第三章 塑料板(片)材
第一节 聚氯乙烯板(片)材
一、经典配方
1.压延PVC透明片配方1
配方(质量份):PVC(SG-3)100;复合稳定/润滑体系(KD-268)3;DOP 5;MBS 6。
2.压延PVC透明片配方2
配方(质量份):PVC(SG-3)100;有机锡890/环氧大豆油7;DOP 5;MBS 6。
3.PVC压延透明硬片配方
配方(质量份):PVC 100;MBS 5;TM-181FS 1.5;环氧大豆油3;PDOP 0.3;CaSt 0.2;ZnSt 0.1;ZB-741.0;HSt 0.4;ACR 1.0;透明紫适量。
加工条件:混料时热混温度为110~120℃,冷混温度为50℃。挤出时机筒温度为100℃、120℃、140℃、150℃、160℃、170℃、185℃,机头温度为180℃,螺杆温度为110℃。压延时喂料辊辊温为190℃,旁辊温度为190℃,下辊温度为190℃,中辊温度为185℃,上辊温度为185℃,剥离辊温度为130~140℃。
相关性能:透光率为88.1%,雾度为4.6%,拉伸强度为56.8MPa,断裂伸长率为99.1%。
4.食品级透明PVC硬片配方
配方(质量份):PVC(卫生级,K=64)100;MBS 5;TVS-88313;环氧大豆油2;硬脂酸0.5。
5.HPVC透明板配方
配方(质量份):PVC(SG-7)100;马来酸二丁基锡2.5;硬脂酸丁酯0.8;HSt 0.8;ACR抗冲击改性剂2;UV-90.3。
6.硬质PVC透明片配方1
配方(质量份):PVC(K=55~57)100;MBS 2~3;含硫二丁基锡2.5~3.0;环氧大豆油(或ED3)1.0;聚乙烯蜡(M=9000)0.02~0.06;皂化褐煤蜡(或褐煤蜡酯)0.2~0.4。
7.硬质PVC透明片配方2
配方(质量份):PVC(K=55~57)100;透明型MBS 20~33;硫醇二丁基锡1.3~2.6;硬脂酸镁1.3。
8.食品包装用PVC透明硬片配方(见表3-1)
表3-1 食品包装用PVC透明硬片配方
9.PVC透明片典型配方
配方(质量份):PVC 100;MBS 12;ACR 1.8;有机锡2;单硬脂酸甘油酯0.5;丙烯酸0.8;OP蜡0.3;E蜡0.1。
10.新型UPVC透明片各类稳定剂配方(见表3-2)
表3-2 新型UPVC透明片各类稳定剂配方
加工条件:热混温度115℃下出料,冷混合40℃下出料,挤出机机筒温度为135~185℃,机头温度为160~180℃,螺杆转速为30r/min。
11.高纤维填充仿木板材配方(见表3-3)
表3-3 高纤维填充仿木板材配方
加工条件:锯末、纸粉在60~80℃下烘干30min后,用1%酞酸酯处理。混炼温度为140~160℃,时间为8~10min。压制温度为80℃,压力为5~15MPa,时间为0~15min。
相关性能:冲击强度为368.5MPa,弯曲强度为50.2MPa,密度为1.32g/cm3,外观仿木感好。
12.仿木PVC板材配方
配方(质量份):PVC 100;木粉(含2%氨基丙基三乙氧基硅烷)60;PbSt 3;CaSt 2.5。
加工条件:上述配方中木粉先用硅烷进行偶联处理,再与其他组分充分混合,最后压制成型为具体制品。
相关性能:拉伸强度为82.32MPa。
13.低发泡PVC汽车地板配方
配方(质量份):PVC 100;MBS 8;三碱式硫酸铅4;二碱式亚磷酸铅1;硬脂酸铅1;硬脂酸钙0.5;AC 0.2;活性碳酸钙40。
14.HPVC公共汽车地板条配方
配方(质量份):PVC(SG-4)100;MBS 8;二碱式硫酸铅4;二碱式亚磷酸铅1;PbSt 1;CaSt 0.5;AC 0.2;饱和羧酸包覆CaCO340。
15.PVC低发泡板材配方
配方(质量份):PVC(S-700)100;三碱式硫酸铅3.5;环氧大豆油2;润滑剂3;ACR15;MBS 5;AC发泡剂0.4;TiO22;CaCO36。
加工条件:混合出料温度为105~110℃,挤出时螺杆温度为150~160℃,机身温度为145~170℃,连接体温度为160~170℃,机头温度为130~140℃。
