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赛诺新材聚乙烯蜡|环保钙锌稳定剂在型材中的应用

返回列表 来源: 发布日期: 2018.05.17

环保钙锌稳定剂在型材中的有着很广泛的应用,对于PVC的质量起着很关键的作用,下面青岛赛诺新材硬脂酸锌厂家针对环保钙锌稳定剂在型材中的作用做详细介绍,希望对您生产型材选择环保钙锌稳定剂有一定的作用。

PVC型材

一、前言

目前国内PVC窗型材生产配方中原料的组份大致是以PVC树脂为主体材料,加入适量的抗冲改性剂、加工助剂、内外润滑剂,填充剂、光屏蔽剂及少量抗紫外线吸收剂、增白剂、着色剂,不同的是稳定剂。GB/T33284-2006《室内装饰装修材料 门、窗用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材有害物质限量》国家标准已于2016年12月公布,并将于2017年7月1日起实施此标准的公布实施对推动我国PVC异型材塑料门窗健康发展意义重大。将来在新标准正式实施之后含铅稳定剂会被严格的控制,不能使用。在过去的一段时间以来,特别是今年以来各型材厂均在试用钙锌类的稳定剂以迎接标准的正式实施。我们在与下游厂家配合试验的过程中,感觉到钙锌稳定剂在型材中的使用需要重点解决三大问题:1、加强稳定性,提高耐候性;2、提高尺寸稳定性;3、解决析出问题;4颜色稳定性。其它还有一些比如焊角强度小、表面麻点、光洁度、加工范围窄等这里就不展开讨论。

钙锌稳定剂是目前认可度最高的环保稳定剂,各个厂家使用的时间不长,经验不足在所难免,稳定剂厂家也需要型材厂家在使用过程中不断提出问题,解决问题,互相配合,才能使生产更稳定持续,质量更可靠。

二、加强稳定性和耐候性

型材的挤出,由于它的形状不规则性,稳定性要求比管材的挤出要求要高。

在U-PVC型材挤出过程中,稳定剂的作用是防止PVC树脂的分子链在热和剪切作用下引起破坏和降解,同时也防止在贮存和使用过程中受到光氧和热氧的作用下引起降解,目前用在型材、管材中的稳定剂主要有复合铅盐、有机锡和钙锌稳定剂,复合铅盐有良好的热稳定性,但在加工过程中会残留游离的SO42-、Cl-离子,如果这些离子含量过高,在可见光的直接作用下,与Pb2+发生作用,产生表面的灰色斑点,有时灰色中夹杂着黄色,同时残留在制品中的Pb2+容易与空气中的S2-发生反应,生成黑色的PbS,制品表面的从而容易变黑;有机锡稳定剂具有良好的热稳定性和透明性,但有机锡的透光率与PVC接近,不能有效保护紫外线对PVC分子的破坏作用,所以耐候性比铅盐和钙锌稳定剂要差,只有加入大量起屏蔽作用的钛白粉才能达到耐候性要求。钙锌稳定剂的主要成份有钙锌的皂类盐、辅助的稳定剂、抗氧剂、润滑剂;它起稳定作用的同时,可吸收紫外光,钙锌稳定剂加入大量不同的种类的抗氧剂,如1010,1076都可以缓解PVC光氧和热氧作用下的降解,特别是PVC型材的耐候性具有更大的作用。

但是近年来随着钙锌稳定剂辅助材料的不断开发增加,提高稳定性已经不是太难的情况下,很多稳定剂厂家就减少或者甚至不用1010、β-二酮这些单价较高的原材料,减少了成本,降低了售价,表面上是型材厂家等到了实惠,实际上造成了产品质量的下降,氙灯老化通不过。

