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橡塑改性劑H-110在硬質(zhì)PVC配合料中的評述

橡塑改性劑H-110在硬質(zhì)PVC配合料中的評述

點(diǎn)擊次數:453 更新時(shí)間:2021-09-15

一、概述

通過(guò)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(shí)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(chǎn)能力。降低熔融粘度可以降低剪切過(guò)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(shí)間最長(cháng),塑化時(shí)間最短,塑化扭矩最小。

這些優(yōu)秀性能同時(shí)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(yōu)點(diǎn)。

 

二、測試過(guò)程

五家不同公司生產(chǎn)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:?jiǎn)温輻U通用料、雙螺桿通用料、戶(hù)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(lèi)和用量均不相同。在測試中總共比較了76種混合料(見(jiàn)表2)。

在測試中所有PVC混合料用同一方法制備。PVC樹(shù)脂和穩定劑在室溫下用混合機高速混合,65℃時(shí)加入潤滑劑,80℃時(shí)加入填料和顏料,95℃時(shí)混合結束,在潔凈紙上攤開(kāi)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(shí)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(guān)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(shù)脂容易操作和擠出,其必須具有促進(jìn)塑化、降低熔融粘度(平衡扭矩),同時(shí)維持PVC制品的熱穩定性的特點(diǎn)。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(shí)間最短,塑化扭矩最小。

表4顯示出在相同塑化時(shí)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(shí)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(shí)間、降低平衡扭矩、提高熱穩定性的加工助劑,同時(shí)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(shí)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(shí)間、最低塑化扭矩、最低平衡扭矩和最長(cháng)的熱穩定時(shí)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(shí)塑化時(shí)間最短。

加工助劑在相同的塑化時(shí)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(lèi)      別

產(chǎn) 地

橡膠改性劑H-110

α甲基苯乙烯聚合物

無(wú)錫市恒輝化學(xué)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(lèi)型

雙  螺  桿

單螺桿

混合料類(lèi)型

通用料

戶(hù)外料

高填充料

通用料

PVC樹(shù)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(jiàn)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(shí)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(shí)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(shí)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(hù)外料含相同的石蠟濃度 1.0phr


加工助劑濃度

塑化時(shí)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(hù)外料,相同塑化時(shí)間,加工助劑為3phr


 石 蠟濃度

塑化時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)間,含3phr加工助劑


石蠟濃度

塑化時(shí)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(hù)要根據自己的情況調整配方。


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