相关性能:密度为0.6~0.9g/cm3,拉伸强度≥10MPa,冲击强度≥0.05kJ/m,肖氏硬度为235,维卡耐热≥50℃,氧指数为35%。
16.PVC瓦楞板配方
配方(质量份):PVC 100;硬脂酸铅1.5;有机镉/钡复合物稳定剂1;硬脂酸钡0.3;硬脂酸镉0.2;二月桂酸二丁基锡0.5;环氧螯合剂1;紫外线吸收剂0.1。
17.PVC挤出波纹板配方
配方(质量份):PVC(p=800~1000)100;顺丁烯二酸有机锡2.5;月桂酸有机锡0.5;HSt 0.5;硬脂酸丁酯1.0;紫外光吸收剂0.01。
18.PVC装饰板配方1
配方(质量份):PVC(S-1000)100;三碱式硫酸铅4;二碱式亚磷酸铅2;PbSt 1;CaSt 1;活性重质CaCO350;DOP 4.0;ACR加工助剂2.0;CPE 5.0;TiO22.0。
加工条件:用双螺杆挤出机加工,机筒温度为190~210℃,螺杆转速为500r/min,真空度为0.06MPa。
19.PVC装饰板配方2
配方(质量份):PVC(SG-5)100;CPE(B5A)4;ACR(401)2;三碱式硫酸铅2;二碱式亚磷酸铅3;PbSt 1;BaSt 1.0;HSt 1.0;石蜡0.4;轻质活性CaCO350;TiO22.0。
加工条件:工艺为混合→造粒→单螺杆挤出机挤出,机筒温度为150℃、160℃、180℃、180℃,模具温度为(180±5)℃,转速为25~35r/min,真空度为-0.084MPa。
20.PVC装饰板保护透明片配方
配方(质量份):PVC(SG-5)100;DOP 8;ACR 3;CPE 3;环氧大豆油4.0;有机锡3.0;硬脂酸1.0;石蜡1.0。
21.PVC中空凸凹扣装饰板配方
配方(质量份):PVC(SG-5)100;DOP 5;三碱式硫酸铅4;二碱式亚磷酸铅3;ACR 3;CPE 3.0;活性碳酸钙100;硬脂酸1.0;石蜡1.0。
22.普通PVC白色装饰板配方
配方(质量份):PVC(S-1000)100;三碱式硫酸铅4;二碱式亚磷酸铅2;硬脂酸铅1;硬脂酸钙1;活性重质碳酸钙50;ACR 2.0;DOP 4.0;CPE 10;二氧化钛2.0。
23.普通PVC黑色装饰板配方
配方(质量份):PVC(S-1000)100;三碱式硫酸铅5;硬脂酸钡2;硬脂酸铅0.8;石蜡0.8;炭黑2.0;活性重质碳酸钙30。
24.PVC抗静电装饰板配方1
配方(质量份):PVC(S-1000)100;三碱式硫酸铅3;二碱式亚磷酸铅2;CPE 10;CA抗氧剂0.5;抗静电剂HICD-8135;活性碳酸钙40。
25.PVC抗静电装饰板配方2
配方(质量份):PVC(S-1000)100;三碱式硫酸铅4;二碱式亚磷酸铅2;CPE 8;DOP 5;导电炭黑30;活性碳酸钙20。
相关性能:体积电阻率为103~105Ω·cm。
26.PVC仿红木脚线、角线和线槽配方1
甲组分配方(质量份):PVC(SG-7)95;ACR 5;有机锡1;硬脂酸丁酯1.3;AC 0.5;棕色颜料1;碳酸钙5。
乙组分配方(质量份):PVC(SG-2)100;润滑剂2;有机锡1.5;棕色颜料5;炭黑1。
先将甲、乙组分分别混合造粒,然后将甲、乙组分按100∶5的比例在单螺杆挤出机中挤出,即可得到外表如木材图案的制品。
27.PVC仿红木脚线、角线和线槽配方2
甲组分配方(质量份):PVC(SG-4)100;铅盐稳定剂2;润滑剂0.6;奶黄色颜料1。
乙组分配方(质量份):PVC(TK-1700)40;PVC(TK-2500H)20;PVC(SG-2)20;氯醋树脂(VA含量12%)10;PVC(TK-2500R)10;铅盐稳定剂2.5;润滑剂0.6;棕色颜料5。
先将甲、乙组分分别混合造粒,然后将甲、乙组分按100∶5的比例在单螺杆挤出机中挤出,即可得到外表如木纹图案的制品。
28.PVC仿红木脚线、角线和线槽配方3
甲组分配方(质量份):PVC(SG-7)100;铅盐稳定剂2.5;润滑剂1;奶黄色颜料1。
乙组分配方(质量份):PVC(TK-1700)20;PVC(TK-2500H)20;PVC(TK-2500R)40;氯醋树脂(VA含量12%)20;铅盐稳定剂3;润滑剂1;棕色颜料5。
