隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,，人們環(huán)保意識的不斷加強(qiáng)，在國內(nèi)外現(xiàn)在均重點(diǎn)開發(fā)和應(yīng)用無毒穩(wěn)定劑。鈣鋅是其中的一個重要品種。鈣鋅無毒，但鈣鋅的熱穩(wěn)定性能難以達(dá)到PVC的加工要求，尤其是對于硬質(zhì)PVC制品，加工過程容易出現(xiàn)初期著色而變紅。在透明制品上，鈣鋅的透明性能差，容易出現(xiàn)壓析、噴霜或者遇水白化現(xiàn)象。
針對國內(nèi)的生產(chǎn)現(xiàn)狀，東莞市燁晟塑料有限公司專門研制開發(fā)了環(huán)保無毒鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑――YS-88W系列，并實現(xiàn)了批量生產(chǎn)。YS-88W系列是一種特殊的鈣、鋅、稀土的有機(jī)鹽基性化合物，YS-88W系列是用于PVC硬質(zhì)管材的Ca-Zn類粉體穩(wěn)定劑，具有良好的熱穩(wěn)定性，耐候性，自滑性、初期著色優(yōu)異易加工的特點(diǎn)。
本文比較了國內(nèi)外幾種典型的穩(wěn)定劑在管材上的應(yīng)用。在擠出工藝過程的流動性能、穩(wěn)定性能和制品的物理性能、耐侯性能等方面進(jìn)行了一系列試驗。
二、 實驗部分
2.1 主要原料
PVC樹脂粉S-1000，S-700(齊魯石化、四川德陽等地產(chǎn));抗沖擊改性劑 CPE135A、加工改性劑ACR-201、鈦、填料、PE蠟等均為市場購買。鈣鋅或者稀土復(fù)合穩(wěn)定劑，進(jìn)口和湖南、廣東等地;無毒穩(wěn)定劑 YS-88W， 2.2 設(shè)備
高速捏合機(jī)(200升)、冷卻混合機(jī)(500升)，;Φ60錐型雙螺桿擠出機(jī)及擠出模頭
2.3 實驗方法
將PVC樹脂粉、復(fù)合穩(wěn)定劑、內(nèi)外潤滑劑、抗沖擊改性劑、加工改性劑、增塑劑、填料等原材料按一定的配比置捏合機(jī)中捏合，適當(dāng)調(diào)整溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、加料速度、牽引速度、冷卻水槽真空度等加工工藝，在Φ60錐型雙螺桿擠出機(jī)上擠出管材。
三、 擠出基本配方及其工藝
3.1 基本配方
我們采用固定其它材料的種類和用量，固定穩(wěn)定劑的用量，僅改變穩(wěn)定劑品種的基本配方來進(jìn)行試驗，以求達(dá)到數(shù)據(jù)的可比性?；九浞饺绫?所示。
表1 擠出基本配方
Tab1 Basic de
原材料 配方1 配方2 配方3 配方4
湖南鈣鋅 某地稀土 進(jìn)口鈣鋅 CZX-118
PVCS-1000 100 100 100 100
CPE-135A 7 7 7 7
ACR 201 0.5 0.5 0.5 0.5
穩(wěn)定劑 4.0 4.0 4.0 4.0
PE-WAX 1.0 1.0 1.0 1.0
CaCO3 15 15 15 15
TiO2 2.5 2.5 2.5 2.5
3.2 基本工藝
捏合溫度 熱混110℃ 冷混55℃
擠出溫度 螺桿一段 螺桿二段 螺桿三段 螺桿四段 螺桿五段
165℃ 165℃ 160℃ 155℃ 160℃
法蘭溫度 165℃
模具溫度 模具一段170℃ 模具二段185℃
3.3 基本結(jié)果
電流：配方1為60安，數(shù)據(jù)偏大;配方2-4均為40安左右，數(shù)據(jù)正常。
壓力：配方1為27.8MPa，數(shù)據(jù)偏大;配方2為17.8MPa，數(shù)據(jù)稍低，配方3-4均為21.8MPa左右，數(shù)據(jù)正常。
熔體溫度：配方1為175℃，數(shù)據(jù)偏大;配方2 -4均為165℃左右，數(shù)據(jù)正常。
