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橡塑改性劑H-110在硬質PVC配合料中的評述
編輯 :

11

時間 : 2018-10-16 18:51 瀏覽量 : 28

一、概述

通過對八種PVC配合料加工助劑的測試, 橡膠改性劑H-110在提高熱穩定性、降低熔融粘度、縮短塑化時間和減小塑化扭矩方面是最有效的一種。

橡膠改性劑H-110比其它加工助劑更能降低熔融粘度(平衡扭矩)。低熔融粘度提高了擠出和注塑速度,從而可在不增加設備投資下提高生產能力。降低熔融粘度可以降低剪切過熱和熔體破裂。

橡膠改性劑H-110 (多種成分的共聚物)在所有加工助劑中熱穩定時間最長,塑化時間最短,塑化扭矩最小。

這些優秀性能同時在單螺桿和雙螺桿擠出料及高填充物配合料中體現,在注塑加工的PVC配合料中也能體現出這些優點。

 

二、測試過程

五家不同公司生產的八種商品化聚合物型加工助劑在大量PVC配方中評估性能,表1列出了用于測試的八種加工助劑。

四種不同PVC配方在此測試中使用:單螺桿通用料、雙螺桿通用料、戶外料及高填充料。在這些基礎配方中,石蠟用量,加工助劑的種類和用量均不相同。在測試中總共比較了76種混合料(見表2)。

在測試中所有PVC混合料用同一方法制備。PVC樹脂和穩定劑在室溫下用混合機高速混合,65℃時加入潤滑劑,80℃時加入填料和顏料,95℃時混合結束,在潔凈紙上攤開并冷卻。

然后加入加工助劑并在混合機中混合30秒,對照料(不含加工助劑)同樣也混合30秒。測量塑化時間、塑化扭矩、熔融粘度(平衡扭矩)和熱穩定性。測試使用6#螺桿的擠塑儀,轉速60rpm,溫度190℃ ,PVC料重為76g。

擠塑儀并不直接測量熔融粘度,而是測量平衡扭矩,此兩數據關系如下:

μ=κτ/ ω

(μ為熔融粘度,κ為螺桿節數,τ為平衡扭矩, ω為螺桿轉速)

如果螺桿和轉速不變,則熔融粘度和平衡扭矩成比例。對照品和測試樣中不同的平衡扭矩將對應于不同的粘度。

 

三、測試結果

加工助劑使PVC樹脂容易操作和擠出,其必須具有促進塑化、降低熔融粘度(平衡扭矩),同時維持PVC制品的熱穩定性的特點。但許多聚合物型加工助劑提高熔融粘度,引起熱分解導致熱穩定下降。

表3列出了七種對比品,共9次測試結果,表明橡膠改性劑H-110在加工助劑中具有最好的性能。

在雙螺桿通用粒中(表3a和3b),橡膠改性劑H-110降低熔融粘度的幅度較大,熱穩定性提高最多,塑化時間最短,塑化扭矩最小。

表4顯示出在相同塑化時間下,加有橡膠改性劑H-110的粒料是唯一能降低塑化扭矩, 提高熱穩定性,同時降低熔融粘度(平衡扭矩)的。

表5表示耐候的室外雙螺桿擠出混合料。橡膠改性劑H-110是唯一減小塑化時間、降低平衡扭矩、提高熱穩定性的加工助劑,同時橡膠改性劑H-110引起的塑化扭矩增幅最小。

表6顯示了在相同塑化時間下,橡膠改性劑H-110是唯一能降低平衡扭矩、提高熱穩定性的加工助劑。

表7表明高填充、雙螺桿擠出料的結果。橡膠改性劑H-110具有最短塑化時間、最低塑化扭矩、最低平衡扭矩和最長的熱穩定時間。

表8列出了單螺桿擠出料中的狀況。只有橡膠改性劑H-110能降低熔融粘度、提高熱穩定性的,同時塑化時間最短。

加工助劑在相同的塑化時間后比較(表9),含有橡膠改性劑H-110的PVC混合料降低熔融粘度最多,降低塑化扭矩最多,提高熱穩定性最好。而許多其它的加工助劑則降低熱穩定性。