先将甲、乙组分分别混合造料,然后将甲、乙组分按100∶5的比例在单螺杆挤出机中挤出,即可得到外表如木纹图案的制品。
29.硬质PVC护墙板配方
配方(质量份):PVC(SG-4)100;ABS 12;硫醇丁基锡2;轻质碳酸钙3;硬脂酸钙2;硬脂酸锌0.5;石蜡0.5;钛白粉4。
30.PVC耐震密封片配方
配方(质量份):PVC 100;ABS 5;三碱式硫酸铅3;二碱式亚磷酸铅2;硬脂酸钙1;硬脂酸0.5;冲击改性剂7415;石蜡0.5。
31.PVC唱片配方
配方(质量份):醋酸乙烯/氯乙烯共聚物100;钙/锌稳定剂1.5;二碱式硬脂酸铅1;二碱式邻苯二甲酸铅0.3;炭黑2。
二、制备实例
实例1.PVC板材(片)材
不同种类PVC板(片)材配方见表3-4~表3-11。
表3-4 PVC硬板(层压法)配方
表3-5 PVC挤出硬片配方
(续)
表3-6 PVC压延硬片配方
表3-7 PVC扑克牌片(压延法)配方
表3-8 PVC波纹板(瓦楞板)配方
表3-9 PVC挤出发泡板配方
表3-10 PVC石墨板配方
表3-11 PVC矿渣、铁泥填充板配方
层压法硬板成型工艺条件见表3-12。
表3-12 层压法硬板成型工艺条件
挤出硬片成型工艺条件见表3-13。
表3-13 挤出硬片成型工艺条件(单位:℃)
压延片材成型工艺条件见表3-14。
表3-14 压延片材成型工艺条件
实例2.耐热耐腐蚀硬质PVC板材
(1)配方(见表3-15)
表3-15 配方
(2)制备方法 按配方将所需物料称量、混匀,利用SJ-25挤出机挤出造粒,粒料状态良好。挤出工艺如下:
1)各区温度:1区温度为145℃,2区温度为183℃,3区温度为185℃,4区温度为186℃。
2)挤出机转速为60r/min。
(3)性能 各配方板材性能测试结果见表3-16。
(4)应用与效果 该配方的成功研制,解决了新型耐热改性剂MPS与PVC(S-1000)树脂的加工相容性问题,提高了PVC硬质板材的使用温度,和其他类型的耐热改性剂相比,优化了加工性能,有利于挤出机高速挤出板材。该PVC板材被广泛应用于各类化工生产和化工防腐过程中。
表3-16 板材性能测试结果
实例3.PVC装饰板材
(1)配方(质量份)PVC(SG5)100;CPE(135A)4;ACP-4012;三碱式硫酸铅(稳定剂)2;二碱式亚磷酸铅(稳定剂)3;PbSt21;BsSt21;HSt 1;石蜡(Wax)0.4;轻质活性Ca- CO350;TiO22。
(2)制备方法PVC塑料装饰板材的生产工艺流程如下:
树脂、助剂计量→捏合→筛分→挤出造粒→挤出成型→真空冷却定型→牵引→覆膜→切割→检验包装。
(3)性能 该材料具有传统的木材、钢材、铝型材等材料无法比拟的优点,即质轻、隔声、隔热、强度高、耐老化、耐腐蚀、色泽鲜艳、花色品种多样等。
(4)应用与效果 在原有设备与工艺的基础上,采用新配方、新模具、新工艺,已生产出合格产品。该产品性能好,洁白度高,投放市场后,受到用户好评。该板材可广泛用于家庭居室、宾馆、会议室、商场等的装饰,发展前景广阔。
实例4.硬质PVC板材
(1)配方(见表3-17)
表3-17 配方
(2)制备方法 采用CM80锥形双螺杆挤出机生产这种灰色硬质PVC板材。
(3)性能 该板材具有良好的力学性能,耐腐蚀性好,表面光洁,成本低廉,工艺性好。
(4)应用 可用作装饰、建筑、汽车等用板材。
实例5.硬质PVC透明板
(1)配方 硬质PVC透明板配方见表3-18。
(2)制备方法 采用挤出机成型板材。
(3)性能 该板材具有优良的力学性能、化学性能和透明性,成本低廉,工艺性好。
(4)应用 可用作装饰板材、包装制品以及其他要求透明的场合。
表3-18 硬质PVC透明板配方
①UV-9为紫外线吸收剂。
②K-120N为美国Rohm&Hass公司生产的丙烯酸酯类透明加工改性剂。
实例6.硬质PVC地板条
(1)配方 硬质PVC客车地板条配方见表3-19。
表3-19 硬质PVC客车地板条配方
①BTA为美国产MBS。
(2)制备方法 采用66mm双螺杆挤出机生产。
(3)性能 该地板条力学性能优良,耐化学药品性、耐腐蚀性、耐磨性良好,且工艺性好,成本低。
