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異型材通常選用平均聚合度1000(Ｋ值為62～65)左右的疏松型懸浮法ＰＶＣ樹脂。因為隨著ＰＶＣ分子質量的增大,分子鏈間范德華力或纏繞程度相應增加,制品的物理力學強度增加,耐低溫和耐熱性、耐光性和抗老化性能也相應增強。但聚合度越大,成型加工溫度越高,加工流動性越差,成型加工越困難。
通常,異型材用ＰＶＣ原料以選用分子質量分布窄的為好,這樣加工性能和制品性能都較均一,有利于控制加工條件和制品質量。低分子質量會降低產(chǎn)品熱穩(wěn)定性、老化性能、力學性能等;但高分子質量會使加工時不易均勻塑化,造成制品內在和外在質量的下降,嚴重時會出現(xiàn)顆粒或“魚眼”。ＰＶＣ樹脂的塑化時間也是一項重要的選擇指標。一般對于聚合度一定的ＰＶＣ,其塑化時間越短越好。塑化時間長,熱穩(wěn)定劑用量需增加,潤滑劑匹配難度加大,加工條件苛刻,制品質量難以控制,生產(chǎn)成本提高。
在生產(chǎn)ＰＶＣ異型材白色門窗時,ＰＶＣ老化性能也是一項特別重要的指標。其中白度作為一項指標,最低要求大于74%,但是,不等于說白度越高,加工后外觀質量一定就好,這要求廠家選擇原料時特別注意。同時,不同批次的ＰＶＣ原料不可混用,以免引起異型材產(chǎn)生色差,影響質量。
1.2 熱穩(wěn)定劑
目前鉛鹽熱穩(wěn)定劑是國內ＰＶＣ異型材應用最廣的品種。三鹽(ＴＬＳ)熱穩(wěn)定性最好,二鹽(ＤＬ)熱穩(wěn)定性不及三鹽,但耐候性好于三鹽,這兩種鹽合用時二鹽用量約為三鹽的50%。二鹽基硬脂酸鉛(ＤＬＳ)和硬脂酸鉛(ＰｂＳｔ2)的熱穩(wěn)定性稍差,但具潤滑性,這兩種鹽常與三鹽和二鹽并用,用量為0.5～1.5份。鉛鹽最大的缺點是有毒,且易變色。
金屬皂類熱穩(wěn)定劑的效果不及鉛鹽,但有潤滑性。一般金屬皂類熱穩(wěn)定劑不單獨使用,常為不同金屬皂并用或與鉛鹽及有機錫并用。依功能和機理將其分為主、輔兩類。主金屬皂以Ｃｄ、Ｚｎ為主,輔金屬皂以Ｂａ、Ｃａ為主。主、輔配合使用,有協(xié)同效應。金屬皂特點如下:
(1)ＺｎＳｔ2:無毒透明,易引起“鋅燒”,常與Ｂａ、Ｃａ皂并用。
(2)ＣｄＳｔ2:是重要的透明穩(wěn)定劑品種,毒性大,不耐硫化污染,常與Ｂａ皂并用。
(3)ＰｂＳｔ2:熱穩(wěn)定性好,可兼作潤滑劑,易析出透明性差,有毒,硫化污染嚴重,常與Ｂａ、Ｃｄ皂并用。
(4)ＣａＳｔ2:加工性好,無硫化污染,無毒,常與Ｚｎ皂并用。
(5)ＢａＳｔ2:抗硫化污染,透明,常與Ｃａ、Ｐｂ皂并用。有機錫熱穩(wěn)定性超群,透明性好,大多無毒。但價格太高,且大多無潤滑性,目前國內ＰＶＣ異型材生產(chǎn)中很少采用。
稀土穩(wěn)定劑是我國新近開發(fā)出的新型熱穩(wěn)定劑。稀土穩(wěn)定劑可以是稀土的氧化物、氫氧化物及稀土有機弱酸鹽等。其中以稀土氫氧化物效果最好,而在稀土有機酸中水楊酸稀土要好于硬脂酸稀土。稀土穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定性與有機錫相當,好于鉛鹽及金屬皂類,是鉛鹽的3倍、Ｂａ/Ｚｎ復合穩(wěn)定劑的4倍。它具有無毒、性能高、透明性好、儲存穩(wěn)定、耐候性好等優(yōu)點。稀土穩(wěn)定劑無潤滑作用,產(chǎn)品中一般加有潤滑劑,這在使用時應特別注意。目前,國內生產(chǎn)的大多數(shù)稀土穩(wěn)定劑出于對成本的考慮,一般在稀土穩(wěn)定劑中加有鉛穩(wěn)定劑或金屬鈣、鋅皂的配混有機復合物。
有機輔助穩(wěn)定劑主要包括亞磷酸酯類、環(huán)氧化合物類、多元醇類、β-二酮類等,它們與主穩(wěn)定劑并用,產(chǎn)生協(xié)同效應。在異型材配方中一般加入少量抗氧劑和抗紫外光助劑,不僅能增強熱穩(wěn)定效果,還能增強耐候等性能。
1.3 潤滑劑
在配方中,一般應選擇內、外潤滑劑并用,潤滑劑的用量隨加工工藝不同而異。擠出內潤滑劑用量一般為0.5～1.0份,外潤滑劑用量為0.2～0.4份。ＰＶＣ常用潤滑劑品種有:液體石蠟、固體石蠟、微晶石蠟、高熔點石蠟、聚乙烯蠟、酯蠟、硬脂酸、硬脂酸皂鹽、二硬脂酸鎂、二鹽基硬脂酸鉛、脂肪酸酰胺、硬脂酸丁酯、單硬脂酸丁酯、硬脂醇及季戊四醇等。異型材配方中推薦選用聚乙烯蠟(相對分子質量5000～8000為宜)、ＯＰ蠟、硬脂酸及硬脂酸皂鹽等。聚乙烯蠟應少于0.5份,金屬皂類加入量可參考如下:ＰｂＳｔ2,0.2～1.0份;ＣａＳｔ2,0.2～1.5份;ＺｎＳｔ2,0.15份;ＢａＳｔ2,0.2～1.0份;ＨＳｔ,0.5份;ＯＰ蠟,0.1～0.3份。
在不同溫度下,內、外潤滑劑的作用會發(fā)生變化。以ＨＳｔ為例,加工溫度低時,其與ＰＶＣ相容性差,主要起外潤滑作用;但溫度升高,其與ＰＶＣ相容性增強,內潤滑作用增大。因此,異型材配方設計要根據(jù)工藝調整。表1列出了幾種常用潤滑劑的效能。
ＰＶＣ擠出成型中加潤滑劑的目的是降低體系的粘度,提高流動性及易于脫
