精細化學(xué)品橡塑改性劑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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