(4)应用 主要用作公共汽车地板条,也可用于家庭居室地板等。
实例7.黏土渣填充硬质PVC板材
(1)配方(质量份)PVC 100;三碱式硫酸铅5;二碱式亚磷酸铅2;硬脂酸铅0.8;硬脂酸钡1.6;CPE 2~7;ACR-4011~3;硬脂酸0.8;石蜡0.6;黏土渣10~90;着色剂适量。
(2)制备方法
1)黏土渣活化处理。将经过分选达到一定粒度要求的黏土渣,称重后置于高速混合机中,100~120℃下混合6~8min。然后加入计量好的偶联剂等,继续混合20min后出料。活化后的黏土渣较为蓬松,手感不发腻,有一定的爽滑性。
使用铝酸酯和焦磷酸型钛酸酯类偶联剂处理,黏土渣表面疏水,置于水中完全漂浮于水面。用硅烷类偶联剂处理,黏土渣表面并不疏水,置于水中会出现沉淀,这是由于多种硅烷偶联剂溶于水或有水解作用。出现这种现象并不影响填料与树脂的结合能力。
2)生产工艺。原料→称量→混合→开炼下片→热压成型→锯边→检验→入库。
3)工艺条件。混合温度控制在90~110℃,两辊开炼温度为160~170℃,片厚为0.8~1.0mm,热压成型温度为175℃,压力为4~18MPa,时间为60~80min。
(3)性能 用处理过的黏土渣填充改性硬质PVC板材,与未加黏土渣的产品相比,其拉伸强度、弯曲强度有所降低,但随着填充量的增加下降缓慢,在一定用量时还出现一峰值。随填充量的增加冲击强度也不断降低,密度上升也较缓慢。
黏土渣不同用量时填充改性PVC板材性能指标见表3-20,填充量在30份时PVC板材耐腐蚀性能见表3-21。
表3-20 黏土渣不同用量时填充改性PVC板材性能指标
表3-21 填充量在30份时PVC板材耐腐蚀性能
经填充改性的硬质PVC板材耐腐蚀性能优良。维卡软化点为70~84℃,加热尺寸变化率、整体性能都达到了工业用板材指标要求,成型加工性能也较好,易炼塑。
(4)应用 用工业废弃物黏土渣为原料,经活化处理的填充改性PVC板材力学性能良好,具有较高的拉伸强度、弯曲强度,以及良好的耐腐蚀性,可降低产品成本。经过分选、干燥的黏土渣与普通轻质钙售价相同,但耐腐蚀性比碳酸钙更好,并且成型加工容易,值得进一步研究。黏土渣化学成分中含有大量SiO2,用硅烷类或铝酸酯偶联剂进行活化处理,可提高其与树脂的结合能力,但由于其颜色较深,在浅颜色或艳色塑料制品中的应用受到影响。
实例8.PVC装饰板材
(1)配方(质量份)PVC(S-1000)100;二碱式亚磷酸铅2.0;硬脂酸钙1.0;改性剂ACR 2.0;氯化聚乙烯5.0;三碱式硫酸铅4.0;硬脂酸铅1.0;活性重钙50;DOP 4.0;TiO22.0。
(2)制备方法PVC塑料装饰板一般经造粒后用单螺杆挤出机生产,其工艺流程如下:
PVC树脂、助剂→计量→高速混合→低速混合→造粒→挤出→真空定型→切割→表面印花→上光处理→上光固化→包装→入库。
PVC装饰板材生产工艺与硬质PVC板材相似,均是挤出机成型,不同之处是PVC装饰板经挤出成型为中空板材,而普通硬PVC板材为实壁板,因而生产工艺有差异。PVC装饰板采用挤出真空冷却定型。具体工艺如下:装好模具后升温,当机筒温度加热至200℃左右、模具温度升至190℃左右时开始起动,同时各段迅速升到要求的温度。待挤出物料充分塑化、上下两面出料均匀、各条筋与表面出料一致时才可牵引。正常生产温度为210℃,速度为500r/min。起动牵引时,先盖上定型真空模板,然后起动真空泵,校正真空模板各条筋、模槽及挤出模的各条装饰筋与模槽同心,压力保证在-0.06MPa以下。
(3)性能PVC塑料装饰板(也称塑料扣板)与木材、墙纸、涂料等传统装饰材料相比,具有质轻、韧性好、硬度大、色泽鲜艳、光洁度高的特点,另外其花色、花型可根据需要选择,符合耐老化、防火、阻燃的安全要求,耐化学腐蚀,防潮、防蛀且使用寿命长。
(4)应用 可用来制作家具、地板、墙板、门窗装饰装潢材料,广泛用于居室、宾馆、楼堂馆所、会议室、商场等的室内外装饰装潢。
实例9.玻璃纤维增强PVC中空隔墙板条
(1)配方(质量份)PVC(SG5)100;ACR 3;短切玻璃纤维15;石粉(60目)15;复合稳定剂6。
(2)制备方法
