SPA-36系列增強型PVC抗沖改性劑
一、技術背景
聚氯乙烯(PVC)是含氯原子強極性高分子聚合物,以其成型方便、阻燃性、耐候性而獲得廣泛應用。PVC分子鏈強極性導致分子間較強分子間力,其玻璃化溫度比較高,低溫沖擊強度非常低,PVC復合材料發(fā)脆。為了改善PVC的抗沖擊性能,國內(nèi)硬質(zhì)PVC制品中通過添加CPE彈性體進行增韌。
CPE是以特種HDPE為原料,通過氯化而獲得的彈性體。CPE其玻璃化溫度較高,PVC硬制品要達到使用要求,通常要加入較大份數(shù)(8~12份)才能獲得較好的韌性。由于CPE為彈性體,在PVC制品中大量加入CPE彈性體,PVC材料的強度、剛性、模量、維卡軟化點大幅度降低,也就是說,CPE增韌PVC是以材料的強度、剛性、模量、維卡軟化點大幅度損失為代價。
CPE含有約36%氯原子,普通的穩(wěn)定劑不能抑制CPE的脫氯分解,所以PVC制品中加入CPE會導致PVC復合材料的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性下降,耐候性變差。同時,CPE與PVC相容差,加工熔體粘度大,一般須配合ACR加工助劑才能滿足加工性能,加工溫度窄、塑化效果差。添加CPE彈性體的PVC復合材料表面光澤度、硬度亦大幅度下降。
SPA-36是基于CPE增韌PVC固有缺陷而專門設計CPE協(xié)效劑,它是以微乳聚合法和納米自組裝技術而開發(fā)出有機/無機納米雜化材料。SPA-36協(xié)效增韌劑與CPE復合使用時,可提CPE在PVC復合材料中的分散性,改善CPE與PVC界面粘結性能和相容性,將CPE的互穿網(wǎng)絡增韌與粒子點陣拓撲增韌特征集于一身,使PVC的強度、剛性、模量、維卡軟化點下降幅度較小,PVC復合材料的強度與韌性達到更好的平衡,亦即,SPA-36協(xié)效劑可使PVC復合材料在獲得很好沖擊韌性的同時,又具有很高的強度。
同時,CPE/SPA-36協(xié)效增韌體系大大減少CPE用量,CPE用量僅為原來用量的40%~60%,可大幅度降低企業(yè)成本,提高企業(yè)產(chǎn)品競爭力。
二、CPE抗沖改性劑與CPE與協(xié)效增韌劑SPA-36復合使用性能對比
在PVC制品中,用CPE和SPA-36抗沖改性劑后性能對比如下表·1
表·1 SPA-36、CPE抗沖改性劑性能對比表
項目 |
CPE體系 |
SPA-36/CPE復合體系 |
抗沖擊性能 |
較好 |
好 |
拉伸強度 |
大幅度降低 |
降低幅度小 |
彈性模量 |
大幅度降低 |
降低幅度小 |
維卡軟化點 |
大幅度降低 |
降低幅度小 |
加 工 性 |
窄 |
寬 |
熱穩(wěn)定性 |
降低 |
提高 |
耐 候 性 |
降低 |
提高 |
表面光澤 |
降低 |
提高 |
從表·1可知:SPA-36協(xié)效增韌PVC時,不僅增韌效果好,同時賦予PVC制品更好的拉伸強度、剛性、模量。
三、CPE增韌體系與CPE/SPA-36協(xié)效增韌體系加工性和機械性能對比
CPE增韌體系配方:
PVC:100 熱穩(wěn)定劑:5 內(nèi)潤滑劑:0.8
外潤滑劑:0.1 鈦:4 ACR加工助劑:1.5
CPE:9 CaCO3:10
CPE/SPA-36協(xié)效增韌體系配方:
PVC:100 熱穩(wěn)定劑:5 內(nèi)潤滑劑:0.8
外潤滑劑:0.3 鈦:4 ACR加工助劑:1.5
CPE:4.5 SPA-36協(xié)效劑:4.5 CaCO3:10
(一) 加工流變性能表
流變性能:65g, 60rpm, 溫度185℃
實驗數(shù)據(jù)表
項目 |
熔融時間(s) |
熔融峰扭矩(N?m) |
小扭矩(N?m) |
平衡時間 (s) |
平衡溫度(℃) |
CPE |
55 |
27.2 |
19.1 |
259 |
203.6 |
SPA-36/CPE |
50 |
29.5 |
20.2 |
200 |
204.4 |
(二) 物理機械性能對比表
項 目 |
拉伸強度 (MPa) |
沖擊強度 (23℃,KJ/m2) |
低溫沖擊 (-10℃,KJ/m2) |
彈性模量(MPa) |
CPE |
39 |
21 |
11 |
3000 |
SPA-36/CPE |
42 |
23 |
12.5 |
3880 |
四、SPA-36協(xié)效增韌劑產(chǎn)品質(zhì)量標準
項 目 |
指 標 |
外 觀 |
白色粉末 |
白 度 |
≥ 92 |
水分含量,% |
≤ 0.8 |
堆積密度,g/cm3 |
≤ 0.4 |
五、SPA-36協(xié)效增韌劑適用PVC制品范圍
· 供水管
· 排水管
· 加筋管
· 高填充異型材(填料≥30份)
· 非透明片材
· 板材
· 管件
六、 SPA-36協(xié)效劑增韌劑使用方法
6.1 SPA-36協(xié)效劑增韌劑用量
· 當CPE在PVC中用量在不高于5份時,SPA-36可以替代50%~80%CPE;
· 供水管:SPA-36等量替代50%CPE;
· 排水管:SPA-36等量替代50%CPE;
· 異型材:SPA-36等量替代50%CPE;
· 板 材:SPA-36等量替代50%CPE;
· 非透明片材:SPA-36等量替代40%~50%MBS;
· 管 件:SPA-36可以替代50%~CPE。
6.2 SPA-36協(xié)效增韌劑用法
SPA-36協(xié)效增韌劑除在PVC混合工藝段有要求外,其余加工工藝不變。在PVC混合工藝段工藝推薦是:在PVC混合料投料過程中,建議投入PVC樹脂粉料后,立即投入SPA-36協(xié)效增韌劑,再投入其他物料組分。因為如此,SPA-36可完全融合于PVC粒子間隙,其協(xié)效增韌效果佳。
七、產(chǎn)品毒性、貯存與包裝
SPA-36協(xié)效增韌劑是無毒無味白色粉末;
SPA-36協(xié)效增韌劑為袋裝,包裝規(guī)格:25kg/包;
SPA-36協(xié)效增韌劑應貯存于干燥通風處,防止受潮,產(chǎn)品有效期為2年。