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PVC加工的配方设计优化

【摘要】:PVC分子内含有的取代氯基,容易导致PVC脱HCl反应,从而引起PVC的降解反应。因此,纯PVC是无法用热塑性方法加工成型的,必须进行加工改性配方设计,使其分解温度高于熔融温度,保证PVC树脂在加工中可熔融流动而不分解。PVC的加工配方设计:一为降低熔融温度,办法为加入增塑剂;二为提高分解温度,办法为加入热稳定剂。此外,对于PVC硬制品,还需加入加工助剂以改善熔体流变特性;对软硬各类制品,还需加入润滑剂以改善流动性和表面性能。

PVC属于强极性聚合物,其分子间作用力大,导致其软化温度和熔融温度较高,如PVC的熔融温度在160~210℃范围内。

PVC分子内含有的取代氯基,容易导致PVC脱HCl反应,从而引起PVC的降解反应。在加工中,PVC受热后极不稳定,在温度达到90℃时就开始轻微分解,当温度达到120℃时就会发生明显的分解。

分析PVC在加工中的两个温度——熔融温度和分解温度,分解温度反而低于熔融温度,也就是说PVC树脂在加工中还未熔融流动就已分解,何谈加工成制品呢?因此,纯PVC是无法用热塑性方法加工成型的,必须进行加工改性配方设计,使其分解温度高于熔融温度,保证PVC树脂在加工中可熔融流动而不分解。

PVC的加工配方设计:一为降低熔融温度,办法为加入增塑剂;二为提高分解温度,办法为加入热稳定剂。此外,对于PVC硬制品,还需加入加工助剂以改善熔体流变特性;对软硬各类制品,还需加入润滑剂以改善流动性和表面性能。

PVC加工用增塑剂

增塑剂是指可提高聚合物塑性的一类物质。其主要作用有两点:一是降低聚合物的熔融温度和熔体黏度,从而降低其加工温度;二是赋予聚合物制品以柔软性、弹性和耐低温性能。增塑剂主要用于PVC类树脂如PVC、CPVC、HMWPVC及PVDC等,其用量可占整个增塑剂的98%以上。除PVC类外,第二大用增塑剂的树脂为纤维素类和PVA,其他树脂如SBS、PA及ABS等有时有少量应用。

增塑剂为什么能降低聚合物的加工温度和提高制品的柔软性呢?其具体的作用机理可分为如下两类。

(1)体积效应

这种效应产生在非极性增塑剂与非极性树脂之间。其作用方式为增塑剂插入树脂的大分子链中间,增大分子间的距离,削弱分子间的作用力;从而达到降低熔融黏度,增加分子链柔顺性的目的。非极性增塑剂的加入量越多,其体积效应越大;长链非极性增塑剂的体积效应大于环状非极性增塑剂。

(2)屏蔽效应

这种效应产生在极性增塑剂与极性树脂之间。其作用方式为增塑剂与极性树脂之间的相互作用代替了树脂之间的极性引力,从而削弱了分子间的作用力,这种作用称为屏蔽效应。

增塑剂的性能为衡量其作用效果好坏的具体指标,它主要包括增塑效率相容性、耐寒性、耐久性、耐热性、绝缘性、阻燃性和卫生性等,下面分项介绍各项指标。

(1)增塑效率

指对树脂的增塑能力大小和增塑效果的好坏,具体指标以改变定量柔性指标所需加入增塑剂的量来评定,加入越少,其增塑效率越高。一般低相对分子质量增塑剂较高相对分子质量增塑剂的增塑效率高,烷基支链化程度和芳环结构增多都使增塑效率下降。

常用增塑剂的增塑效率大小为:DBS>DBP>DOS>DOA>DOP>DIOP>M-50>TCP>PCl-50。表2-14也介绍了不同增塑剂的增塑效率。

表2-14 肖氏A硬度为80时不同增塑剂的替代系数

(2)相容性

指树脂和增塑剂的相容能力。同一增塑剂对不同极性树脂的相容能力不同,极性越相近,其相容性越好,如DBP(邻苯二甲酸二丁酯)、DMP(邻苯二甲酸二甲酯)、DEP(邻苯二甲酸二乙酯)等极性增塑剂与纤维素和PA等极性树脂的相容性好。增塑剂的结构与其相容性大小有关,含有芳香族基团、酯基、环氧基和酮氧基等基团的增塑剂与树脂的相容性好,增塑剂分子中的烷基链越长其相容性越差。另外,环氧化物、脂肪族二元羧酸酯、聚酯和氯化石蜡等增塑剂与PVC的相容性不好。

常用增塑剂与PVC相容性大小为:DBS>DBP>DOP>DIOP>DNP>ED3>DOA>DOS>氯化石蜡。

(3)耐寒性

指增塑剂在低温下发挥增塑作用的能力。增塑剂的增塑能力随温度的降低而下降,不同增塑剂的下降幅度不同,下降幅度小的增塑剂耐寒性好。增塑剂的耐寒性与其结构有关,以亚甲基(—CH2—)为主体的脂肪族二元酸酯类增塑剂的耐寒性最好,是最常用的一类耐寒增塑剂。而含有环状或支化结构的一类增塑剂在低温下在树脂中运动困难而耐寒性不好。

常用增塑剂的耐寒性大小为:DOS>DOZ>DOA>ED3>DBP>DOP>DIOP>DNP>M-50>TCP。

(4)耐久性

指增塑剂在树脂中存在并发挥增塑作用的时间长短,时间越长说明其耐久性越好。耐久性包括耐迁移性、耐抽出性和耐挥发性等。

①耐迁移性。增塑剂的耐迁移性包括两个方面:一是增塑剂由制品内部向表层渗出,二是增塑剂向与其接触的固态转移。增塑剂的迁移性与其相容性大小有关,相容性越好则耐迁移性越好;另外,相对分子质量大、含有支链或环状结构增塑剂的耐迁移性好。

②耐抽出性。指增塑剂扩散到与之接触液体介质中的倾向,介质主要为水、溶剂、洗涤剂及润滑剂等。就耐油、耐熔剂性而言,非极性烷基所占比重较大的增塑剂耐抽出性差,苯基、酯及枝化程度高的增塑剂耐抽出性好;就耐水性而言,正好与上述相反,聚酯类增塑剂是耐水性优良的品种。

③耐挥发性。指增塑剂受热时从制品表面向空气中扩散的倾向。增塑剂的耐挥发性与相对分子质量大小有关,相对分子质量越大,耐挥发性越好;还与增塑剂的结构有关,含直链烷基结构较含支链烷基结构增塑剂的耐挥发性好,含有环状等大体积基团结构增塑剂的耐挥发性好。一般情况下,聚酯类、环氧类、DIDP、TCP及季戊四醇等增塑剂的耐挥发性好。

对于不耐挥发的PVC增塑剂,降低其挥发改性方法如下:

对PVC进行表面处理,如低温等离子辐射、电子束发射、紫外线照射等,但成本高。

在PVC中添加纳米填料,粒度越细效果越好,如不同层次种类效果不同,蒙脱土>二氧化硅>碳酸钙。加入量5%之前挥发损失率下降快,5%之后挥发损失率下降慢,具体见表2-15所示。

表2-15 不同品种填料对PVC增塑剂挥发的影响

(5)绝缘性

增塑剂的绝缘性不如PVC树脂好,加入PVC中会导致其绝缘性下降,因此对于PVC绝缘制品要注意增塑剂绝缘性对其的影响。常用增塑剂的绝缘性大小为:TCP>DNP>DOP>M-50>ED3>DOS>DBP>DOA。

(6)卫生性

指增塑剂的毒性大小。大部分增塑剂都为无毒或低毒,如环氧类和柠檬酸酯类为无毒增塑剂,苯二甲酸酯类和二元羧酸类为低毒增塑剂。但DOP和DOA有致癌嫌疑,磷酸酯类增塑剂有毒,只有磷酸二苯-2-乙基己酯例外,氯化石蜡也有毒。

(7)阻燃性

磷酸酯类和氯化石蜡类增塑剂都属于阻燃类,其具体阻燃性大小为:TCP>TPP>TOP>DPOP。

PVC可用的增塑剂品种很多,以前最常用的为邻苯二甲酸酯类。但近年来,对PVC用邻苯二甲酸酯类增塑剂是否有害的争论由来已久,欧盟在REACH法规中陆续已将DEHP、BBP、DBP等10几种列为高关注物质,2014年欧盟在ROHS中增加DEHP、BBP、DBP为限制含量物质。邻苯类增塑剂也已成为很多国际大公司也将其列入关注对象,因此可以预言邻苯二甲酸酯类增塑剂被替代趋势已不可阻挡。

按照各类增塑剂的环保程度,将增塑剂分成环保类、过渡类、限制类三大类。

(1)环保增塑剂

1)对苯二甲酸二辛酯(DOTP)

中文名称对苯二甲酸二辛酯,与邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为同分异构体,又称为对苯二甲酸二(2-乙基己)酯,英文名为Di-octyl-terphthalate,英文简称DOTP。对苯二甲酸二辛醇酯已成为通用增塑剂的替代品种,其结构与DEHP相似,只是酯基官能团在苯环上1,4两个取代位上不像DEHP在1,2两个取代位上。

DOTP是近乎无色的低黏度液体,具有良好的电性能和耐寒性,挥发性小,增塑效率略低于DOP,其他物理机械性能均优于DOP,适用作为PVC树脂的增塑剂,用于要求高绝缘、耐抽出、耐热、耐寒及柔软性好的制品,可与DOP以任何比例掺和。由于结构原因,耐热性,耐久性明显好于DOP。近年,由于对苯二甲酸价格明显下落,使得DOTP价格接近甚至低于DOP,可以大量选用,替代DOP。该产品是性能优良的通用型主增塑剂。本品与PVC相容性好,即使大量使用也不会析出;挥发性、迁移性、无毒性均优于DOP,能赋予制品良好的耐光、耐热、耐老化和电绝缘性能,综合性能优于DOP。由于以本品生产的制品具有耐水耐抽出性能好、毒性低、耐老化、电绝缘性能优良,在玩具膜、电线电缆中得到广泛应用。