1)工艺流程。
2)工艺条件。螺杆各段温度为:加料段130℃,压缩段145℃,计量段165℃。机头温度为:分流器支架处170℃,机头口模出料处165℃。冷却水温为70℃,真空定型压力为3kPa,螺杆转速为20r/min,牵引速度比挤出速度高3%左右。
(3)性能PVC隔墙板要控制的主要性能是抗冲击性、刚度、平直度、耐热变形温度、耐碱性、隔音性等,该产品目前尚无国家标准。该墙板的主要性能:缺口冲击强度为11kJ/m2,抗弯强度为40MPa,耐热性为80℃,受热2h不变形,耐碱性为5%碱溶液浸泡48h无异常。
(4)应用与效果 玻璃纤维增强PVC新型中空隔墙板条采用搭接拼装式连接,腹腔中间为空心,有极好的隔音效果;结构采用玻璃纤维增强,有足够的强度;条板两面抹上一层水泥砂浆后,可直接喷涂涂料,墙板厚度薄,所占空间小,可提高建筑面积,同时,其生产与施工也很方便。
实例10.注射成型PVC板材
(1)配方(质量份)PVC(=800)100;CPE(301A)10;三碱式硫酸铅2.5;二碱式硬脂酸铅0.5;硬脂酸铅1.0;马来酸有机锡1.0;钛白粉0.5。
(2)制备方法 采用ϕ40mm单螺杆挤出机,在转速为25r/min、机筒温度为130~150℃、口模温度为160℃下挤出造粒。然后用MEIKI-GS 35/45型注射机,在机筒温度为145~175℃、喷嘴温度为185℃、模具温度为50℃、注射压力为5.5MPa下,注射成型制得3mm厚板材。
(3)性能 拉伸强度为46.2MPa,断裂伸长率为120%,冲击强度(20℃)为36.4kJ/m2,热变形温度为80℃。
(4)应用 主要用作建筑板材、装饰板材和其他方面用板材。
实例11.压制成型板材
(1)配方(质量份)PVC(=1050)100;CPE(301A)10;三碱式硫酸铅2.5;二碱式硬脂酸铅0.5;硬脂酸铅1.0;硬脂酸钙0.2;钛白粉0.4。
(2)制备方法 先将物料在ϕ254mm开炼机上于160℃下开炼5min成片,再用热压机在190℃下先预热5min,再加压至20.0MPa下压制,保持2min后再水冷2min,即可制得4mm厚板材。
(3)性能 拉伸强度为47.7MPa,断裂伸长率为174%,冲击强度(20℃)为37.6kJ/m2,热变形温度为81℃。
(4)应用 可用作建筑板材、装饰板材和其他板材。
实例12.印刷性良好的PVC片材
(1)配方(质量份)PVC(TK 700)100;有机锡稳定剂(TVS 9981)2;高级脂肪酸润滑剂1;PVC糊树脂(PSH-24)5;环氧大豆油2;MBS(B-22)10;甘油单硬脂酸酯适量。
(2)制备方法 按配方称取物料,置于高速混合机中混合均匀并造粒,而后再压延或挤出成型片材。
(3)性能 该片材印刷性能优良,且具有良好的抗静电性、滑爽性、抗发黏性和透明性。
(4)应用 适用于制造印刷商标、装潢和其他带标示的制品。
实例13.抗静电半硬质PVC地板
(1)配方(质量份)聚氯乙烯树脂100;三碱式硫酸铅3;二碱式亚磷酸铅2;硬脂酸钙2;碳酸钙200;邻苯二甲酸二辛酯23;氯化石蜡10;氧化铁红2;抗静电剂2~14;甘油0.2~0.8。
(2)制备方法 先按照配方称取物料置于高速混合机中混合均匀。此时应该注意的是,抗静电剂的加入可能会造成PVC混合料在加工过程中变色,即抗静电剂可能与混合料中的颜料起某种反应或本身发生分解。然后将混合料在两辊开炼机上进行开炼,温度为165℃左右。待混合料塑化后每隔5min割取一片试样。颜料为氧化铁红和酞菁绿两种。结果发现:加入抗静电剂SN-18的混合料10min后开始变色,30min后变化明显;而加入抗静电剂912的混合料1h后颜色基本没有变化。这说明抗静电剂912的稳定性比抗静电剂SN-18好,它与PVC混合料中的各组分不起反应。
(3)性能
1)具有表面活性,能降低塑料地板的表面电阻。
2)与PVC具有一定的相容性,既不影响其加工性能,又具有一定的迁移性。当表面的抗静电剂的使用过程中被洗擦掉后,内部的抗静电剂会迁移到表面,使抗静电性保持长久。
3)在PVC的加工温度下具有热稳定性,不与PVC塑料中的任何组分发生反应而产生变色或影响塑料地板性能等问题。
