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聚乙烯蜡小编汇总:PVC抗冲击改性剂应用知识大总结

文章出处:网责任编辑:青岛赛诺作者:青岛赛诺人气:-发表时间:2018-10-07 08:17:00【

赛诺小编在服务客户的过程中发现,目前国内市场PVC抗冲击的改性剂很多,主要有:CPE树脂、CPVC树脂、ABS树脂、MBS 树脂、EVA树脂、NBR树脂、ACR树脂等。赛诺聚乙烯蜡发现这些改性剂各具特点,有自身的优点与缺点,为此必须根据改性剂的特点和加工的产品用途选择合适的改性剂。今天就给大家来做一个总结。

赛诺聚乙烯蜡

PVC抗冲击改性剂有时也会同时也起增塑作用,因此也可以看做增塑剂.而用于PVC树脂的抗冲击改性剂有如下几种:

1、CPE

CPE即氯化聚乙烯,由HDPE部分氯化而成由于氯原子的存在 ,CPE具有了柔软性及—些橡胶性能,而且使 CPB成为极性聚合物且与 PVC有相同的极性基团,增加了与PVC的相容性,因而高分子链间能保持足够大的范德华力从而提高了PVC的抗冲击性,起了增韧作用。而且CPE具有促进PVC熔融、加速塑化的功能,且随CPE用量的增加,塑化时间缩短塑化扭矩、平衡扭矩增大,塑化熔体的粘度加大。

氯化聚乙烯(CPE)是利用HDPE在水相中进行悬浮氯化的粉状产物,随着氯化程度的增加使原来结晶的HDPE逐渐成为非结晶的弹性体。作为增韧剂使用的CPE,含C1量一般为25-45%。CPE来源广,价格低,除具有增韧作用外,还具有耐寒性、耐候性、耐燃性及耐化学药品性。目前在我国CPE是占主导地位的冲击改性剂,尤其在PVC管材和型材生产中,大多数工厂使用CPE。加入量一般为5—15份。CPE可以同其它增韧剂协同使用,如橡胶类、EVA等,效果更好,但橡胶类的助剂不耐老化。

  下面来为大家讲解下有关氯化聚乙烯(CPE)真假的检测方法。
关于氯化聚乙烯真假的检测可从以下三个方面进行:
1、准备两个易拉罐,分别放两种氯化聚乙烯,把易拉罐放在酒精灯上烤,先溶解的就是假的;
2、溶解之后看拉力,拉力强,韧性好,就是真的。
3、用紫色灯光去照射,氯化聚乙烯里面有荧光剂,那就是假的。

2、ACR

ACR 是丙烯酸酯类共聚物,是聚氯乙烯的新颖改性剂,发展很快 。目前用作 PVC 改性剂的 ACR 基本有两类:一类用以改善硬PVC的加工性能 ,属加工改性剂;另一类是用以提高 PVC 制品冲击强度 的抗冲击改性剂。两者化学组成的区别在于,ACR 抗冲击改性剂含有丙烯 酸酯类交联弹性体形成的核,核外是甲基丙烯酸甲酯一丙烯酸乙酯共聚物组成的壳 好的 ACR 与 PVC 的共混体系的抗冲击强度可比PVC提高 1O 倍以上 ,而且其拉伸性能也大大提高 ,尤其适用于户外的硬 PVC塑料制品。ACR 与其它的抗冲击改性剂相 比,具有加工性能好 ,抗冲击效果明显,制品表面光洁美观及优 良的耐老化性能。

一般来讲,适当提高 ACR 中弹性 体的含量可大大提高冲击强度,在弹性体含量为50~ 60%范围内改性效果较好,弹性体含量过高时,PVC/ACR 熔体粘性大与PVC的相溶性降低 ,不易均匀分散,达不到改性效果,含量一般不超过 70 。ACR 粒子的大小是影响抗冲击改性效果的关键因素之一,好的AcR 橡胶核的粒径应在 0.1~O.5 左右,太大太小都不好。特别需要指出的,相同的加工条件下,Pv c/ACR 的体 系,采用不同的稳定体系所制得的共混物冲击强度有较大的差别。如在相同的条件下,采用硬脂酸钡一硬脂酸镉为稳定剂时,较采用铅盐稳定剂具有较高的抗冲击性能。

ACR为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等单体的共聚物,ACR为近年来开发的最好的冲击改性剂,它可使材料的抗冲击强度增大几十倍。ACR属于核壳结构的冲击改性剂,甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物组成的外壳,以丙烯酸丁酯类交联形成的橡胶弹性体为核的链段分布于颗粒内层。尤其适用于户外使用的PVC塑料制品的冲击改性,在PVC塑料门窗型材使用ACR作为冲击改性剂与其它改性剂相比具有加工性能好,表面光洁,耐老化好,焊角强度高的特点,但价格比CPE,高1/3左右。国外常用的牌号如K-355,一般用量6—10份。