与DOP相比,DOTP的电气绝缘性能更佳,体积电阻率是DOP的十几倍,受热后电性能稳定,在相同条件下挥发残留量仅为DOP的一半,同时增塑后的PVC树脂的低温柔性、耐低温性也都比较好,因此特别适用于耐高温乙烯电缆料的生产。总之,DOTP除了塑化性略低于DOP外,其他均优于DOP。

国外在70℃级电缆料中已普遍应用DOTP,而DOP只能达到65℃级电缆料的要求,不能满足国际电工委员会(IEC)规定的70℃级电缆标准。为了与国际接轨,我国电缆行业全面推行IEC277,1979标准,因而必将促进DOTP等耐高温增塑剂的生产和应用。

2)聚酯增塑剂

聚酯增塑剂(polyester plasticizers)通过多元醇和多元酸缩聚反应而成,主要为二元醇和二元酸缩聚,如己二酸类、壬二酸类、癸二酸类、苯二甲酸类和苯酐类6大类。具体品种聚己二酸二丁酯、聚辛二酸二丁酯、己二酸丙二醇聚酯、癸二酸丙二醇聚酯、邻苯二甲酸聚酯等,随着价格的逐步降低,有望实现大规模推广使用。聚酯增塑剂的外观为黄色或无色的黏滞状油性液体,无味,无毒(通过FDA),不溶于水,已被美国FDA批准用于食品包装

聚酯增塑剂与一般常用的增塑剂最大的不同在于具有较大的相对分子质量。聚酯增塑剂的相对分子质量可以与PVC相当,如聚合度达到1000以上,因此与PVC具有更好的相容性。与低相对分子质量增塑剂相比,聚酯增塑剂具有耐抽出、挥发性低、耐老化、耐油、耐高温和迁移性小等方面性能超群的特点,远远好于DOP和环氧大豆油。使它享有“永久性增塑剂”之称,是发展较快的一类增塑剂。

除国内已有的聚酯类增塑剂外,还有聚己二酸二丁酯、聚辛二酸二丁酯等经改性后的高分子增塑剂。乙烯-SO2共聚物、乙烯-CO共聚物、EVA-CO共聚物等都是PVC的优良高分子增塑剂。

3)柠檬酸酯类增塑剂

柠檬酸酯作为一种新型绿色环保塑料增塑剂,无毒无味、与树脂相容性好、耐寒、耐光、耐水、挥发性小、抗菌,可替代邻苯二甲酸酯类传统增塑剂,做环保PVC、PVDC、纤维素树脂的主增塑剂,可替代邻苯二甲酸酯类传统增塑剂DOP、DINP等,广泛用于食品及医药仪器包装、化妆品、日用品、玩具、军用品等,同时也是重要的化工中间体。其中乙酰柠檬酸酯,性能更为优越,用途更广。

已见报道的品种有50多种,其中15种投入工业化生产,主要品种有:柠檬酸三辛酯(TEC)、柠檬酸三丁酯(TBC)、柠檬酸三辛酯(TOC)、柠檬酸三壬酯、柠檬酸三丁己酯、乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)、乙酰柠檬酸三辛酯(ATOC)、乙酰柠檬酸三壬酯、乙酰柠檬酸三丁己酯等。柠檬酸酯的两个主要品种柠檬酸三丁酯(TBC)、乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)已获得美国FDA批准作为安全、无毒增塑剂,我国也建议在包装材料中使用。

常用的两个柠檬酸酯类增塑剂介绍如下:

①柠檬酸三丁酯(TBC):柠檬酸三丁酯是由柠檬酸和正丁醇在催化剂的作用下酯化合成而得,因具有相容性好、增塑效率高、无毒、不易挥发、耐候性强等特点而广受关注,成为首选替代邻苯二甲酸酯类的绿色环保产品。它在寒冷地区使用仍保持有好的挠曲性,又耐光,耐水,耐热,熔封时热稳定性好而不变色,安全经久耐用,适用于食品、医药物品包装、血浆袋及一次性注射输液管等。TBC对PVC、PP、纤维素树脂都可增塑,其相容性好;TBC与其他无毒增塑剂共用可提高制品硬度,尤其对软的纤维醚更为适用;TBC具无毒及抗菌作用,不滋生细菌,还具有阻燃性,所以它在乙烯基树脂中用量甚大。

②乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC):ATBC为无毒、无味主增塑剂,比TBC的毒性更小(TBC不是无毒)。ATBC作为主增塑剂,具有溶解性强,耐油性、耐光性好,并有很好的抗霉性。它与大多数纤维素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯等有良好的相容性,主要用作纤维素树脂和乙烯基树脂的增塑剂。在儿童玩具方面,随着DOP毒性资料的不断被发现,越来越多领域禁止使用DOP,而ATBC无毒,无味,透明性好,水抽出率低,经其增塑的塑料制品加工性能优良,热合性好,二次加工方便,特别适合作为儿童玩具主增塑剂使用。在医用制品方面,ATBC无毒,水抽出率低,对人体没有潜在危害,经其增塑的医用制品耐高温、低温性能好。ATBC的生物分解性好,2天就可生物降解,可用于PLA、PHA、PBS、PCL、PPC等生物降解塑料中。ATBC可1∶1替代DOP,比DINP的用量更少。用ATBC增塑的制品,其制品的表面光滑,无渗析。

柠檬酸酯类增塑剂与其他增塑剂性能比较见表2-16所示。

表2-16 柠檬酸酯类增塑剂与其他增塑剂性能比较

4)环氧植物油基增塑剂(EPO)

植物油基增塑剂分子结构中不含有苯环,无毒环保,可以用于食品和医药领域。除了增塑性能好外,还具有较好的辅助热稳定性能。

植物油基增塑剂主要品种:环氧大豆油、环氧棉籽油、环氧米糠油、环氧蓖麻油(丹麦丹尼斯克生产的植物基增塑剂就是环氧蓖麻油类别)、环氧向日葵油等,其中环氧大豆油(ESBO)用量最大,占到70%。

环氧大豆油(ESBO)英文名是Epoxidized soybean oil,它是精制的豆油在酸存在下用H2O2(双氧水)环氧化制得的浅黄色油状液体,具体组成主要为环氧亚油酸酯、环氧油酸酯和环氧棕榈酯等的混合物。

ESBO与PVC相容性有限,只能做聚氯乙烯的辅助增塑剂兼热稳定剂。挥发性低,逸移性小,具有良好的热稳定性和光稳定性,耐水性和耐油性亦佳,可赋予制品良好的机械强度、耐候性及电绝缘性能。

本品可与聚酯类增塑剂并用,与热稳定剂并用有显著的协同效应。在配方中使用1-3phr就可达到极佳的效果。ESBO适用于各种PVC制品,如聚氯乙烯无毒制品、聚氯乙烯透明制品、透明瓶、透明盒、食品、药物包装材料、聚氯乙烯医用制品“输血袋”,聚氯乙烯户外使用的塑料制品,防水卷材,塑料门窗,贴墙纸塑料膜等。在要求耐候性高的农用薄膜中加入环氧大豆油可大大延长薄膜使用寿命。使用环氧大豆油的聚氯乙烯塑料制品,不但其材料成本会有所降低,它的各项物理性能还有不同程度的提高,如耐加工性、耐热老化性、耐折性等。

为了提高环氧大豆油与PVC的相容性,进而提高到成为PVC的主增塑剂,对大豆油进行先酯化后环氧化的处理,得到可以作为PVC主增塑剂的新品种,称为环氧大豆油油酸多元醇,具体如环氧化季戊四醇四大豆油酸酯、环氧化丙二醇二大豆油酸酯、环氧化乙二醇二大豆油酸酯、环氧化大豆油酸甲酯、环氧化蔗糖八大豆油酸酯、环氧油酸丁酯、环氧硬脂酸辛酯、环氧化甘油三酸酯、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯等。用环氧大豆油油酸多元醇作为PVC主增塑剂,PVC制品的力学性能优于DOP增塑的制品。

其他植物增塑剂品种介绍:

环氧甲酯——脂肪酸甲酯深加工产品,原料为废弃的动植物油。

ED3——为环氧硬脂酸(2-乙基)己酯,俗称环氧硬脂酸辛酯。ED3的耐寒性好,可代替DOA和DOS使用。ED3的缺点为与树脂的相容性差,加入量应控制在2~5份内。

EPS——为4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯。增塑效率与DOP相当,相容性优于DOP,可用之于主增塑剂,无毒且具有光热稳定性。

此外,还有一些新开发的生物增塑剂,如烷基磺酸芳香酯、单甘油酯等,如丹尼斯克(中国)有限公司开发出来自蓖麻油的乙酰化单甘油酯(AMG)增塑剂。

5)苯多酸酯类

包括偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三己酯、均苯四酸四酯、1,2,4-偏苯三酸三异辛酯等,具体介绍如下:

①偏苯三酸类增塑剂(TOTM)。偏苯三酸类增塑剂系列产品包括偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三(810)酯、偏苯三酸三甘油酯等。增塑剂偏苯三酸三辛酯,商品名为TOTM,通常用偏苯三酸酐(偏酐)和辛醇(2-乙基己醇)酯制得。它具有良好的耐热性、低挥发性、耐迁移、耐寒性、电绝缘性、耐油性及可加工性,热稳定性较聚酯增塑剂优,唯耐油性不及聚酯增塑剂。TOTM可广泛用作PVC耐热增塑剂、抗溶剂交联氯乙烯树脂的增塑剂、90℃和105℃级耐热电缆配方的主增塑剂及用作6kV、10kV高压电缆所需的配套增塑剂。TOTM的挥发性小、耐抽出、耐迁移性具有类似聚酯类增塑剂的优点,它的相容性、加工性和低温性能优,类似邻苯二甲酸酯类,常用于PVC耐热增塑剂。