(4)应用 主要作为建筑材料,用于计算机、电气设备等易产生静电的场合。
实例14.CaCO3补强PVC地板砖
(1)配方
1)美国PVC塑料地板砖配方(见表3-22)。
表3-22 美国PVC塑料地板砖配方
2)日本PVC塑料地板砖配方(质量份):PVC树脂6.5;氯乙烯-乙酸乙烯共聚树脂6.0;DOP或DBP 6.1;松香1.0;CaCO3178.4;石棉0.5;聚酯纤维1.0;颜料1.0。
3)中国PVC塑料地板砖配方(质量份):氯乙烯-乙酸乙烯共聚树脂100;石棉适量;重质CaCO3600;邻苯二甲酸二己酯(DHP)适量;PVC胶黏剂17;其他助剂适量。
(2)制备方法 按配方配好料,然后分别将配好的料放在搪瓷盘内,用小铲手工翻动,使各组分混合。将混好的料放在试验用两辊开炼机上,在辊温100~150℃下开炼5min,使其充分塑化成片。调节辊间距使塑片厚度为2mm,把此塑片剪成300mm×300mm的样片,即PVC塑料地板砖的尺寸。
(3)性能 此地板砖为第三代PVC塑料地板砖,其白度和光泽度高,表面平滑,工艺性好,成本低,制品强度略低,有待于改进。
(4)应用 可用于宾馆、会议室、家庭居室、办公室等处的地面装饰。
实例15.PVC彩面地板砖
(1)配方(见表3-23)
表3-23 配方
其中TTOPP-38S为单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂。
(2)制备方法
1)配方1制备方法。助剂、增塑剂先打浆,然后再倒入树脂热混合至150℃,时间为10min,进入冷捏合机冷混合,充分冷却。此方法混合不均匀。
挤出温度从1区120℃至6区180℃逐渐升高,主机转速为30r/min,辅机转速为12r/min。
2)配方2制备方法。将CaCO3、TTOPP-38S先混合5min并进行偶联处理后出料。将助剂、增塑剂等打浆混合均匀后倒入PVC树脂进行加热混合15min,再倒入已经偶联处理的CaCO3,继续加热混合至120℃,然后再在冷捏合机充分冷却。此方法混合较均匀。
挤出机温度从1区150℃至5区210℃逐渐升高,6区温度为195℃,主机转速为25r/min,辅机转速为25r/min,螺杆适当冷却。
(3)性能PVC彩面地板砖性能见表3-24。
表3-24 PVC彩面地板砖的性能
(4)应用 广泛用于宾馆、饭店、商店、办公室、会议室、家庭居室等地面装饰。实例16.赤泥PVC地板砖
(1)配方(质量份)PVC 100;增塑剂4;稳定剂6;润滑剂0.5;赤泥10~60。
(2)制备方法
1)工艺流程。
2)工艺条件。
①混合。按配方称取干粉料,在1750r/min下混合5min,加入增塑剂,继续混合5min。
②开炼。前辊温度为(175±5)℃,后辊温度为(165±5)℃。
③模压。温度为(175±5)℃,压力为20MPa。
④时间。预热时间为15min,保压时间为10min。
(3)性能 弯曲强度为90~100MPa,冲击强度为7.11kJ/m2,热分解温度为465~471℃。
含赤泥40份的PVC地板砖在不同介质中40天的变化情况见表3-25。
表3-25 含赤泥40份的PVC地板砖在不同介质中40天的变化情况
赤泥PVC地板砖的耐碱性良好,价格低廉,生产工艺简单,具有一定的工业应用价值。
(4)应用 可用于各种场合的地板面铺设。
实例17.交联聚氯乙烯(JPVC)硬质消光片材
(1)配方(质量份)JPVC(凝胶含量为30%~80%)20~80;PVC(SG5~7)80~20;稳定剂2~3;润滑剂1~2;冲击改性剂及其他3~10;填充剂适量。
(2)制备方法 按配方称取物料,置于高速混合机中混合,待混合均匀后便可出料,再用挤出机造粒或直接用挤出机挤出片材即可。
(3)性能 硬质消光片材扯断强度可在40N/mm2以上,撕裂强度为160N/mm,光泽度在10%左右,基本上达到进口片材的同等质量水平。
(4)应用 在磁卡、标牌、名片、装饰材料等方面得到应用,可替代进口产品。
实例18.硬质PVC结皮发泡板材
(1)配方(质量份)PVC(S-700)100;3PbO 3;2PbO 1.5;PbSt20.5;ZnSt20.3;HSt0.5;OPE 0.8;ACR 6;MBS 5;AC 0.6;ZB-5306;钛白粉1.2;NaHCO30.2;其他助剂16。