 

表1、測試中的加工助劑 

商  品  名

類      別

 

橡膠改性劑H-110

α甲基苯乙烯聚合物

無錫市恒輝化學有限公司

Metablen P501

聚丙烯酸酯(ACR)

日本三菱

Metablen P550

聚丙烯酸酯(ACR)

日本三菱

Metablen P551

聚丙烯酸酯(ACR)

日本三菱

Richardson P210D

苯乙烯丙烯酸聚合物

美國Richardson

Acryloid K120N

聚丙烯酸酯(ACR)

美國羅姆哈斯

Acryloid K125

聚丙烯酸酯(ACR)

美國羅姆哈斯

Celukavit N

聚丙烯酸酯(ACR)

美國Ugine

 

表2、測試中的PVC配方

原    料

添加量:phr

擠出機類型

雙  螺  桿

單螺桿

混合料類型

通用料

戶外料

高填充料

通用料

PVC樹脂

100

100

100

100

錫穩定劑

0.3

1.5

0.3

--

錫穩定劑

--

--

--

0.75

硬脂酸鈣

0.8

0.8

0.8

1.0

石蠟

1.2-1.6

1.0-1.2

1.2

0.7-1.0

氧化聚乙烯蠟

--

--

--

0.1

碳酸鈣

3

--

20

3

鈦白粉

1

12

1

1

抗沖改性劑

--

6

--

--

加工助劑(見表1)

0-3

0-3

3

0-3

 

表3a:雙螺桿擠出通用料(批一):含相同的石蠟濃度 (1.2phr)


加工助劑濃度

塑化時間(秒)

塑化扭矩

平衡扭矩

熱穩定性(分:秒)

對 照 品

0phr

85

4000

2080

12:25

H-110

1phr

60

4300

2100

11:25


2phr

50

4500

2120

10:45


3phr

40

4700

2140

11:00

Metablen P501

1phr

75

4350

2050

10:55


2phr

75

4550

2100

10:30


3phr

70

4650

2170

10:00

Metablen P550

1phr

65

4300

2130

10:25


2phr

65

4500

2220

9:45


3phr

60

4600

2290

9:20

Metablen P551

1phr

60

4350

2140

10:35


2phr

60

4500

2220

9:55


3phr

60

4700

2250

9:00

Acryloid K120N

1phr

70

4300

2140

10:15


2phr

60

4750

2200

9:40


3phr

55

4900

2240

9:25

Acryloid K125

1phr

75

4350

2140

10:45


2phr

60

4850

2250

9:10


3phr

60

5100

2280

8:25

Celukavit N

1phr

80

4450

2130

10:30


2phr

70

4900

2200

10:00


3phr

70

5250

2230

9:30

 

表3b、雙螺桿擠出通用料(批二):含相同的石蠟濃度(1.2phr)


加工助劑濃度

塑化時間(秒)

塑化扭矩

平衡扭矩

熱穩定性(分:秒)

對 照 品

0phr

70

4300

2190

9:45

H-110

1phr

70

4250

2060

11:30


2phr

60

4350

2060

10:50


3phr

45

4700

2080

10:35

Richardson P210D

1phr

65

4250

2100

10:00


2phr

60

4500

2160

9:45


3phr

45

4700

2160

8:55

Acryloid K120N

1phr

65

4750

2250

9:15


2phr

60

4850

2290

8:30


3phr

50

5000

2350

8:30

 

表4、雙螺桿擠出通用料:含加工助劑3phr


 石 蠟濃度

塑化時間(秒)

塑化扭矩

平衡扭矩

熱穩定性(分:秒)