②均苯四酸四辛酯(TOPM)。均苯四酸四辛酯(TOPM)是以石油重芳烃为原料开发出来的新兴精细石油化工产品。均苯四酸酯可由均苯四酸(或均苯四酸二酐)与醇直接酯化而得,一般是一元、二元、三元和四元酯的混合物,当前在医用塑料制品中使用得最多的还是均苯四酸四辛酯(TOPM)。TOPM用作医用塑料制品的增塑剂有以下优点:具有比TOTM及DOP小得多的毒性,对生理过程无不良影响;与血液或其他生理流体接触时,被抽出的危险可忽略不计;改进增塑效能和增加制品的使用寿命。TOPM的开发成功是降低增塑剂毒性的一个突破,使医用塑料制品找到了迄今为止毒性最低的增塑剂。TOTM及TOPM在医用塑料制品中的应用领域正在不断拓宽,特别是TOPM的应用发展迅速,促进了医用塑料制品的发展。

6)二甘醇二苯甲酸酯(DEDB)

二甘醇二苯甲酸酯简称DEDB,具有相容性好、耐寒性好、抗静电性、抗污染性能显著、热稳定性突出、挥发性低、耐光变色性好等特点,而且毒性低,LD50为5.44g/kg。国外有关食品、化妆品、医药等管理部门认为DEDB是一种可以用于接触食品包装材料的安全性较大的增塑剂或其他添加剂。使用性能与DOP相当,可作为聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯等许多树脂的增塑剂,采用DEDB替代DOP的动力非常强大。

DEDB分子链中含有苯环结构,使它的相对分子质量增加分子极性增大,与PVC、聚醋酸乙烯等相容性好,具有增塑效率高,耐污染和耐持久性好,其耐油性、耐溶剂抽出性好,经测试拉伸强度为20MPa,断裂伸长率25%。

DEDB与DOP使用性能十分相近,可广泛应用于人造革、鞋类、薄膜、地板、软硬管材、电缆料等塑料生产行业。

7)二丙二醇二苯甲酸酯(DPGDB)

二丙二醇二苯甲酸酯(DPGDB)也叫一缩二丙二醇二苯甲酸酯。本品为无毒增塑剂。美国药品食品管理局产品批准文号:FDA:21CFR175.105,176.170and176.180。DPGDB挥发性较低,用于PVC主增塑剂,显示出突出的机械性能,优良的抗煤油抽出性,较好地塑化温度和良好的加工性能DPGDB与高聚物渗混,不在制品表面渗出形成滴液或液膜,也不形成品状表面硬壳,由于与PVC等高聚物相容性好,可以作为主增塑剂使用,也是聚醋酸乙烯等的理想增塑剂,也可以作为浇筑型聚氨酯橡胶、聚氨酯涂料的增塑剂。DPGDB的主要优点为用量少、塑化温度低、工艺性能好、制品尺寸稳定,而且成本低廉除用于PVC地板铺面材料等大量PVC制品外,在热固性塑料、橡胶制品、涂料、黏合剂、填料都有广泛的用途,市场需求迫切。

8)癸二酸二正己酯(DHS)

癸二酸二正己酯由于具有挥发性低、无色、无毒、黏度低等特点,可作为许多合成橡胶的低温增塑剂及硝基纤维素、乙烯基树脂和丁苯橡胶的耐寒辅助增塑剂,用于农用薄膜、电线、薄板、人造革、户外用水管以及冷冻食品、医药包装的生产。

9)苯萘满丁烷(PTB)

PTB与PVC相容性好,热稳定性高,其有优良的低温挠曲性、低挥发性,可代替DOP作主增塑剂。PTB使用从煤焦油中提取的萘和萘满为廉价原料合成,工艺简单,成本低。PTB可替代30%~80%DOP的制品性能相近。

生物降解型增塑剂。利用植物油基生产的高效、无毒、可降解的环保型增塑剂,例如天然多元醇类增塑剂以及环氧化油脂类等。

10)多元醇脂肪酸酯、多聚多元醇脂肪酸酯

各类具体品种介绍如下:

①DINCH:DINCH为DINP加氢制备的环己二羧酸支链C9醇酯,是最佳的非邻苯二甲酸酯类增塑剂,性能与邻苯二甲酸酯类接近,目前在替代邻苯类增塑剂方面位居前列。DINCH为极性增塑剂,可用于PVC、ABS、TPU、PET,耐低温性好。

②季戊四醇二乙二醇C5—C9酸酯:它兼具季戊四醇酸酯和二乙二醇C5—C9酸酯的功能,为性能独特的多元醇酯,其耐热性、耐老化性、耐抽出性、耐低温性、相容性都很好,挥发性低,价格低。

③马来酸酯类:马来酸二丁酯、二辛酯作为反应性增塑剂不仅可用于增塑PVC塑料制品,还可用于增塑聚甲基丙烯酸甲酯。

(2)过渡类增塑剂品种

1)邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)

中文名称为邻苯二甲酸二异壬酯,英文Diisononyl phthalate,英文简称DINP。DINP是一种通用的增塑剂,目前全球只有几家公司能够生产。

DINP与DOP相比,相对分子质量更大一点,碳链更长一点。所以拥有更好的老化性能,抗迁移性能,抗萃取性能,更高的耐高温性能。相应的,同等条件下,DINP的塑化效果比DOP稍差。一般认为,DINP比DOP更环保。

DINP作为一种主要的增塑剂,广泛地应用于各类的软质PVC产品。如电线电缆、薄膜、PVC皮革、PVC地板革、玩具、鞋材、封边条、护套、假发、桌布等。在某些橡胶产品和涂料中,DINP也有少量的应用。

2)邻苯二甲酸二葵酯(DIDP)

中文名称为邻苯二甲酸二葵酯,英文名称didecyl phthalate,英文简称DIDP。该产品是耐高温、耐老化性能优良的主增塑剂。其耐挥发、耐迁移、耐抽出、电绝缘性好,制品机械性能好、柔软性随温度变化较小,适用于使用温度范围宽广的制品,大量用于耐高温(105℃)电缆、汽车内装饰材料、运输带等制品中。

DIDP和DOP、DINP同属于一个系列的产品,都是邻苯二甲酸酯类。DIDP是苯酐和十个碳进行酯化反应,所以比DOP和DINP拥有更高的相对分子质量,更好的耐热性,更好的耐迁移性,更好的耐萃取性。对于PVC的电线胶粒来说,单独使用DIDP作为增塑剂的胶粒,可以达到UL 90℃的标准;单独使用DOP做主增塑剂的PVC电线胶粒,可以达到UL 60℃标准,而单独使用DINP作为PVC电线胶粒的主增塑剂,可以达到UL 75℃标准。当然,也有厂家混合使用DIDP和TOTM,来生产符合UL 105℃标准的电线胶粒。因为DIDP表现出的良好的耐候性能,DIDP也大量使用在汽车的PVC内饰中,如汽车皮革,汽车的PVC仪表台面板,车门的PVC塑料饰件等。

经过10年的科学评价,欧盟已确认两款应用最广泛的增塑剂DINP和DIDP无危害性,并且通过目前的情况证明,对人类健康环境均无危险性。

(3)限制类增塑剂品种

DOP(DEHP)邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯或邻苯二甲酸二辛酯简称DOP或DEHP,英文名Di-(2-ethylhexyl)phthalate。它是邻苯二甲酸酐和2-乙基己醇酯化合而得的无色或淡黄色油状透明液体。DOP是塑料加工中使用最广泛的增塑剂之一,具有良好的综合性能。DOP增塑效率高、挥发性小、耐紫外光、耐水抽出、逸移性小,而且耐寒性、柔软性和电气性能等都很好,是一类比较理想的主增塑剂,也是国内用量最大的增塑剂。

因邻苯二甲酸酯类增塑剂结构中含苯环,近年来国外不断有DOP等邻苯二甲酸酯增塑剂可能致癌的报道。美国FDA(食品与药物管理局)及欧盟已禁止将其用于食品包装塑料、化妆品与儿童玩具等。在港、台以及国外先进地区由于辛醇的产量及价格问题以及DOP致癌问题的争论,它已逐步被其他的增塑剂取代。

DBP为邻苯二甲酸二正丁酯,其用量仅次于DOP。其外观为清澈之油状液体,与DOP相比,优点为耐寒性好于DOP、价格低于DOP,缺点为挥发大、耐水和耐热差,对农作物有一定危害,不宜用于农业中。常作为DOP的代用品,很少单独使用,一般与DOP协同加入,用于PVC工业膜及人造革等制品中。

DOA(DEHA)为己二酸二(2-乙基)己酯,俗称己二酸二辛酯,是常用的耐寒增塑剂品种,主要用于耐寒膜、电缆料、人造革及冷冻食品包装材料等。DOA的耐抽出性差,不宜用于输油管道。近年来随着环保意识的增强,发现DOA有致癌嫌疑,现开发DINA(己二酸二异壬酯)和己二酸直链醇酯(D610A或D79A)逐步取代DOA。

DOZ为壬二酸二(2-乙基)己酯,俗称壬二酸二辛酯。耐寒性介于DOA和DOS之间,因价格高应用比较少。

DOS为癸二酸二(2-乙基)己酯,俗称癸二酸二辛酯。耐寒性最好,但耐热氧化、耐候性、耐油性及耐溶剂抽出性差。DOS一般与DOA并用,加入量不大于主增塑剂的1/3。