客户在选择钙锌稳定剂时做过氙灯老化对比试验[3],基本配方相同,不同厂家的稳定剂使用润滑剂时会有所调整,△E*/△b*的结果如下表所示。

老化试验


制品的耐候性与树脂、钛白粉、稳定剂、抗冲击改性剂和碳酸钙的数量有关,要生产出满足耐候性要求的制品必须选择性能优良,质量稳定的原材料,设计符合要求的生产配方,钙锌稳定剂在相同条件下生产的制品的耐候性优于有机锡和铅盐稳定剂。不同体系的钙锌稳定剂的耐候性差异较大,这与配方组成和抗氧剂含量有关,所以建议使用钙锌稳定剂时候不要只要求价格,必须全面考虑性能。 

三、提高尺寸稳定性

尺寸稳定性是指加热后尺寸变化率,按照国标的测试方法,100℃加热后,尺寸的变化率。因为钙锌稳定剂的特点,加热后容易膨胀(生产时膨胀也比复合铅的膨胀要大),如果配方不做一些调整,这个尺寸标化率就会大于2.0%,满足不了国标的要求。通常通过调整抗冲击改性剂是可以达到国标的<2.0%的要求的。

 四、解决析出问题

析出问题是指生产过程中在定型套、磨具等部位出现的物质堆积,从而使型材表面受到影响。无论哪一种稳定体系在PVC型材挤出过程中均存在不同程度的析出问题,根据我们分析,析出物中有润滑剂并夹杂着少量的填充料及低分子聚合物。
我们认为影响析出的因素是多方面的,十分复杂,与设备、原材料、工艺等有关,归纳如下[4]:
(1)配方组份中有一定量的低分子挥发物,在混合挤出过程中排除效果不好。 

(2)低熔点的润滑剂与配方中其它组份相容性差。

(3)磨具压缩比偏小。

(4)挤出口模温度偏低且与定型口模靠得太近。 

(5)定型模冷却水温太低,冷却水通道设计不合理。 

(6)定型真空过大。 

(7)生产配方不合理,原材料选择不当,塑化效果不好。 

在上述因素大体相同的情况下,各单位生产存在的不同程度的析出,原因应该与所使用的原材料规格、产地和稳定体系有直接关系。我们遇到最极端的情况是,在锥形双螺杆的设备可以连续生产7天的稳定剂,在平行双螺杆的设备生产半个小时就有析出物。                    

根据以上分析,型材所用钙锌稳定剂,特别是平行双螺杆所使用的钙锌稳定剂要遵循如下设计理念:

1、低分子材料少用或不用;2、各种熔点的蜡搭配使用,内外润滑要平衡;3、所使用的材料尽量避免影响塑化; 4、提高相容性。

五、颜色稳定性

在钙锌稳定剂替代复合铅过程中可能还会有一些困惑比如底色偏差问题,存放变色等等是型材厂家容易遇到困惑。

底色偏差,是指复合铅的型材底色与钙锌的型材底色不同,用复合铅所产的型材为灰白底,而用钙锌所产的型材为黄(红)白底,这是钙锌与复合铅的区别之一。钙锌稳定剂的复配组分在PVC里多数都显红黄相。我们通过10多年的积累,不断合成一些新的化合物来改善钙锌稳定剂的一些不良表现,目前我们的型材稳定剂做出来的产品底色与复合铅接近,白度可以比复合铅更白。

存放变色,是指型材在存放过程中会变色。一般情况下,变色是往红相变的。这是因为稳定剂组分β-二酮是一种强络合剂,容易与游离的金属离子产生络合反应,而这种络合物都有明显的色相,比如DBM的铁络合物就是红色化合物。我们对β-二酮做了适当的改性,把β-二酮变成锌盐或钙盐,从而减少了存放变色的风险,几年来使用情况看,客户没有这方面问题的反馈。

赛诺新材,15年积淀, 聚乙烯蜡  品牌生产商,蓝海股权机构挂牌上市企业。专注从事润滑分散体系的研发生产,包含聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、EBS、硬脂酸锌等助剂的研发、生产、应用工作。咨询热线: 400-8788532。

作者:赛诺新材             来源:www.pewax88.com。


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