(2)制备方法
1)粒料的制备。配制的目的是将PVC树脂与各组分助剂混合均匀、干燥。在混料操作过程中,除计量准确外,还应考虑助剂的加入顺序和混合温度、混合时间要求。混料操作工艺如下:
2)工艺流程。硬质PVC结皮发泡板材生产工艺流程如下:
配料→热混→冷混→上料→强制加料→塑化挤出→模具成型→冷模结皮→真空定型→冷却→牵引→切割→收集→检验
(3)应用与效果 硬质PVC结皮发泡板材与木材一样可锯、刨、钻、钉,也可粘接焊接,加工方便,具有质轻、比强度高、防腐、防潮、防虫蛀、难燃、减振隔音、保温隔热、耐老化、不易变形等特点,用途广泛。
实例19.PVC自由发泡板材
(1)配方(质量份)PVC 100;发泡剂0.3~0.5;发泡调节剂4~8;稳定剂4~6;润滑剂2~3;轻质CaCO35~7;环氧大豆油1~2。
(2)制备方法
1)工艺流程。PVC自由发泡板材生产线的工艺流程如下:
2)工艺条件。
①混合工艺。物料的混合通常是在高强力的涡轮式混合机和冷却混合机组中进行。在生产中,一般是先将PVC树脂和固体助剂同时加入涡轮式混合机内,待物料温度达到60℃(此时物料具有良好的吸水性且已基本分散均匀)再将环氧大豆油加入,待温度升至115~120℃时,将物料由涡轮混合机放至冷却混合机中,最后待物料冷却至40℃时即完成一个混料周期。
②挤出工艺。
温度:机筒1区(180±5)℃、2区(175±5)℃、3区(175±5)℃、4区(160±5)℃、5区(155±5)℃,螺杆(175±5)℃,连接体(175±5)℃,机头1区(170±5)℃、2区(165±5)℃、3区(160±5)℃、4区(155±5)℃、5区(160±5)℃、6区(165±5)℃、7区(170±5)℃,模唇(160±5)℃,预冷辊30℃,压延三辊82℃。
速度:综合考虑设备的使用要求、板材在生产线上的冷却时间和锯切时间,将挤出机的螺杆转速设定为挤出1mm厚板材时为13~15r/min,挤出2mm以上厚度板材时为19~24r/min。三辊转速及牵引速度在生产过程中视板材质量而定。
其他工艺参数:挤出机各个后续设备工艺条件的设置,对板材的质量也至关重要,在生产中应严格控制、灵活运用。例如,预冷辊的间隙,模唇的间隙,预冷辊与模头之间的距离、高度,压光辊之间的间隙等。只有正确设置这些参数,并在生产中灵活运用,才能生产出合格产品,减少废品,提高生产效率。
(3)性能PVC自由发泡板材具有密度小、色泽鲜艳、不褪色、不吸水、难燃、耐酸碱、绝缘、隔热、柔韧性好和易于加工等优点。
(4)应用PVC自由发泡板材可用作装修和储藏室用的内衬材料,有防潮作用,也可作为铝塑板的基材,可进行丝网印刷,喷墨后可用于广告行业,还可用作天花板、地板的基材,是以塑代木的较好材料,对于保护森林资源、维护生态平衡具有深远的意义。
实例20.PVC软硬共挤双层复合发泡板材
(1)配方(见表3-26)
(2)制备方法
1)工艺流程。
表3-26 配方
2)工艺条件。最佳加工工艺参数见表3-27。
表3-27 最佳加工工艺参数
(3)应用与效果 由于聚氯乙烯具有原料易得、价格低廉、成型性能优良等优点,其制品广泛应用于建筑、装潢、农用薄膜、汽车、日常用品等领域。以PVC为基料,采用塑料共混改性技术、塑料发泡技术和多层复合共挤技术,生产出表层为软面热塑性弹性体、内层为硬支撑体的新型发泡板材,一次成型,无须二次加工,是一种填补国内外空白的新产品。
实例21.硬质聚氯乙烯(R-PVC)低密度发泡板材
(1)配方(质量份)PVC 100;AC发泡剂0.5;Pb稳定剂3.5;改性剂8;润滑剂1.2;其他助剂适量。
(2)制备方法
1)工艺流程。
2)注意事项。生产实践证明,用于生产R-PVC低密度发泡板材的PVC树脂以悬浮法疏松型为宜,其K值最好选择在56~62范围内,且应使粒径大于200μm的颗粒数量控制在小于2%,粒径小于100μm的颗粒数量控制在小于8%。不同聚合度的PVC树脂,塑化性能和热稳定性能不同,生产出的板材性能也不同。经综合考虑,采用自由发泡法生产R—PVC低密度发泡板材时,选用聚合度为800的PVC树脂较为理想。但不同牌号的PVC树脂,即使聚合度相同,其塑化性能和热稳定性能也不同,因而生产出的板材性能也不同。因此,在设计配方和确定工艺参数时要做适当调整。