DIOP为邻苯二甲酸二异辛酯,外观为透明淡黄色油状液体。DIOP的耐挥发性好,耐低温及电绝缘性优,只是增塑效率不及DOP。DIOP是近年来发展较快的增塑剂品种,可作为PVC的主增塑剂,是DOP的有效代用品。

DIBP为邻苯二甲酸二异丁酯,是DBP的代用品,性能基本同DBP,也不可用于农业中。

DHP为邻苯二甲酸二庚酯,是近年来开发的主增塑剂品种,其性能介于DOP与DBP之间并接近DOP,主要用于PVC人造革、片材、薄膜及地板革中。

DIDP为邻苯二甲酸二异癸酯,其优点为电绝缘性好、耐热性好、耐迁移性好,常用于PVC电缆和人造革中。

DNP为邻苯二甲酸二壬酯,与DOP相似,挥发性小于DOP,但增塑效率不及DOP,耐寒性不好。

此外还开发了直链和准直链醇的邻苯二酸甲酯类增塑剂,其耐热性、耐挥发性和耐寒性都很突出,代表品种有911P为邻苯二甲酸C9~11醇酯和812P为邻苯二甲酸C8~12醇酯等。

PVC加工用热稳定剂

纯PVC树脂对热极为敏感,当加工温度达到90℃时,即发生轻微的热分解反应;当温度达到120℃时,即发生明显的热分解反应,使PVC树脂颜色逐渐加深。

PVC的热降解机理十分复杂,目前的研究还不是十分成熟。但一致公认的是,PVC的热分解反应实质是由于脱HCl反应引起的一系列反应,最后导致大分子链断裂。

虽然对PVC的热降解机理研究得不透,但在如何防止PVC降解方面却比较成熟。大家一致认为,PVC是通过如下六个方面来实现热稳定目的的。

①捕捉PVC分解产生的HCl,防止HCl催化降解反应。铅盐类、金属皂类、有机锡类及亚磷酸酯类和环氧类热稳定剂都按此机理发挥热稳定作用。

②置换活泼的烯丙基氯原子。金属皂类、有机锡类及亚磷酸酯类热稳定剂按此机理发挥热稳定作用。

③与自由基反应,中止自由基链的传递。有机锡类及亚磷酸酯类热稳定剂按此机理发挥热稳定作用。

④与共轭双键发生加成作用,抑制共轭链的增长。有机锡类和环氧类热稳定剂按此机理发挥热稳定作用。

⑤分解氢过氧化物,减少自由基的数目。有机锡类及亚磷酸酯类热稳定剂按此机理发挥热稳定作用。

⑥钝化有催化脱HCl作用的金属离子。

同一种热稳定剂可按上述几种不同的热稳定机理发挥热稳定作用。

欧洲议会的环保法案76/769/EEC-PVC规定:2003年8月首先在电器类产品中禁止使用铅盐类热稳定剂,2015年全面禁止使用铅盐类热稳定剂。同时,欧盟还对玩具中各类重金属的含量做了最高溶出值限制,具体见表2-17所示。

表2-17 玩具中各类重金属的最高溶出值限制

(1)铅盐类热稳定剂

这是PVC最常用的稳定剂品种,环保法规未出台前其最高用量可占PVC热稳定剂的70%以上。但因其本身低毒的影响,近年来用量呈下滑趋势,欧洲议会规定2015年全面禁止使用铅盐类热稳定剂。

铅盐类热稳定剂的优点为热稳定性优良,而且初期和长期热稳定性好,电绝缘性和耐候性好;缺点为分散性差,毒性大,不透明,有初期着色性,难以制成鲜明色彩的制品,缺乏润滑性,易产生硫、镉污染。

铅盐类热稳定剂的主要品种有:

①三碱式硫酸铅。俗称三盐,分子式为3PbO·PbSO4·H2O,代号为TLS,是PVC最常用的稳定剂品种。三盐的外观为白色粉末,相对密度为6.4。三盐一般与二盐协同加入,因本身无润滑性而需加入润滑剂,主要用于PVC硬质不透明制品中,用量一般为2~7份。

②二碱式亚磷酸铅。俗称二盐,分子式为2PbO·PbHPO3·1/2H2O,代号为DL,在PVC中用量仅次于三盐。二盐的外观为白色粉末,相对密度为6.1。二盐的热稳定性稍低于三盐,但耐候性好于三盐,因此两者往往协同加入,二盐的加入量一般为三盐的1/2左右。

③二碱式硬脂酸铅。代号DLS,具有润滑性,不如三盐、二盐常用,并常与其并用,用量一般为0.5~1.5份。

国内铅盐类热稳定剂的发展重点在于消除粉尘污染,开发无尘复合铅盐技术,并配合适当的酯类和硬脂酸盐类润滑剂,以粒状或片状代替传统的粉状。

(2)有机锡类热稳定剂

是PVC最佳稳定剂,其优点为热稳定性、耐候性、初期着色性、大都无毒性、透明性优异,缺点为价格稍高(但加入量少,一般为0.5~2份),润滑性一般。它是目前用途最广、效果最好的一类热稳定剂,主要适用于硬质、高透明PVC制品及注射、吹塑成型的材料。

有机锡热稳定剂大部分为液体,只有少数为固体。既可单独使用也可与金属皂类并用。

可以作为PVC热稳定剂的有机锡化合物至少有几千种,但取得工业化应用的不超过20种。

(3)复合金属皂类热稳定剂

钙/锌复合热稳定剂目前是PVC的第一大热稳定剂品种,其热稳定性不如铅盐,但具有安全无毒、产品透明、润滑性好等优点。

钙/锌复合稳定剂的主要成分为硬质酸钙/硬脂酸锌,两者比例为0.65/1。因其自身的热稳定性一般,必须配合辅助热稳定剂才能达到理想的热稳定性能,具体如水滑石、亚磷酸酯或β-二酮。因钙/锌复合稳定剂本身具有一定的润滑性,配方中可以减少润滑剂用量。钙/锌复合稳定剂主要用于PVC透明、无毒和软制品中,具体如电缆料、薄膜、片材等,近年来已逐步开始用于PVC硬制品如管材、型材等。

(4)稀土类热稳定剂

我国的稀土资源丰富,稀土类稳定剂是最有发展前途的稳定剂品种。稀土类稳定剂具有效率高、价格低、透明好、无毒性、耐候性好等优点,并兼有偶联、增韧、增容等特殊功能。

稀土热稳定剂可以为稀土的氧化物、氢氧化物、有机弱酸盐(硬脂酸、脂肪酸、水杨酸、柠檬酸、月桂酸、酒石酸和苹果酸等),其中以稀土氢氧化物的热稳定性最好,稀土有机酸中水杨酸稀土要好于硬质酸稀土。

稀土热稳定剂的热稳定性与有机锡中京锡-8831相当,好于铅盐和金属皂类。其具体热稳定效果为铅盐的3倍和钡/锌复合皂类的4倍。可以部分代替有机锡类热稳定剂而广泛应用,加入量为3份左右。有机锡类与稀土类或锑类热稳定剂并用,具有优良的热稳定性和透明性。

(5)锑类热稳定剂

有机锑类热稳定剂由美国开发于20世纪50年代,但直到20世纪70年代才在双螺杆剂出机中获得应用。1978年国际卫生基金会(NSF)批准有机锑可用于PVC-U上水管,随着目前世界范围内的禁铅要求的普及,有机锑类热稳定剂的重要性越来越增大,时代的要求加速了其发展。

工业生产的有机锑类热稳定剂虽有几十种,但可分为含硫锑和含氧锑两大类。含硫锑为硫醇锑类,包括三价硫醇锑(三硫醇锑)和五价硫醇锑(五硫醇锑)两大类,具体品种如三(十二烷基硫醇)锑;含氧锑为羧酸酯锑类化合物,具体品种如三(巯基乙酸异辛酯)锑。硫锑类有机锑只含Sb-S键不含Sb-C键,不属于有机金属化合物,价格低,无污染,属低毒产品,因此目前主要应用的有机锑为硫醇锑类,其中五价硫醇锑的稳定效果明显好于三价硫醇锑。三价硫醇锑的热稳定性甲基锡TM-181和辛基锡京锡TVS-8831相当;五价硫醇锑的热稳定性与甲基锡TM-181相近,优于辛基锡京锡8831。

(6)有机热稳定剂

长久以来,PVC加工业一直使用含铅、钡、锌、钙、锡或镉这样的重金属元素的热稳定剂,但是这些热稳定剂由于其中所含的重金属元素,对人或环境都会造成危害。近年来,随着环保要求越来越高,传统的金属类热稳定剂中的重金属逐渐受到限制,有的不久即将退出市场。为此开发出不含有任何金属的纯有机热稳定剂,以适应市场的环保需要。目前已开发的主要品种有:香兰素衍生物类、脲嘧啶类如1,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶(DMAU)、N-苯基酰胺类、环氧葵花油类、丁香油酚、苯基脲衍生物、蒽醌衍生物、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乙烯基缩丁醛、顺式聚丁二烯、聚四亚甲基癸二酸酯、聚二甲基硅氧烷等。

(7)辅助热稳定剂

这类稳定剂单独使用无任何稳定作用,只有与其他稳定剂协同使用,才具有热稳定效果,并可促进主稳定剂效果的发挥。

主要品种如下:

①亚磷酸酯类:这是一类重要的辅助热稳定剂,可与钡/镉、钡/锌及钙/锌等复合主稳定剂并用,主要用于PVC软质透明配方中,用量为0.1~1份。

②环氧化合物类:主要为环氧增塑剂如环氧大豆油,与金属皂类有协同作用,与有机锡类并用效果好,用量为1~5份。

③多元醇类:主要有季戊四醇、木糖醇及甘露醇等,与钙/锌复合稳定剂有协同作用。

④螯合剂类:β-二酮、β氨基巴豆酸酯、α-苯基吲哚、二苯基硫脲、硫脲衍生物、脲、含氮化合物及酚类抗氧剂等,可与钙/锌等复合主稳定剂并用。

⑤无机类:水滑石、沸石等。

PVC加工用加工助剂

PVC的加工助剂是能改善其加工性能的一类助剂。对于PVC硬制品而言,不加入加工助剂,很难加工出合格的制品。

PVC加工助剂的作用原理为促进树脂的熔融、改善熔体的流变性和赋予润滑功能。

(1)促进树脂的熔融

当加入加工改性剂的PVC树脂在剪切应力作用下加热时,加工改性剂首先熔融并黏附在PVC树脂微粒表面,基于其与树脂的相容性和高相对分子质量,使得PVC体系的黏度和摩擦力增加,从而可有效地将热和剪切应力传递给整个PVC树脂,促进PVC树脂的熔融。在此过程中,加工改性剂起到了热和剪切应力传递的作用。

(2)改善熔体的流变性

PVC在流变性方面的不足之处在于熔体强度差、延展性差、易产生熔体破裂等,加入加工改性剂可彻底解决上述问题。其具体作用原理为加工改性剂可提高PVC熔体的黏、弹性,其黏、弹性不足是导致流变性差的根本原因。加入加工改性剂后,一方面可增大复合体系的相对分子质量以提高黏度;另一方面,可增加复合体系内“交联”和“缠绕”的程度以提高其弹性。

(3)赋予润滑功能

加工改性剂与PVC树脂相容部分首先熔融,起到促进熔融的作用;与PVC不相容部分则向熔融体系外迁移,起到润滑作用。

(1)ACR

ACR为丙烯酸酯类具有核-壳结构的共聚物,其种类很多,可用于加工助剂的为ACR-201,它为甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯的核-壳共聚物,外观为白色粉末,在PVC中的加入量为1~3份。

ACR-201加入PVC中的主要作用为:降低塑化扭矩,缩短塑化时间,提高流动性,改善塑炼效果,使熔体光亮、透明,熔体延伸率和热强度增大。在不同加工方法中,其具体功效不同。

①在压延成型中,减少气泡和气纹,改善板材的热成型性能。

②在吹塑成型中,防止垂坯的延伸和收缩,提高熔体的热强度和延伸率。

③在注塑成型中,易于充模,缩短成型周期。

④在挤出发泡成型中,稳定泡孔结构,泡沫塑料的相对密度小、强度大。

(2)AMS

AMS树脂是α-甲基苯乙烯的低聚物。AMS可分成两类:一类为聚合度为2~10的线型低聚物,其六聚体又称为M-80;另一类为环状二聚物。

AMS无毒、透明,加入PVC中可显著降低熔体黏度、降低能耗、提高制品的光洁度和透明度,加入量为5~20份。除用于PVC外,还可用于TPU、PS、CPE、SBS、ABS、PP、HDPE、LLDPE及氯丁橡胶和丁腈橡胶中。

纯AMS的用量不大,其改性品种前景广阔。河南沁阳希望合成材料厂开发的AMS与少量橡胶接枝而成的类苯乙烯改性剂(简称LC)目前应用很广泛。LC安全无毒、不影响透明性,与PVC的相容性好,可用于PVC各类制品中,加入量3~6份。其作用较之同量ACR-201要好,与CPE有协同作用。

(3)P83

为丁二烯和丙烯腈的共聚物,是一种新型粉末丁腈橡胶,外观呈松散粉末状,具有特殊的立体结构,含有特种热稳定剂、隔离剂和其他成分,表面经PVC乳液处理过。P 83为美国固特异公司开发,与PVC的相容性好,在改善PVC加工性能的同时,可改善耐磨性、柔韧性、热稳定性和耐低温性。P 83的加入量一般在20份左右,兼有加工和增韧双重功效,主要用于PVC密封材料、鞋底等弹性体中。

(4)MC100

这是一类新型PVC加工助剂,具体成分不详。其作用为明显缩短塑化时间、促进PVC凝胶化、降低平均扭矩、降低熔体黏度、改善加工性能、提高透明度、降低应力发白现象、提高阻燃性和抑烟性,降低能耗和生产成本。与ACR比较,其性能只好不差,价格低于ACR,是其理想的替代品。MC100和ACR在PVC中应用比较如表2-18所示。

表2-18 MC100和ACR在PVC中应用比较

(5)820-G

820-G是由氯化石蜡与氧化聚丙烯-乙烯通过自由基接枝而成的表面活性剂和经过氯硅烷偶联剂表面处理的载体所组成。它可改善PVC的加工流动性、提高冲击强度、缩短塑化时间、增加表面光泽和改善制品的手感,加入量为10份左右。

(6)Elvaloy741、742和838G

为乙烯-醋酸乙烯共聚物与第三极性单体(如一氧化碳、二氧化硫和丙烯酸丁酯等)的共聚物,加入PVC中可降低转矩值、减少功率消耗等,主要用于PVC制鞋材料、防水卷材、型材、人造革、电缆料、密封材料和医用制品等,加入量为20~30份。

PVC加工用润滑剂

(1)按润滑剂的结构分类

可以分成为饱和烃和卤代烃类、脂肪酸类、脂肪酸酯类、脂肪族酰胺类、金属皂类、脂肪醇类和多元醇类等。

(2)按润滑剂的作用分类

按润滑剂是在树脂的内部或表面作用,可以将润滑剂分成内、外润滑剂,内、外润滑剂的区分标准为其与树脂的相容性大小。内润滑剂与树脂的亲和力大,其作用为降低树脂内分子间的作用力;外润滑剂与树脂的亲和力小,其作用为降低树脂与加工设备之间的黏附力。

内、外润滑剂的划分是相对的,两者之间并无严格的划分标准。

例如,在极性不同的树脂中,内、外润滑剂的作用会发生变化。如对极性树脂如PVC、PA而言,硬脂酸醇、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯及硬脂酸单甘油酯等起内润滑作用;而对PE、PP等非极性树脂,前面所列润滑剂则起外润滑作用。相反,高分子石蜡与极性树脂的相容性差,在PVC中只能做外润滑剂;而在PE、PP等非极性树脂中则为内润滑剂。

又如,在不同加工温度下,内、外润滑剂的作用也会发生变化。如硬脂酸和硬脂醇两个润滑剂,在PVC压延成型初期,由于加工温度低,与PVC的相容性差,主要起外润滑作用;当温度升高后,其与PVC树脂的相容性提高,则转变为主要起内润滑作用。

常用润滑剂的内、外润滑作用比例见表2-19所示。

表2-19 常用润滑剂的内、外润滑作用比例

按润滑剂的结构分类法介绍。

(1)饱和烃类

按其极性大小可分为:非极性烃如聚乙烯蜡和聚丙烯蜡等,极性烃如氯化石蜡和氧化聚乙烯蜡等。

按相对分子质量大小可分为:液体石蜡(C16~21),固体石蜡(C26~32),微晶石蜡(C32~70),和低分子聚乙烯蜡(相对分子质量1000~10000),主要用于PVC外润滑剂。

具体品种如下:

①液体石蜡:俗称白油,为无色透明液体,可用于PVC的透明外润滑剂,用量为0.5份左右。

②固体石蜡:又称为天然石蜡,白色固体,可用于PVC的外润滑剂,用量为0.1~1份,用量太大影响透明性。

③微晶石蜡:又称为高熔点石蜡,外观为白色或淡黄色固体,因结晶细微而称为微晶石蜡,其热稳定效果和润滑效果好于其他石蜡,用量为0.1~0.2份。

④低相对分子质量聚乙烯:又称为聚乙烯蜡,外观为白色或淡黄色固体,透明性差,可用于PVC的挤出和压延加工,用量为0.5份以下。

⑤氧化聚乙烯蜡:为聚乙烯蜡部分氧化的产物,白色粉末,具有优良的内外润滑作用,透明性好,价格低,用量为0.1~1份。

⑥氯化石蜡:与PVC相容性好,透明性差,与其他润滑剂并用效果好,用量在0.3份以下为宜。

(2)金属皂类

既是优良的热稳定剂,又是一种润滑剂;内、外润滑作用兼有,不同品种的侧重稍有不同。

常用金属皂类润滑剂的加入量如下:

PbSt0.2~1.0份ZnSt0.15份LiSt0.6份BaSt0.2~1.0份CaSt0.2~1.5份

(3)脂肪族酰胺类

包括单脂肪族酰胺和双脂肪族酰胺两大类,单脂肪族酰胺呈内润滑作用,主要品种有硬脂酸酰胺、芥酸酰胺和蓖麻油酰胺等;双脂肪族酰胺呈外润滑作用,主要品种有N,N’-,亚乙基双硬脂酰胺和N,N’-亚乙基双蓖麻醇酸酰胺等。

具体品种如下:

①硬脂酸酰胺:外观为白色或淡黄色粉末,内外润滑均好,透明且制品有光泽,可用于PVC、PS和氨基树脂中,加入量为0.3~0.8份。除此之外,硬脂酸酰胺还可用于PO类树脂的开口剂。

②油酸酰胺:外观为白色粉末,在PVC中少用,主要用于PE、PP及PA中,用量为0.2%~0.5%。油酸酰胺也可作为开口剂应用。

③芥酸酰胺:外观为白色粉状或片状物,主要用之于PO类树脂的开口剂。

④N,N’-亚乙基双硬脂酰胺:外观为白色至淡黄色粉末或粒状物,代号EBS,常用于PE、PP、ABS、PA、PF中,可用之于开口剂和光亮剂;也可作为PVC内润滑剂,用量0.2~2.0份。

