
氯化聚氯乙烯树脂(以下简称CPVC)于1958年由美国古立德公司(BFGoodrich)开发研制成功 ,它是聚氯乙烯树脂(PVC)的氯化产物 ,经过氯化处理的PVC氯含量可由57%提高到64%~75% ,随着氯含量的增加 ,相应的耐温性、刚性、耐化学腐蚀性、阻燃性、消烟性等都得以增强 ,但CPVC树脂熔融粘度增加、脆性增大、冲击强度下降、热稳定性降低 ,给CPVC的挤出加工带来很大难度 ,同时如果工艺控制不当将会产生大量的HCl气体而使加工设备和模具受到严重腐蚀 ,因此CPVC树脂的挤出加工问题一直是人们讨论的焦点 。
在CPVC树脂的加工过程中 ,“塑化”是关键 ,因而 ,如何从配方、设备及工艺技术上得到好的塑化质量 ,是CPVC树脂加工的关键 。
一、氯化聚氯氯乙烯(PVC—C)钢管的香料配方
1、热稳定剂
CPVC树脂在加工过程中较PVC更容易分解 ,因此需要加入比PVC更多的热稳定剂 ,试制时 ,可以按照PVC加入量的1.5~2.5倍加入 ,然后再根据试制情况适当增减 ,总的原则是:热稳定剂不得添加过多 ,否则会影响CPVC树脂的塑化 。
基本上 ,加工PVC的热稳定剂都可以加工CPVC ,如铅盐稳定剂、钙锌稳定剂、复合铅稳定剂、金属皂类稳定剂和液体有机锡稳定剂等 ,在众多的热稳定剂中 ,当管材有不同的特殊要求时 ,在选用上是有所区别的 ,生产卫生级CPVC管材时应选用无毒的钙锌稳定剂或有机锡稳定剂;生产对耐温性能有要求的管材时 ,应尽量避免使用液体有机锡稳定剂;生产高抗冲管材时 ,不加硬脂酸钙 。
2、润滑剂
润滑剂的作用与热稳定剂的作用同等重要 ,加入量过少 ,会造成加工困难 ,甚至会给设备带来相当大的损害 ,加入量过多 ,不仅影响塑化质量 ,还会降低管材的维卡软化温度 ,因此如何掌握好润滑剂的加入量是关键 ,也是CPVC管材配方的设计关键 ,甚至可以说 ,CPVC管材配方的设计其实也是润滑体系的设计 。
CPVC树脂的熔体粘度大 ,至少是PVC树脂的2倍[1] ,因此润滑剂的加入量要稍多于PVC树脂 。
当使用不同的稳定剂时 ,其配方中内、外润滑剂的配比是不同的 ,一般来讲 ,使用铅盐稳定剂 ,需要配置较多的内润滑剂和适量的外润滑剂;使用有机锡稳定剂 ,需要配置较多的外润滑剂和适量的内润滑剂;使用带润滑体系的复合稳定剂时 ,内、外润滑剂用量均要适当减少 。
内润滑剂可以选用硬脂酸(HSt) ,外润滑剂则需选用高温石蜡、PE蜡或氧化聚乙烯蜡 ,一般石蜡不宜单独作为CPVC树脂的外润滑剂 。
总之 ,协调好了内、外润滑剂之间的配比关系 ,那么该配方虽然不能说是一个成熟的配方 ,至少在挤出成型方面是不会有什么问题的 。
3、抗冲改性剂和加工助剂
由于CPVC树脂氯含量较高 ,它的抗冲击性能比PVC树脂更差 ,必须加入抗冲击剂加以改性 ,常用的抗冲击剂有:CPE、MBS、ABS和抗冲型ACR等 ,在CPVC管材的加工中加入CPE ,其增韧效果十分明显 ,添加量在8~12份之间增韧效果最好 ,但加入CPE会明显降低管材的维卡软化温度;MBS、ABS对维卡软化温度影响较小 ,但由于它们的分子链中含有不饱和双键 ,耐候性较差;抗冲型ACR是较为理想的抗冲击改性剂 ,但价格较高 。
综合上述原因 ,笔者推荐使用CPE/MBS的混合体作为抗冲击改性剂 ,可以兼顾产品对维卡软化温度、抗冲击性、耐候性及价格等诸方面的要求 ,二者的配比以1.5:1为宜 。
