国内外PVC_U异型材用复合铅稳定剂的比较_李玉宝pdf

加工与应用聚氯乙烯2001年第6期PolyvinylChlorideNo.6,2001国内外PVC-U异型材用复合铅稳定剂的比较李玉宝(天津乐金大沽化学有限公司,天津300455)[关键词]复合铅稳定剂;异型材;PVC-U[摘要]采用HAAKE转矩流变仪等仪器和刚果红对南京金陵化工厂、四川大学、新加坡三益公司和德国熊牌公司的异型材用复合铅稳定剂进行了比较,结果表明,这4种稳定剂具有相近的流变性和制品白度,但具有不同的螺杆扭矩。[中图分类号]TQ325.3[文献标识码]A[文章编号]1009-7937(2001)06-0034-02PVC-U异型材用复合铅稳定剂是指有两种或两种以上的有机金属盐,加工某些经选择的润滑剂所组成的复合物,这种复合物几乎包含了加工所需的全部光、热稳定组分和润滑组分,当该复合物配伍和配比恰当时,几乎总是比单一组分的稳定性要好,可达到优化工艺、降低成本的效果。本次实验优选了国内市场上具有代表性的4种PVC-U异型材用复合铅稳定剂,进行了动、静态的热稳定性比较和挤出实验,结果表明在流变性上国内外复合铅稳定剂所具有的效果很接近,国内复合铅稳定剂完全可以替代进口的产品。这4种稳定剂是南京金陵化工厂生产的无尘复合铅稳定剂(门窗异型材用)、四川大学生产的KD-168C、新加坡三益公司生产的SAK-WP08-NP和德国熊牌公司生产的SMSRL-125。1实验部分1.1原料及配方所选用的4种稳定剂的铅含量(以PbO%计,质量分数)比较见表1。表14种复合铅稳定剂铅含量的比较稳定剂南京四川新加坡德国PbO含量/%48324640外形片状片状粉状片状基本配方(质量份数):PVC,100份,天津乐金大沽化学TL-1000;CPE,8份,潍坊亚星135A;ACR,2份,苏州安利401;TiO2,4份,美国杜邦R-902;CaCO3,6份,唐山三兰活性碳酸钙。1.2仪器与方法(1)干混料的制备:采用10L高速混合机(辽宁阜新红旗塑料机械厂,GRH-10),热混起始温度40℃,出料温度120℃,所得干混料放置24h后用于测试。(2)动态热稳定性的测试:采用HAAKE转矩流变仪(Rheomix-600),转子转速50r/min,测试温度180℃,干混料加料量65g。(3)静态热稳定性的测试:采用刚果红法,油浴温度设定为180℃,其它按照国标GB2917-82要求进行。(4)挤出测试:采用附带计量加料器的HAAKE挤出机(CTW-100),螺杆转速30r/min,挤出温度170/180/185/190℃。(5)白度测试:采用日本产激光色彩色差计(CR-300)。2结果与讨论2.1动态热稳定性测试采用相同的配方、相同的测试条件(65g,50r/min,180℃),用不同厂家的稳定剂进行单因子实验,观察从投料到平衡扭矩上升(其扭矩曲线如图1)过程中物料的塑化时间、塑化扭矩、分解时间及耗能情况。测试结果列于表2。图1PVC干混料塑化及分解曲线[收稿日期]2001-07-31342001年第6期李玉宝:国内外PVC-U异型材用复合铅稳定剂的比较加工与应用No.6,2001关于图1的说明:(1)O点为物料开始加到密炼室的时间,O—A为密炼室压锤负荷引起的转矩上升,随着物料中空气的排出,转矩下降至B。(2)B点物料受转子剪切热和外加热的作用开始熔融,物料粘度上升,转矩相应上升。图2PVC干混料挤出曲线升(3)C点物料全部熔融,随着温度的继续上图2中的挤出次序依次为新加坡三益WP08转矩由C点下降至平衡值D点通常认为由(对应时间为1～11min)、南京金陵无尘稳定剂,(),(对应时间为11～21min)、四川大学KD-168CO点到C点所用的时间就是物料的塑化时间。(4)E点为物料开始分解时间,该点之后熔体(对应时间为21～31min)和德国熊牌(对应时间由于分解发生交联使扭矩上升,从O点到E点为为31min以后)。物料在挤出机内的安全停留时间即分解时间),从图2可以看出,含有不同稳定剂的物料在(挤出时具有不同的螺杆扭矩,因而物料具有不同记作Td。(5)图中1#曲线为能耗曲线,2#曲线为扭矩的熔体粘度和不同的背压(PVC异型材成型加工曲线。需要适当的熔体粘度或背压,过高或过低都会对表24种稳定剂的测试结果加工造成不良影响,过高的熔体粘度使摩擦生热量加大,动态热稳定性存在问题;过低的熔体粘度稳定剂塑化时间最大扭矩平衡扭矩分解时间塑化耗能产地minN·mN·mminkJ又影响生产率的提高)。总的来说,国外稳定剂具南京1.4926.1617.5230.089.94有较高的螺杆扭矩,四川1.6825.0017.0029.9511.04这一点可能与当前国外发展新加坡1.3326.0016.8034.5910.14的高速挤出相适应,而国内稳定剂主要是针对国德国1.2525.9517.3030.608.89内的挤出设备而开发的。从表2可以看出,4种稳定剂的测试数据很2.4白度测试接近,说明它们具有相近的流变性能。将上述挤出实验中所得成品用激光色彩色差2.2静态稳定性测试计测试白度,结果列于表4。静态稳定性测试主要是为了考察物料在挤出表4成品白度测试结果机内,因为加热、冷却、停电等原因所必须的停留稳定剂产地南京四川新加坡德国时间。其原理是在静态的空气中,将试样维持在成品白度/%67.469.368.169.7规定的测试温度(如本次实验测试温度为180从成品白度测试数据可以看出,采用不同稳℃),测定分解出的氯化氢导致试样上方的刚果红定剂配制的干混料挤出的成品具有近似的白度,试纸颜色改变到相当于pH值为3时的颜色(蓝如果考虑到白度测试时可能存在的误差,我们可色)所需的时间,即为物料的静态热稳定时间。测以认为4种稳定剂对制品白度的影响是相近的。试结果列于表3。3结论表3静态热稳定性结果(1)实验选用的4种复合稳定剂无论在动态稳定剂产地南京四川新加坡德国测试还是静态测试方面都有相近的结果;对制品变蓝时间/min135127130131白度的影响也接近。从流变性上讲,国产复合铅从表3可以看出,无论哪一种稳定剂都有足完全可以取代进口产品用于高品质型材的生产。够的静态热稳定时间,以保证在实际生产过程中(2)不同复合铅盐在挤出时具有不同的螺杆出现异常时降低制品的不良率,并且它们的静态扭矩,这可能是由于不同的稳定剂生产商具有不热稳定性几乎没有差别。同的设计理念的结果。2.3挤出实验比较(3)四川大学的KD-168C和其它稳定剂相采用计量加料器,以确保每种物料在单位时比,具有较低的铅含量,体现了复合铅稳定剂“高间内有很接近的加料量,每种物料的挤出时间为效低铅”的发展趋势。[编辑:张然]10min,其结果如图2所示。35