(4)脂肪酸类

①硬脂酸:仅次于金属皂类而广泛应用的润滑剂,可用于PVC。用量少时,起内润滑作用;用量大时,起外润滑作用。一般加入量为0.5份以下。

②羟基硬脂酸:与PVC相容性好,可作为内润滑剂,但热稳定性差。

(5)脂肪酸酯类

①硬脂酸丁酯:外观为无色或淡黄色油状液体,在PVC中以内润滑作用为主兼外润滑作用,用量为0.5~1.5份。

②单硬脂酸甘油酯:代号GMS,外观为白色蜡状固体,为PVC优良的内润滑剂,对透明性影响小,加入量低于1.5份,可与硬脂酸并用。

③酯蜡和皂化蜡:主要指以褐煤蜡为主要原料,经漂白等工序制成的后续产品。漂白蜡有S蜡和L蜡,酯化蜡有E蜡和EG蜡,皂化蜡有O蜡和OP蜡。主要用于HPVC中,用量为0.1~0.3份。

(6)脂肪醇类

①硬脂醇:外观为白色细珠状物,起内润滑作用,透明性好,在PVC中用量为0.2~0.5份,还可用于PS中。

②季戊四醇:PVC用高温润滑剂,用量0.2~0.5份。

③季戊四醇硬脂酸脂:英文简称PETS,属于耐高温润滑剂,在高温下具有良好的热稳定性和低挥发性,良好的脱模和流动性能,对部分结晶的塑料有极好的成核作用,可用于透明产品。推荐用于(聚碳酸酯)(PC)、尼龙(PA)、热塑性聚酯(PET,PBT等)、PPO、PPS及其他的热塑性工程塑料。

PVC加工配方设计原则

在PVC的软制品中,增塑剂是必须加入的,一方面提高流动性,另一方面更重要的是赋予制品柔软性能。

(1)主、辅增塑剂协同选用

按增塑剂与树脂的相容性大小,可以分为主增塑剂和辅助增塑剂两类,主增塑剂与树脂的相容性好,而辅助增塑剂与树脂的相容性一般。

主增塑剂可以单独使用,与树脂相容性好、增塑效率高,大量加入也不析出的一类增塑剂,目前主要品种为:

主增塑剂为环保的邻苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类、聚酯类、柠檬酸酯类、苯多酸酯类和磷酸酯类,其中磷酸酯类增塑剂的主要品种如TCP(TTP)、DPOP、TBP(磷酸三丁酯)和TPP(磷酸二苯酯)等。

辅助增塑剂一般不单独使用,要与主增塑剂协同加入。之所以需要在加入主增塑剂的同时加入辅助增塑剂,是因为它们具有这样或那样主增塑剂不具备的特性,如耐寒性、耐热性、阻燃性及低价性等。辅助增塑剂有脂肪族二元酸酯类和环氧类等,具体品种如下:

①脂肪族二元酸酯类:这是常用的辅助增塑剂品种,其突出的优点为耐寒性好,常用于PVC耐寒制品中。主要品种有DOA、DOZ及DOS,其中DOS的耐寒性最佳。

②环氧化合物类:为常用的辅助增塑剂品种,包括环氧油类和环氧酯类。环氧化合物类增塑剂的耐热性、耐迁移性和耐光性好,并兼有增塑与润滑作用于一体。主要品种有DSO、ED3和EPS。

③季戊四醇类:主要优点为耐热性好,缺点为耐寒性差和价格高。具体品种有季戊四醇和双季戊四醇酯,主要用于PVC耐热105℃电缆料中。

在一个具体的PVC加工配方中,一般不只加入一个增塑剂,而是加入几种增塑剂,以发挥各自的优势,这就是增塑剂的协同作用。在这些增塑剂中,主增塑剂是必不可少的。

(2)按制品的软、硬程度选用

PVC制品的软、硬程度不同,所需增塑剂的加入量大小也不同,具体如下:

①硬制品:增塑剂的加入量为0~5份;

②半硬制品:增塑剂的加入量为6~25份;

③软制品:增塑剂的加入量为26~60份;

④糊制品:增塑剂的加入量为61~100份。

以上加入量只是一个常用范围,实际加入量很可能超出上述范围。

(3)按制品的性能要求选用

①耐寒类PVC制品:常选用脂肪族二元酸酯类增塑剂与主增塑剂搭配,其中以DOS的耐寒性最好。

②无毒类PVC制品:选用环保类增塑剂,重点为TOTM、聚酯类、柠檬酸酯类和植物基增塑剂。

③农用PVC制品:不选DBP和DIBP,它们对农作物有毒害作用。

④耐高温PVC制品:选用耐热类增塑剂如TCP、DIDP、DNP、聚酯类及季戊四醇类等。

⑤绝缘类PVC制品:应选用耐热和绝缘类增塑剂,耐热类如TOTM、TCP及DPOP等,绝缘类如DIDP、DOTP及M-50等。

⑥阻燃类PVC制品:选用磷酸酯类的氯化石蜡类增塑剂,可兼有阻燃效果。

⑦低成本PVC制品:选用氯化石蜡和石油酯等廉价增塑剂。

(4)特殊增塑剂

①低温增塑剂:品种有邻苯二甲酸的直链醇二酯、脂肪二酸的支链或直链醇酯,如己二酸二-2-乙基己基酯(DEHA)、己二酸二异壬酯(DINA)等。低温增塑剂用于配方中,既可解决脆性问题,又可保持原硬度;而添加非低温增塑剂用量,虽可解决脆性,但降低硬度。

②低挥发增塑剂:对于汽车用品如DIDP或直链增塑剂L9P、L911P等,对于电缆护套如TOTM、TINTM、L11P、DTDP等。

③阻燃增塑剂:磷酸酯类和氯化石蜡等。

(5)填料的影响

对于填料含量:<20份时,每添加10份碳酸钙,要增加<1份增塑剂;20~50份时,每添加10份碳酸钙,要增加1份增塑剂;>50份时,每添加10份碳酸钙,要增加>1份增塑剂。

(1)硬质PVC配方中热稳定剂的选用

与增塑剂正好相反,在硬质PVC配方中热稳定剂是必须加入的,而且要求热稳定剂的加入量大、稳定效果好。

①不透明硬制品:常选用三盐及二盐,两者往往协同加入,比例为三盐/二盐为2∶1~1∶1,总加入量为3~5份。

②透明硬制品:不选用铅盐类,常选用除铅之外的钙锌复合稳定剂、有机锡类、稀土类、有机锑类和有机热稳定剂,其中钙锌复合稳定剂加入量为3~4份、有机锡类加入量为1~2份。

(2)软质PVC配方中热稳定剂的选用

热稳定剂的加入量小,有时在增塑剂加入量较大时也可不加入,对热稳定剂的稳定效果要求不高。①不透明制品:选用铅盐(1~2份)和钙锌复合类(1~2份)协同加入。

②半透明制品:选用几种钙锌复合类并用,总加入量为2~3份。

③透明制品:选用有机锡类(0.5~1份)与钙锌复合类(1~2份)协同加入,也可用稀土类和有机梯类代替有机锡类。

(3)无毒PVC配方中热稳定剂的选用

应遵循原则为:铅盐类热稳定剂不宜选用;钙锌复合金属皂类热稳定剂可以选用;有机锡类应选用无毒品种;有机梯类和稀土类都无毒,均可选用;辅热稳定剂中环氧类无毒,可以选用。

(4)PVC配方中主热稳定剂的协同作用

在一个PVC配方中,往往选用几个主稳定剂并用,可发挥其协同作用。具有协同作用的主热稳定剂品种为:三盐和二盐之间有协同作用,两者加入比例为2∶1~1∶1之间;不同金属皂类热稳定剂之间有协同作用,一般规律为热稳定性高的品种与稳定性低的品种协同效果好,如常用的Ca/Zn等;金属皂类与有机锡类热稳定剂有协同作用,在透明配方中两者往往协同加入;稀土类和有机锡类热稳定剂有协同作用,用稀土类取代有机锡类可降低成本。

(5)PVC配方中主、辅热稳定剂的协同作用

具有协同作用的主、辅热稳定剂有:金属皂类与环氧类,金属皂类与多元醇类,金属皂类与β-二酮类化合物,金属皂类与亚磷酸酯类,稀土类与环氧类,有机锑类热稳定剂可与亚磷酸酯、环氧化物及硬脂酸钙等。

(6)PVC配方中热稳定剂与其他助剂的并用

除有稀土类和金属皂类热稳定剂外,大部分热稳定剂本身无润滑作用,如铅盐、有机锡类及有机锑类。因此,在选用无润滑作用热稳定剂时,需另外加入润滑剂;而对本身有润滑作用的热稳定剂,可不加或少加润滑剂。

(1)按PVC的加工方法选用

①压延成型:目的为防止黏辊和降低熔体黏度。润滑剂以内、外润滑剂配合使用,以金属皂类为主,并配以硬脂酸辅之。

②挤出、注塑:目的降低黏度、提高流动性、易于脱模。润滑剂以内润滑剂为主,以酯、蜡配合使用。

③模压、层压:以外润滑剂为主,常用蜡类润滑剂。

④糊制品的搪塑:润滑剂用量少,以内润滑剂为主,并常用液体类。

(2)按PVC制品不同选用

①软制品:因含有大量增塑剂,本身具有一定的润滑性,所以润滑剂用量小。在透明膜配方中,选用金属皂类和液体复合稳定剂,配合硬脂酸为润滑剂。在吹膜配方中,为防止黏连,可选用硬脂酸单甘油酯为润滑剂。在电缆料配方中,如有填料加入,可选用高熔点蜡0.3~0.5份为润滑剂。

②硬制品:因增塑剂的加入量小,需加大润滑剂的用量。对无毒透明制品如吹塑瓶、透明片等,常用OP蜡及E蜡等,加入量为0.3~0.5份;也可用0.5份硬脂酸正丁酯、0.5份高碳醇与硬脂酸正丁酯或0.5份硬脂酸与其配合使用。对不透明制品如板材、管材等,常用金属皂类、石蜡、硬脂酸并用,其中金属皂为1~2份、石蜡和硬脂酸为0.3~0.5份。