 對 照 品

1.2phr

85

3980

2080

12:25

H-110

1.6phr

85

3600

1890

13:55

Metablen P501

1.4phr

90

4200

1990

11:55

Metablen P550

1.3phr

85

4300

2220

10:25

Acryloid K120N

1.4phr

85

4250

1970

12:15

Acryloid K125

1.4phr

85

4500

2120

10:30

Celukavit N

1.4phr

85

4600

2020

11:15

 

表5、雙螺桿戶外料含相同的石蠟濃度 1.0phr


加工助劑濃度

塑化時間(秒)

塑化扭矩

平衡扭矩

熱穩定性(分:秒)

 對 照 品

0phr

45

6000

2470

15:05

H-110

1phr

30

6200

2440

15:05


2phr

30

6200

2390

16:15


3phr

30

6100

2370

16:15

Acryloid K120N

1phr

45

5900

2520

15:05


2phr

45

7000

2520

14:45


3phr

45

6300

2600

14:45

 

表6、雙螺桿戶外料,相同塑化時間,加工助劑為3phr


 石 蠟濃度

塑化時間(秒)

塑化扭矩

平衡扭矩

熱穩定性(分:秒)

 對 照 品

1.0phr

45

6000

2470

15:05

H-110

1.2phr

45

5400

2350

17:50

Acryloid K120N

1.0phr

45

5900

2520

15:05

 

表7、雙螺桿高填充料,含相同的石蠟濃度 1.2phr


加工助劑濃度

塑化時間(秒)

塑化扭矩

平衡扭矩

熱穩定性(分:秒)

H-110

3phr

50

4100

2110

11:30

Richardson P210D

3phr

75

4250

2210

11:25

Acryloid K120N

3phr

65

4750

2260

9:45

 

表8、單螺桿擠出通用料,含相同的石蠟濃度 0.7phr


加工助劑濃度

塑化時間(秒)

塑化扭矩

平衡扭矩

熱穩定性(分:秒)

對 照 品

0phr

60

4400

2160

12:10

H-110

1phr

45

4800

2130

12:30


2phr

35

5000

2120

12:10


3phr

30

5200

2120

12:25

Metablen P501

1phr

60

4850

2200

11:10


2phr

60

5000

2240

10:30


3phr

50

5100

2280

10:15

Metablen P550

1phr

55

4800

2220

11:25


2phr

45

5100

2280

10:50


3phr

45

5200

2290

10:35

Metablen P551

1phr

45

5000

2240

10:35


2phr

35

5300

2290

10:20


3phr

35

5400

2310

10:10

Richardson P210D

1phr

45

4700

2180

11:30


2phr

40

5000

2170

11:15


3phr

30

5200

2170

11:25

Acryloid K120N

1phr

45

4900

2180

10:30


2phr

45

5100

2230

10:25


3phr

45

5500

2270

10:15

Acryloid K125

1phr

55

4900

2230

11:00


2phr

50

5300

2300

10:20


3phr

40

5500

2320

10:10

Celukavit N

1phr

55

5000

2240

10:55


2phr

50

5300

2280

10:25


3phr

45

5600

2320

10:00

 

表9、單螺桿擠出通用料,相同塑化時間,含3phr加工助劑


石蠟濃度

塑化時間(秒)

塑化扭矩

平衡扭矩

熱穩定性(分:秒)

對 照 品

0.7phr

60

4400

2160

12:10

H-110

1.0phr

60

4200

2000

14:15

Metablen P501

0.8phr

70

5000

2250

11:30

Metablen P550

0.8phr

60

4800

2280

11:15

Richardson P210D

1.0phr

60

4200

2080

13:45

Acryloid K120N

0.9phr

60

5000

2240

11:30

Acryloid K125

0.9phr

60

5200

2240

11:10

Celukavit N

0.8phr

60

5500

2270

10:15

*以上資料僅供參考,各用戶要根據自己的情況調整配方。



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