目前国内使用的加工助剂主要为ACR,它是几种丙烯酸酯类化合物混合在一起的产物 ,它可以提高树脂的塑化程度 ,但CPVC树脂由于熔融粘度较大 ,分子之间不需要再借助其他助剂来增加摩擦热 ,它比PVC树脂更容易塑化 ,因此在挤出加工CPVC管材时应少加或不加ACR类促凝剂 。
4、其他添加剂
其他添加剂包括填充剂和着色剂 。
4.1填充剂
加入适量的填充剂不仅可以降低成本 ,还可以改善加工性能 。
它可以降低CPVC树脂的加工粘度、改善混料分散性、减少挤出加工时对设备和模具的粘附性 ,同时 ,作为刚性粒子的填充剂 ,还可以提高CPVC管材的抗冲击性能 。
最常用的填充剂是碳酸钙 ,加入量以不超过5份为宜 ,否则会影响制品的性能 。
4.2着色剂
CPVC管材比PVC管材颜色略深 ,呈灰白色 ,但可以根据需要 ,添加一些着色剂 ,在加入着色剂的同时应加入少量的金红石型钛白粉 ,以掩盖住CPVC管材的灰色 ,减少其对着色剂的影响 。
二、氯化聚氯氯乙烯(PVC—C)管件管材的加工处理
1、挤出机
挤出加工CPVC管材通常选用平行或锥形双螺杆挤出机 ,鉴于CPVC比PVC更易塑化的特性 ,选用平行双螺杆挤出机更容易控制CPVC管材的挤出生产 。
配方中如果用的是铅盐稳定剂 ,要求挤出机要有较好的塑化性能;如果配方是用有机锡为稳定剂 ,则要求挤出机螺杆的压缩比不要太大 。
2、加工工艺
2.1物料的混合
CPVC树脂的混合工艺与PVC树脂一样 ,需要高速混合和低速冷却搅拌两个过程 ,通常高速混合温度宜控制在115~125℃ ,不能太高 ,否则容易混出发黄的物料 ,在挤出过程中造成物料的分解或出现“过塑化”现象 。
低速冷却搅拌的温度控制在40~50℃ ,也不能过高 ,否则混出的物料会因与室温相差太大的关系 ,使物料吸收过多空气中的水分而影响制品的性能 。
2.2挤出温度
CPVC管材的挤出工艺重点是工艺温度 ,它将直接影响管材的塑化质量 。
一般工艺温度会因挤出机塑化性能的不同 ,而有很大的差异 ,有时这种差异会有20~30℃ 。
理论上 ,CPVC材料的加工温度要比PVC高 ,但实际上 ,根据BOB半岛·(中国)体育官方网站多年的加工经验 ,CPVC的加工温度要比PVC低5~8℃ ,这是因为CPVC熔融粘度比PVC大 ,熔融的分子之间将会产生大量的摩擦热 ,这时如果挤出机再提供给它过多的热量 ,很容易造成物料的分解 。
在工艺温度设定上 ,应尽量保持曲线的平缓 ,这样有利于CPVC树脂的塑化质量 ,曲线忽上忽下不利于管材的塑化 ,一般曲线为“U”形是比较适宜的 。
整个工艺温度的控制大体可以分为三部分:机筒、合流芯和模具 ,机筒温度从一区开始依次递减 ,合流芯温度又要比机筒温度略低一些 ,在模具的温度设定中 ,值得注意的是口模的温度和芯模的温度 ,口模的温度应比机筒的加热段温度低10℃左右 ,否则会影响管材的纵向回缩率 ,对纵向回缩率无要求的管材则不受此限制 ,芯模加热可以在管材正常牵出后即断开 ,CPVC熔体的热量和对芯模摩擦所产生的热量完全可以维持芯模的温度 。
三、结语
CPVC管道在国内是一种比较新颖的管道 ,但是由于CPVC树脂的特殊性 ,给其加工尤其是连续加工带来了一定的难度 ,使得不少厂家望而却步 ,使该管材在国内的推广和应用遇到一些困难 ,我公司生产CPVC管道已有五年时间 ,在生产加工方面积累了不少的经验 ,本文通过CPVC的配方和加工技术两方面对CPVC管材的生产做了介绍 ,希望能对生产该管材和正要引进该管材的厂家以借鉴 ,以使得该管材在我新疆地区能得到快速、健康发展 。
由来:找pp塑料