不同PVC树脂生产的R-PVC低密度发泡板材密度不同。由不同牌号PVC树脂生产的R-PVC低密度发泡板材密度见表3-28。
表3-28 由不同牌号PVC树脂生产的R-PVC低密度发泡板材密度
注:试验中所选用的板材厚度为3mm,密度为0.7g/cm3。
实例22.硬质聚氯乙烯低密度发泡板材
(1)原材料与配方(见表3-29)
表3-29 原材料与配方
(2)制造方法 制造方法如图3-1所示。
图3-1 制造方法
(3)性能 不同PVC树脂生产的R-PVC低密度发泡板材密度见表3-30。
表3-30 不同PVC树脂生产的R-PVC低密度发泡板材密度
注:实验中所选用的板材厚度为3mm,密度为0.7g/cm3。
(4)效果
1)生产实践证明,用于生产R-PVC低密度发泡板材的PVC树脂以悬浮法疏松型为宜,其K值最好选择在56~62范围内。
2)用于生产R-PVC低密度发泡板材的PVC树脂,应使粒径大于200μm的颗粒数量控制在小于2%以内,粒径小于100μm的颗粒数量控制在小于8%的范围内。
3)不同聚合度的PVC树脂,塑化性能和热稳定性能不同,生产出的板材性能也不同。经综合考虑,采用自由发泡法生产R-PVC低密度发泡板材时,选用聚合度为800的PVC树脂较为理想。
4)相同聚合度(同为800)不同牌号的PVC树脂,塑化性能和热稳定性能也不同,生产出的板材性能也不同。因此,在设计配方和确定工艺参数时要做适当调整。
5)不同PVC树脂生产的R-PVC低密度发泡板材密度不同。
实例23.塑料抗菌母料与塑料砧板
(1)原材料与配方(质量份)聚丙烯100;活性轻质碳酸钙40~60;二氧化硅4~7;钛酸酯偶联剂0.5;苯甲酸钠0.25;2,6-二叔丁基对甲酚0.2;硬脂酸钙2;五氯苯酚1;抗菌剂XK-SM-0.10.5。
(2)制备工艺
1)塑料基料预处理。先将轻质碳酸钙与白炭黑按45∶5的比例混合后,再加1份钛酸酯偶联剂,然后在高速搅拌器内搅拌5~10min,按塑料基料配方比例加入余下的组分。组分的加入不必按顺序,各种组分加完后,均匀搅拌10min制成塑料基料备用。
2)抗菌塑料砧板的制作过程。在50kg塑料基料中加入0.25kg(质量)的抗菌粉剂XK-SM-01,均匀搅拌不少于10min。在50℃环境下烘干6h,在注射机中加工成型。
(3)性能 大肠杆菌的抗菌率为80.31%,金黄色葡萄球菌的抗菌率为80.12%,白色念珠菌的抗菌率为79.93%。
(4)应用与效果 将抗菌剂加到制造砧板的塑料基料中,使普通塑料具有杀灭附着在砧板上面的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等有害细菌的功能,使用者减少了细菌的传染。选用的抗菌剂用量既保证了产品的抗菌效果,同时又不影响塑料自身的物理力学性能及加工性能,制造成本低,效益好。
实例24.聚氯乙烯软片、软板配方
(1)配方设计要点 聚氯乙烯软片、软板是聚氯乙烯与增塑剂、稳定剂等助剂经混合、挤出或压延、层压而得到的软质平面材料,具有较好的耐磨性、耐腐蚀性、柔韧性和弹性,广泛用作防腐衬里、防水材料以及铺地材料,电器绝缘板等。
聚氯乙烯树脂可选择疏松3型或2型,这样的树脂力学性能较好,可保证软板的强度较高,且疏松型树脂成型加工容易。
增塑剂以选用苯二甲酸酯为主,要求电绝缘性、阻燃性高的可加入一部分磷酸酯或氯化石蜡,根据使用要求也可添加其他辅助增塑剂。增塑剂用量通常情况下为40~50份。
稳定剂可选用金属皂作主稳定剂,也可适当加入碱式铅盐,透明板可采用有机锡。
如果用作铺地材料,配方中应加入填充剂,如碳酸钙、陶土等,润滑剂用量应适当增加。
(2)配方实例 挤出软板配方见表3-31,层压软板配方见表3-32。
表3-31 挤出软板
表3-32 层压软板
(3)制备工艺
1)成型工艺流程。
2)成型工艺条件。
①挤出法见表3-33。
表3-33 挤出法(单位:℃)
②层压法见表3-34。
表3-34 层压法