產(chǎn)品外觀：配方1產(chǎn)品呈明顯紅色;配方3略呈黃色，配方2、4產(chǎn)品為正常白色。
3.4 添加有機(jī)錫的試驗
在上述基本配方中加入0.1PHR有機(jī)錫TM-181，配方1產(chǎn)品略呈黃色，配方3、4產(chǎn)品正常，配方2產(chǎn)品變明顯黑色。
四、 擠出工藝主要難點(diǎn)分析與解決對策
4.1 初期著色性能
可以看出，普通鈣鋅穩(wěn)定劑(如配方1)的穩(wěn)定性能較差，熔體擠出塑化時“過早塑化”不耐溫，使擠出壓力和熔體溫度升高;耐初期著色性能差，從而使產(chǎn)品出現(xiàn)紅色。而配方3、4所使用的穩(wěn)定劑不含重金屬，穩(wěn)定性能良好，能較好的解決初期著色問題。
4.2 制品物理性能
對于耐壓性能與拉伸強(qiáng)度的關(guān)系，有人(1)曾提出過Naday公式
PB 瞬時間之爆破水壓(MPa)
f 拉伸強(qiáng)度(MPa)
t 管厚(cm)
Dm PVC管中線口徑(cm)
D PVC管外徑(cm)
f PVC管外徑(cm)
可見，在管壁厚一樣的情況下，耐壓性能與拉伸強(qiáng)度有關(guān)。鈣鋅穩(wěn)定劑的基本組成是金屬皂硬脂酸鈣和硬脂酸鋅，金屬皂加入過多容易使產(chǎn)品的沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度降低，從而導(dǎo)致耐爆破水壓(耐壓性能)降低。
拉伸強(qiáng)度除了與配方中的材料種類和數(shù)量有關(guān)外，還與管材的塑化度有關(guān)(見表2)。
塑化度% 20 40 60 65 70 80
拉伸強(qiáng)度MPa 39 43 46 44 43 34
管材塑化程度除了與配方材料有關(guān)外，還可通過擠出機(jī)和模頭溫度輔助調(diào)節(jié)。螺桿轉(zhuǎn)速應(yīng)與配方的流變性能相對應(yīng)，否則影響塑化。由于普通鈣鋅穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性能差，溫度升高螺桿轉(zhuǎn)速加快，制品容易變色，因此其加工工藝范圍受到限制。
4. 3 金屬含量與制品衛(wèi)生性能
配方2所使用的穩(wěn)定劑含有與有機(jī)錫中的硫醇起化學(xué)反應(yīng)的重金屬元素，因此盡管塑化性能和耐初期著色性能均十分良好，但由于重金屬受到嚴(yán)格管制，并不適合用于生產(chǎn)給水管材。配方3、4所使用的穩(wěn)定劑不含重金屬，穩(wěn)定性能良好，能較好的解決初期著色問題。
五、 結(jié) 論
東莞市燁晟塑料有限公司生產(chǎn)的環(huán)保無毒鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑具有良好的熱穩(wěn)定性，耐候性，自滑性、初期著色優(yōu)異易加工的特點(diǎn)，同時配合合適的生產(chǎn)工藝，能改善制品的初期著色性能、耐壓抗沖擊等物理性能、同時滿足衛(wèi)生部門對重金屬含量控制等等衛(wèi)生性能要求，生產(chǎn)出合格的管材。
東莞市燁晟塑料有限公司是國內(nèi)的專業(yè)環(huán)保穩(wěn)定劑、鈣鋅穩(wěn)定劑生產(chǎn)廠商,其專業(yè)生產(chǎn)、銷售PVC鈣鋅無毒穩(wěn)定劑，環(huán)保無毒鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑，電線電纜用鈣鋅穩(wěn)定劑，管材型材專用鈣鋅粉體穩(wěn)定劑，皮革專用粉體穩(wěn)定劑等系列產(chǎn)品,歡迎新老客戶朋友前來下單!!
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