(3)按PVC中共混树脂品种的选用

对于共混其他树脂的PVC配方,所用润滑剂与纯PVC配方不同,具体如下:

在PVC中加入ABS、CPE、ACR、MBS等抗冲击改性剂的配方,由于共混树脂与润滑剂的相容性大,应增加其加入量。为改善PVC制品的光泽,常加入氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,也需要增加润滑剂的加入量。例如,在PVC透明板材配方中,是否加入MBS,配方中润滑剂的品种和加入量都不同。

注:配方2#中因含有MBS润滑剂的加入量增加了1.1份。

(4)润滑剂的并用

在一个具体PVC加工配方中,一般不单用一个润滑剂,而是内、外润滑剂兼用,并且内、外润滑剂也选用几个品种复合使用。

(5)润滑剂与其他助剂的关系

①与稳定剂的关系:PVC配方中加入的稳定剂大都具有一定的润滑性,不同热稳定剂的润滑性大小为:金属皂类>液体金属复合皂类>稀土类>有机锑类>铅盐类>月桂酸锡>马来酸锡≈硫醇锡,因此对于在PVC配方中加入润滑性好的热稳定剂,可适当减少润滑剂的用量。

②与加工助剂的关系:加工助剂大都兼有外润滑功能,可适当减少润滑剂的用量。

③与填料的关系:配方中含有大量非润滑填料时,应增加内外润滑剂的用量。

(6)润滑剂的加入量

随加工方法的不同,润滑剂的加入量不同,具体如表2-20所示。

表2-20 不同加工方法润滑剂的加入量

①加工助剂一般用于PVC硬制品中,在PVC软制品中很少用。

②加工助剂常用于挤出成型,在压延和注塑成型中少用。

③冲击改性剂一般兼有加工助剂的功能,如ACR401、MBS、EVA等。因此,PVC配方中如含有冲击改性剂,则可不加或少加加工助剂。

④含填料的PVC配方,要加大加工助剂的加入量,一般可达10份左右。

⑤不同加工助剂的加入量不同,ACR在2份以内,AMS在10份以内,而P83加入量高达50份左右。

PVC加工配方设计参考实例

对于不同类型的PVC制品,其加工配方设计要点见表2-21所示。

表2-21 各类PVC制品加工配方设计要点

下面按PVC制品的分类介绍其具体配方设计。

PVC管材可分成硬管和软管两类,软管又分透明和不透明、增强与不增强、普通与缠绕等品种。

(1)PVC硬管加工配方设计

树脂:常用SG-4型,有时也选用SG-3或SG-5型。

增塑剂:可不加入或少加入。

稳定剂:常用三盐和二盐搭配,用量4~6份,并可适当加入1~3份金属皂类。

润滑剂:常用硬脂酸及石蜡,用量1~2份。

加工助剂:需要加入。

PVC硬管加工配方设计公式:PVC(SG-4)+(增塑剂)+稳定剂(铅盐、金属皂)+润滑剂+加工助剂

具体配方实例如下:

①PVC普通管材加工配方:

PVCSG-4):100份BaSt0.8份三盐4份石蜡1份二盐0.8份CaCO35份PbSt1.2份炭黑0.01份

②PVC排水管加工配方:

PVCSG-3或SG-4):100份金属皂1.5份三盐3份ACR3份二盐1份PE蜡0.6份DOP5份CPE5份环氧大豆油2份轻质CaCO34份

③PVC上水管加工配方:

PVC卫生级):100份京锡44320.8~1份Ca/Zn1~3份CaCO38份CaSt2~4份石蜡1~1.5份京锡88312~3份

(2)PVC软管加工配方设计

树脂:选用SG-2或SG-3型。

增塑剂:以DOP、DBP为主,加入量可达50份左右。

稳定剂:视透明、有无毒与否选用,加入量在5份以下。

润滑剂:常用石蜡,加入1份以下。

PVC软管加工配方公式:PVC(SG-2或SG-3)+增塑剂(50份左右)+稳定剂(铅盐、金属皂、有机锡)+少量润滑剂。

具体配方实例如下:

①PVC普通软管加工配方:

PVC100份PbSt1.2份DOP30份CdSt0.6份DBP20份BaSt0.4份二盐2份石蜡0.5份

②PVC无毒透明软管加工配方:

PVC卫生级):100份环氧大豆油5份DOP45份HSt0.5份AlSt0.5份石蜡0.2份ZnSt0.5份

树脂:选用悬浮法紧密型SG-5或SG-6型树脂。

增塑剂:不加或只加1~2份DOP。

热稳定剂:世界各地应用情况不同,我国以铅盐为主、有机锡和稀土辅之,美国以有机锡为主、金属皂类和铅盐类辅之,欧洲以铅盐为主,有机锡和金属皂类辅之。

润滑剂:以石蜡、硬脂酸和金属皂类为主,加入量1份左右。

加工助剂:常用ACR,加入量3份左右;对于有冲击改性剂的配方可不加或少加。

光稳定体系:对户外用型材,紫外线屏蔽剂必须加入,一般选金红石型钛白粉,加入1~6份,铅盐稳定体系可少加,有机锡稳定体系要多加。紫外线吸收剂可加可不加,一般加入UV-532或UV-9等,加入量为0.5份。

PVC型材加工配方公式:PVC(SG-5或SG-6)+(增塑剂)+热稳定剂(铅盐、有机锡、稀土)+润滑剂+加工助剂+光稳定剂(金红石型钛白粉、UV-532、UV-9等)。

具体配方实例如下:

①铅盐稳定体系PVC型材加工:

PVCSG-5):100份石蜡0.1~0.2份三盐1~1.2份CPE8份二盐0.8~1份TiO21~1.5份PbSt0.4~0.6份CaCO32~4份CdSt0.4~0.6份

②复合铅盐稳定体系PVC型材加工配方:

PVCSG-5):100份润滑剂0.5~1份复合铅盐含润滑剂):4~5份TiO24份ACR401增韧剂):5~8份CaCO35份ACR201加工助剂):0~0.5份

③有机锡稳定体系PVC型材加工配方:

PVCSG-5):100份润滑剂1~1.5份有机锡1.5~2份TiO24份ACR401增韧剂):5~8份CaCO35份ACR201加工助剂):0.5~1份

④金属皂类稳定体系PVC型材加工配方:

PVCSG-5):100份羟基硬脂酸0.3份环氧大豆油1.2份TiO24份亚磷酸酯0.5份CaCO34份CPE10份润滑剂0.5~1份Ba/Ca1.5~2份

⑤稀土稳定体系PVC型材加工配方:

PVCSG-5):100份ACR2011~2份复合稀土稳定剂3.2~3.8份TiO25份CPE6~8份CaCO38~10份环氧大豆油1份

3.PVC板材和片材加工配方设计

PVC板和片材可分成软质和硬质两中,用挤出、压延和层压方法生产。

(1)PVC软质板和片材加工配方设计

树脂:选用SG-2或SG-3型。

增塑剂:以DOP、DBP为主,视不同需要配以磷酸酯或氯化石蜡,加入量可达40~50份之多。

稳定剂:普通制品可选铅盐及金属皂类,透明制品需选有机锡或金属皂类。

润滑剂:少量硬脂酸和石蜡。

PVC板和片材加工配方公式:PVC(SG-或SG-3)+增塑剂(40~50份)+稳定剂(铅盐、金属皂、有机锡)+少量润滑剂。

具体配方实例如下:

PVCSG-3):100份BaSt1.5份DOP28份PbSt0.5份DBP20份HSt0.3份三盐1份CaCO35~10份二盐0.5份

(2)PVC硬质板和片材加工配方设计

树脂:层压法选用SG-4或SG-5型,挤出法选SG-5或SG-6型。

增塑剂:加入量小于10份,常用DOP。

稳定剂:普通板、片常用铅盐和金属皂,透明制品用有机锡。

润滑剂:层压法选石蜡和硬脂酸等外润滑剂;挤出法内外润滑剂兼用,常用合成酯蜡和高级醇。

加工助剂:常用ACR,用量2~4份。

PVC硬质板、片材加工配方公式:PVC(SG4~6)+(增塑剂)+稳定剂(铅盐、金属皂、有机锡)+润滑剂+加工助剂

具体配方实例如下:

①PVC无毒透明片加工配方:

PVC100份AMS1.5~3份环氧大豆油3~5份MBS3~10份京锡88313份石蜡0.2~0.4份

②PVC一般透明片加工配方:

PVCSG-5):100份BaSt1.05份DOP7份CdSt0.35份环氧酯3份ZnSt0.1份有机锡C-102):2.5份CPE10份

4.PVC薄膜加工配方设计

按生产方法的不同,PVC薄膜可分为压延膜和吹塑膜两种,其加工配方设计略有差异。

(1)PVC压延膜加工配方设计

树脂:选用SG-2或SG-3型。

增塑剂:用量大,一般可达40~50份;品种多,一般选2~5种并用。常用DOP,并配以DBP、DOA、DOS及M-50等。

稳定剂:透明制品以金属皂类为主,具体有Ba/Cd、Ba/Cd/Zn及Ba/Pb等,加入量3~5份;有时加入有机锡。不透明制品可用铅盐类。

润滑剂:可不加或少加,常用硬脂酸,用来0.5份以下。

PVC压延膜加工配方公式:PVC(SG-2或SG-3)+增塑剂(40~50份)+稳定剂(金属皂、有机锡)+润滑剂。

具体配方实例如下:

①PVC大棚膜加工配方:

PVC100份DOP37份DOA10份BaSt2份环氧酯3份CaSt0.5份

不用DBP及DIBP,因其对农作物有害。

②PVC书皮膜加工配方:

PVC100份Ba/Cd/Zn1.5份DOP30份HSt0.3份M-5010份CaCO315份环氧大豆油2份

③PVC医用膜加工配方:

PVC卫生级):100份京锡88311份DOP45份CaSt0.5份环氧大豆油5份HSt0.3份

(2)PVC吹塑膜加工配方设计

树脂:选用SG-3型。

增塑剂:品种以DOP为主,适当加入ED3及M-50等降低成本,加入量为30~40份,低于压延膜的加入量。

稳定剂:不透明制品选用铅盐类,半透明制品选用金属皂类,透明制品选用有机锡类,用量一般为2~3份。

润滑剂:选用硬脂酸和石蜡,用量1份左右。

开口剂:常用碳酸钙、滑石粉、硅藻土及钛白粉等,加入量为1~3份。

PVC吹塑膜加工配方公式:

PVC(SG-3)+增塑剂(30~40份)+稳定剂(2~3份)+润滑剂+开口剂(1~3份)。

具体配方实例如下:

①PVC农用无滴大棚膜加工配方:

PVC100份BaSt2份DOP34份CaSt1份环氧硬脂酸丁酯3份水杨酸苯酯0.3份有机锡1份硬脂酸甘油单酯4份

②PVC扭结膜加工配方:

PVC100份MBS8份ACR2份HSt0.5份BaSt2份石蜡0.5份ZnSt2份滑爽剂0.5份

③PVC热收缩膜加工配方:

PVC100份亚磷酸酯0~0.5份DOP6份硬脂酸丁酯0.2~0.5份有机锡1.2份硬脂酸0.2~0.3份MBS5~10份OPE蜡0.1~0.15份ACR-2011.5~4份酞菁蓝适量

5.PVC电缆料加工配方设计

PVC电缆可分为护层级和绝缘级两种,其中护层级要求耐热性、耐候性好,而绝缘层则要求绝缘性好。

树脂:选用SG-1或SG-2型,并以SG-2型最为常用。

增塑剂:绝缘层以DOP为主,适当配以DIDP、DOTP、M-50及氯化石蜡等绝缘性优良的增塑剂;护层级则选用耐热性好的增塑剂,具体如TOTM、TCP、DIDP及DPOP等。用于电缆料加工配方的增塑剂最大加入量可达60份左右。

稳定剂:以铅盐为主,最好三盐和二盐并用,总用量为6份左右。

润滑剂:常用金属皂类、硬脂酸和石蜡等,用量为1份左右。

PVC电缆料加工配方公式:

绝缘级:PVC(SG-1或SG-2)+增塑剂(DOP、氯化石蜡等)+稳定剂(铅盐)+润滑剂。

护层级:PVC(SG-1或SG-2)+增塑剂(DIDP、TOTM、TCP等)+稳定剂(铅盐)+润滑剂。

具体配方实例如下:

①PVC普通绝缘级电缆料加工配方:

PVC100份二盐2份DOP20份PbSt0.8份氯化石蜡18份CaSt0.4份M-5018份CaCO34份三盐3份煅烧陶土6份

②PVC普通护层级电缆料加工配方:

PVC100份二盐2份DIDP30份PbSt1份TCP12份BaSt1份DOP13份Ca-CO38份三盐3份

③PVC耐热(105℃)护层电缆料加工配方:

PVC100份PbSt0.6份TOTM62份BaSt0.6份双酚A0.4份三盐1份二盐0.5份

树脂:选用SG-5或SG-6型,对于食品和医用级要求VC含量小于10-6kg/kg。

增塑剂:可不加或少加,加入量一般小于10份;对于食品和医用级制品不宜选用磷酸酯类和氯化石蜡等。

稳定剂:要求无毒透明时选有机锡类,其他情况选金属皂类,加入量3~4份。

润滑剂:选硬脂酸及合成酯蜡类,加入量为1份左右。

加工助剂:常用ACR及AMS,加入量3份左右。

冲击改性剂:MBS等。

PVC吹塑制品加工配方公式:

PVC(SG-5或SG-6)+(增塑剂)+稳定剂(金属皂类、有机锡类)+润滑剂+(加工助剂)

具体配方实例如下:

PVC卫生级):100份CaSt0.5份MBS10~15份HSt0.3份AMS1~2份

树脂:要求流动性好、收缩率小,常选SG-4或SG-5型。

增塑剂:视制品的软硬程度确定加入量,常用品种为DOP,并配以环氧酯等其他品种。

稳定剂:硬制品选用铅盐类和有机锡类,软制品选金属皂类。

润滑剂:比较重要,可以解决脱模问题。常用硬脂酸和石蜡,可配以褐煤酯及OPE蜡等。

加工助剂:硬制品需要加入。

PVC注塑制品加工配方公式:

PVC(SG-4或SG-5)+增塑剂+稳定剂(铅盐、金属皂、有机锡)+润滑剂+加工助剂。

具体配方如下:

PVC100份CaSt1.5份DOP4份BaSt1份环氧酯3份钛白粉10份三盐5份

PVC革类制品包括人造革、地板革及壁纸等,成型方法可以用压延法、涂刮法和载体法。

树脂:面层常选乳液法PVC,底层选悬浮法SG-3型PVC。

增塑剂:以DOP为主,适当配以价廉的M-50等,加入量可达60~80份。

稳定剂:面层选金属皂类,底层选铅盐类。

润滑剂:可不加,如加选硬脂酸和石蜡。

PVC革类制品加工配方公式:

PVC(乳液或悬浮SG-3)+增塑剂(60~80份)+稳定剂(面层金属皂类、底层铅盐类)+(润滑剂)。

具体配方实例如下:

①PVC压延法人造革加工配方:

PVC100份Ba/Ca/Zn2.5份DOP45份CaCO310~20份DBP20份

②PVC刮涂法人造革加工配方:

③PVC车用地板革加工配方:

PVC100份PbSt1份PVC旧料20份CaSt1份CaCO330份HSt1份DOP20份AC0.5份三盐3份

④PVC浮雕壁纸加工配方:

PVC乳液):100份DOP65份Ba/Ca2.5份AC5份TiO212.5份CaCO325份

PVC鞋类制品主要包括各类鞋底、凉鞋、拖鞋及雨靴等。

树脂:用SG-2、SG-3及SG-4型。

增塑剂:以DOP和DBP为主,适当配以DOS耐寒增塑剂和价廉的石油酯和氯化石蜡,总加入量可达60份左右。

稳定剂:不透明鞋以铅盐为主,适当配以金属皂类;透明鞋选金属皂类和有机锡类。加入量一般在5份以下。

润滑剂:用于硬脂酸和石蜡等。

PVC鞋类制品加工配方公式:

PVC(SG-2、SG-3、SG-4型)+增塑剂(60份左右)+稳定剂(铅盐、金属皂、有机锡)+润滑剂。

具体配方如下:

①PVC不透明凉鞋加工配方:

PVC100份M-5016份DOP20份三盐2份DBP20份二盐1份BaSt1.5份HSt0.2份CaCO38份

②PVC透明凉鞋加工配方:

PVC100份有机锡1.8份DOP30份Cd/Ba1份DBP30份BaSt1.5份环氧大豆油3份

③PVC泡沫拖鞋加工配方:

④PVC鞋底加工配方:

PVC100份CaCO35份DOP80份环氧大豆油3份P8320份

PVC糊制品主要用于生产儿童玩具和人体模型。

树脂:选用PVC乳液,也可掺入30%悬浮法PVC混合使用。

增塑剂:以DOP为主,适当配以其他品种,例如邻苯二甲酸丁苄酯可以加速胶凝,加入量大,有时高达100份以上。

稳定剂:以金属皂类为主,适当配以环氧酯类。

润滑剂:可不加或少加。

PVC糊制品加工配方公式:

PVC糊(配以少量乳液)+增塑剂(以DOP为主)+稳定剂(金属皂类为主)+(润滑剂)。

具体配方实例如下:

①PVC搪塑玩具娃娃配方:

PVC乳液):70份环氧大豆油5份PVCSG-3):30份Ca/Zn3份DOP35份硫醇锡0.3份邻苯二甲酸丁苄酯20份碳酸钙5~20份聚己二酸丙二醇酯10份

②PVC回转成型玩具配方:

PVC乳液):90份氯化石蜡10份PVCSG-3):10份环氧化酯5份DOP90份Cd/Ba/Zn3份DOA20份

PVC蘸塑制品主要为清洁用手套或非塑料制品的护层等。

树脂:PVC乳液。

增塑剂:常用DOP和环氧酯。加入量:冷蘸塑为85~95份、热蘸塑为65~85份。

稳定剂:加入量较少,一般2份左右,常用三盐和二盐。

润滑剂:可不加。

溶剂:主要有环己酮、乙酸乙酯、二氯乙烷及二甲苯等,挥发性和非挥发性协同加入,总加入量为30~40份。

表面活性剂:降低蘸塑糊黏度,减少增塑剂的使用量,加入量为0.2~0.3份。

PVC蘸塑制品加工配方公式:

PVC乳液+增塑剂(65~95份)+稳定剂(铅盐2份)+(润滑剂)+溶剂(30~40份)+表面活性剂(0.2~0.3份)。

具体配方实例如下:

①PVC弹性体加工配方:

PVC100份环氧大豆油3份DOP100份氢化丁腈胶100份CdSt1.5份DCP1份BaSt0.5份二乙烯基苯2份

②食品用PVC瓶盖发泡垫加工配方:

PVC100份CaSt+ZnSt0.9~1.5份DOP48~54份AC1.3份环氧增塑剂A3~4份HSt0.6~0.9份环氧增塑剂B5~9份

③PVC打包带加工配方:

PVCSG-4):100份三盐4~5份DOP2份BaSt0.5份DBP1份PbSt0.5份CPE1~2份HDPE10份