性能表
流變性能:65g;60rpm;溫度185℃
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表
項(xiàng)目 |
熔融時(shí)間(s) |
熔融峰扭矩(N·m) |
小扭矩(N·m) |
平衡時(shí)間(s) |
平衡溫度(℃) |
CPE |
55 |
27.2 |
19.1 |
259 |
203.6 |
SPA-36/CPE |
50 |
29.5 |
20.2 |
200 |
204.4 |
物理機(jī)械性能對比表
項(xiàng)目 |
拉伸強(qiáng)度(MPa) |
沖擊強(qiáng)度 (23℃,KJ/m2) |
低溫沖擊 (-10℃,KJ/m2) |
彈性模量(MPa) |
CPE |
39 |
21 |
11 |
3000 |
SPA-36/CPE |
42 |
23 |
12.5 |
3880 |
產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
項(xiàng)目 | 指標(biāo) |
外觀 | 白色粉末 |
白度 | ≥ 92 |
水分含量,% | ≤ 0.8 |
堆積密度,g/cm3 | ≤ 0.4 |
適用PVC制品范圍
供水管、排水管、加筋管、高填充異型材(填料≥30份)、非透明片材、板材、管件。
使用方法
用量
當(dāng)CPE在PVC中用量在不高于5份時(shí)SPA-36可以替代50%~80%CPE
供水管SPA-36等量替代50%CPE
排水管SPA-36等量替代50%CPE
異型材SPA-36等量替代50%CPE
用法
SPA-36協(xié)效增韌劑除在PVC混合工藝段有要求外,其余加工工藝不變。在PVC混合工藝段推薦是:在PVC混合料投料過程中,建議投入PVC樹脂粉料后,立即投入SPA-36協(xié)效增韌劑,再投入其他物料組分。因?yàn)槿绱?,SPA-36可融合于PVC粒子間隙。
產(chǎn)品貯存與包裝
SPA-36協(xié)效增韌劑為袋裝,包裝規(guī)格:25kg/包;
SPA-36協(xié)效增韌劑應(yīng)貯存于干燥通風(fēng)處,防受潮,產(chǎn)品為2年。
采購:不透明PVC納米抗沖增韌改性劑SPA-36
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