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关于PVC型材生产采用钙锌体系时如何减少析出物的研究
  浏览次数:4865  发布时间:2018年05月16日 09:31:09
[导读] PVC是五大通用塑料之一,广泛应用于工业、建筑、农业等领域。然而其本身存在着一些难以克服的缺点,即热稳定性极差,其热分解导致产品颜色变深,各项性能下降,需要使用热稳定剂改善其热稳定性。
PVC是五大通用塑料之一,广泛应用于工业、建筑、农业等领域。然而其本身存在着一些难以克服的缺点,即热稳定性极差,其热分解导致产品颜色变深,各项性能下降,需要使用热稳定剂改善其热稳定性。
 
目前中国市场上使用的大多为铅盐类稳定体系,其特点是:热稳定效果高,电绝缘性好,有一定的耐候性,价格便宜。但由于其具有毒性,在人体内有累积效应,危害人体健康,会造成人类隔代缺陷遗传,2017年7月1日起,中国已实施了GB/T33284标准,标准中规定了PVC-U型材中重金属及两类物质限量要求,其中铅含量≤1000mg/kg,镉含量≤100mg/kg,六价铬含量≤1000mg/kg,汞含量≤1000mg/kg,氯乙烯单体≤10mg/kg,邻苯二甲酸二(2-乙基)酯含量≤1000mg/kg。
 
钙锌复合稳定剂是以钙、锌等金属皂类和盐类为主体,配以亚磷酸酯等其他助剂而生成的复合稳定剂,由于其不含有铅、镉等重金属,是一种无毒稳定剂。目前PVC环保型材的生产主要采用钙锌复合稳定剂,由于钙锌复合稳定剂是以硬脂酸钙和硬脂酸锌为主体,在型材生产过程中,主要存在以下缺点:(1)生产过程中存在定型模入口处针状析出(喷霜)及第一节定型模软析出,光泽度下降明显,同时产品异性结构(皮条口)等生产稳定性变差;(2)出现定型模硬析出,影响产品表面质量,导致产品表面出现较多凹线;(3)钙锌产品生产中出现产品内腔熔接不好,易出现断筋问题。一套模具采用钙锌体系生产型材,平均每48小时左右需要清理一次定型模和口模,开机和停机过程中产生了大量的废料,造成了极大的浪费。
 
本文主要研究了如何减少钙锌体系生产PVC型材时产生的析出物,以一套模具采用钙锌体系生产钙锌型材连续运行时间为基准,比较不同配方或工艺的效果。
 
1、实验部分
1.1主要原料
PVC SG-5 新疆天业(集团)有限公司
轻质碳酸钙 宣城银鱼钙业有限公司
钛白粉 南京钛白化工有限公司
CPE 威海金泓高分子有限公司
ACR 泰州五一化工有限公司
钙锌稳定剂 江苏联盟化学有限公司
 
1.2 实验仪器
锥形双螺杆挤出机(65/120) 上海巨远塑料机械有限公司
试验模具 HMST8202
 
1.3 实验设计
采用相同的配方,采用不同的钙锌稳定剂,一种为常用钙锌稳定剂,一种为稳定剂厂家特制的低润滑钙锌稳定剂,同时比较正常工艺与预冷却工艺的不同时生产的持续时间。
预冷却工艺,是在型材生产过程中,在模头和定型模之间设立一个装置,通过该装置,在型材进入定型装置前进行微冷却,在定型装置中不会造成骤冷后产生析出物现象。
 
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2、结果和讨论
三种不同情况下持续生产时间如下表所示:
 

 
通过实验,采用低润滑钙锌稳定剂和正常工艺生产,生产持续时间可以略微提升,生产成本比采用常用钙锌稳定剂更高;采用预冷却工艺,可以明显提高钙锌体系生产PVC型材时每套模具持续生产的时间。该工艺在产品定型时减少了析出物的产生,可以确保长时间稳定生产,减少了清理定型装置时产生的停机和开机废料,减少了人力物力的浪费。
 
型材预冷却工艺已通过专利审批,获得实用新型专利授权。由于该技术的实施,可以用钙锌稳定剂取代铅盐稳定剂,避免了重金属污染,满足人们对健康的需求。析出物的减少为公司的无铅化进程提供了有力的保障,目前华之杰塑料建材有限公司已经实现PVC型材无铅化生产,产品出口到东南亚、欧洲、北美、南美等地区。