3、MBS

抗冲改性剂MBS是MMA接枝丁苯胶乳后经盐析干燥而成的核-壳共聚物,用其改性PVC能提高其冲击强度和综合性能,因其与PVC折光率相近,使改性的PVC是有较好的透明性,因此广泛应用于透明制品。因其含有丁二烯见光易分解老化,因此不适用于户外制品。

MBS是甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯三种单体的共聚物。MBS的溶度参数为94-9.5之间,与PVC的溶度参数接近,因此同PVC时相容性较好,它的最大特点是:加入PVC后可以制成透明的产品。一般在PVC中加人10-17份,可将PVC的冲击强度提高6—15倍,但MBS的加入量大于30份时,PVC冲击强度反而下降。MBS本身具有良好的冲击性能,透明性好,透光率可达90%以上,且在改善冲击性同时,对树脂的其他性能,如拉伸强度、断裂伸长率等影响很小。MBS价格较高,常同其他冲击改性剂,如EAV、CPE、SBS等并用。MBS耐热性不好,耐候性差,不适于做户外长期使用制品,一般不用做塑料门窗型材生产的冲击改性剂使用。

MBS不但能赋予硬 PVC良好的增韧效 果和优异的透光率 ,同时也能改善它的加工性能,这是因为 MBS在塑炼过程中缠绕PVC,相互摩擦,结果不仅促使了PVC颗粒崩解,而且与 PVC粒子粘结在一起 ,促进了 PVC的凝胶化 ,因而缩短了熔融时间,减少了物料在挤出机中的停留时间,防止了PVC分解,改善了PVC的加工性。

PVC/MBS共混物的主要性能特点如下 :

1.抗冲击强度一般PVC高五倍以上,甚至可高三十倍以上,其韧性也大大超过PVC /EV/A和PVC/CPE两种共混物;

2.由于在分散项结构中引入了MMA成分,增加其极性,提高与PVC的相溶性 ,因此此种共混物的透光性不仅大大超过PVC/EVA和PVC/CPE,也超过PVC/ABS ;

3.同样,基于相溶性的提高,PVC/MBS共混物经受折曲时,其应力发白现象少于PV C /ABS ;

4.经受长时间混炼以及 自然老化试验 ,抗冲强度下降很多,故废料可回收利用。

性能及组成上 与PVC/MBS 相近的聚合物共混物还有:

1、SBR上接枝MMA和AN后与PVC共混 ;

2.SBR上接枝MMA\AN 、ST后与PVC共混 ;

3.ABS上接枝MMA后与PVC共混。这些共混物均具有较卓越抗冲性能和透光性能 。

聚乙烯蜡

4、SBS

SBS为苯乙烯、丁二烯、苯乙烯三元嵌段共聚物,也称为热塑性丁苯橡胶,属于热塑性弹性体,其结构可分为星型和线型两种。SBS中苯乙烯与丁二烯的比例主要为30/70、40/60、28/72、48/52几种。主要用做HDPE、PP、PS的冲击改性剂,其加入量5—15份。SBS主要作用是改善其低温耐冲击性。SBS耐候性差,不适于做户外长期使用制品。

5、ABS

ABS为苯乙烯(40%-50%)、丁二烯(25%—30%)、丙烯腈(25%-30%)三元共聚物,主要用做工程塑料,也用做PVC冲击改性,对低温冲击改性效果也很好。ABS加入量达到50份时,PVC的冲击强度可与纯ABS相当。ABS的加入量一般为5—20份,ABS的耐候性差,不适于长期户外使用制品,一般不用做塑料门窗型材生产的冲击改性剂使用。

6、EVA

EVA是乙烯和醋酸乙烯酸的共聚物,醋酸乙烯酯的引入改变了聚乙烯的结晶性,醋酸乙烯酯含量大量差,而且EVA与PVC折光率不同,难以得到透明制品,因此,常将EVA与其它抗冲击树脂并用。EVA添加量为10份以下。

另外橡胶类抗冲击改性剂也是性能优良的增韧剂,主要品种有:乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)及丁苯橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、聚异丁烯、丁二烯橡胶等,其中EPR、EPDM、NBR三种最常用,其是改善低温耐冲击性优越,但都不耐老化,塑料门窗型材一般不使用这类冲击改性剂。

目前,在国内CPE主要应用作PVC的抗冲击性剂,而国外主要应用MBS及ACR(丙烯酸酯类共聚物),尚有ABS(丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物)和EVA(乙烯一醋酸乙烯共聚物)。经实用比较,MBS树脂是综合性能优异的抗冲击改性剂品种,尤以透明性和配位性为佳。

具体比较如下:

透明性:MBS>ACR>CPE、EVA

加工性:MBS、ACR>CPE>EVA

配伍性:MBS>ACR>CPE>EVA

MBS树脂的抗冲击性优于EVA,但差于ACR、CPE及ABS。耐候性方面MBS与ABS近,却劣于其他三者。光及热稳定性方面MBS也近于ABS,但低于ACR.与CPE。应强调的是,MBS树脂在透明型PVC树脂制品加工中的重要作用,尚无法替代。MBS树脂通常可使PVC的冲击强度提高5-6倍,并对抗张强度、伸长率影响很小。

7、NBR 抗冲击改性剂

NBR是丙烯腈 (A N )与丁二烯的无规共聚物,通常作为耐油橡胶使用。由于 AN 与PVC具有良好的相容性,AN 含量介于 2O~30 的N BR 具有低的 Tg,又具有与PVC 良好 的相容性,故可作为PVC 抗冲击剂使用。为 了改善 NBR 在 PVC 的分散性和加工性 ,应使用乳液法聚合得到的相对分子量低一些的 NBR 。硬 PVC 中掺入粉末NBR 能使其耐磨性、耐热性、耐冲击性、耐低温等都得到显著改善。但需要注意的是,NBR用量不宜超过20 份,否则不能作为硬PVC制品使用。PVC/NBR 共混物可生产波纹管和其它柔性管材,电线包覆材料,电器绝缘零件及鞋材料等。NBR 属于不饱和烃 ,用其改性的PVC 在耐候性方面不很理想。

 

PVC改性剂分类和选择

PVC改性剂根据其功能和改性的特点用于玻璃状无定形PVC的改性剂,可分为6组:

①高效抗冲击改性剂:用于不透明的抗冲击混合料中。

②透明抗冲击改性剂:当要求光学性能及抗冲击性能时,使用这种改性剂。

③热变形改性剂:用于提高PVC混合料的加工温度范围。

④普通改性剂:用于改进抗冲击性能、高温强度和低温挠性。

⑤耐候性改性剂:在户外应用中使用该种改性剂可防止紫外线光降解。

⑥加工助剂:通过减少熔融时间改进PVC的熔体性能。

1 高效抗冲击改性剂

ABS和MBS一类的高效抗冲击改性剂对PVC抗冲击性的改进具有协同效应。因此,在PVC中加入少量的改性剂就可得到高的抗冲击性,并增加 PVC的挠性,而不明显地改变混合料的机械性能。PVC的分子量决定抗冲击改性剂的量。分子量越高,所需要的改性剂的量越少。产品的最终用途决定该PVC混合料所需要的分子量。例如,低分子量PVC最好用住模法加工;而高分子量PVC则选用管状挤出加工。高效耐冲击改性剂的典型应用是用于PVC管、注模混合料及压延不透明薄膜和片材。

2 透明抗冲击改性剂

透明抗冲击改性剂在PVC混合料中如同不透明改性剂一样可提供一些附加的性能,如光传播、光雾、黄度指数。低折白和变色等光学特性。在制备ABS和MBS改性剂的乳液过程中,通过使PVC和改性剂的折光指数相等的办法来获得保持透明度所需要的光学性能;通过将橡胶状基质的粒子大小控制在 1000-3000A的窄分布范围内获得抗冲击效果;通过接枝的 S/AN或 MMA/S的溶解度参数获得相容性/不相容性的平衡(抗冲击特性)。这类改性剂的典型应用有透明压延薄膜、包装用片材及吹制PVC瓶等。

3 热变形改性剂

热变形改性剂可提高PVC的有效热使用温度。每填加一份改性剂大约可提高IT。向PVC中添加热变形改性剂也可增加刚度,使对抗张强度的影响最小,但常常消弱了抗冲击强度。这类改性剂通常由多α-甲基苯乙烯/丙烯睛(AMSAN)或戊二酰亚胺组成。对于AMS聚合物,由于其连到苯乙烯上的甲基基团的位阻现象,增加了PVC热变形性。戊二酰亚胺聚合物因其杂环结构可增加聚合物链刚度,由此而增加PVC母体的热变形性。热变形改性剂的应用有乙烯基壁板、耐热型材及需要模压牢度的汽车仪表衬垫片材等。

4 普通改性剂

普通改性剂是用于半硬质PVC混合料的半硬质改性剂,是典型的ABS改性剂,含有较少的丁二烯及较多的未接枝全刚性聚 S/AN。这些改性剂具有刚性和橡胶性两相,可使半硬质混合料具有多种性能。丁二烯橡胶相可增加低温抗龟裂性,高分子量刚性 S/AN具有热成型性和好的性能保持率等加工性能。普通改性剂的典型用法有汽车仪表板片材、行李箱ABS盖板材料及汽车型材等。

5 耐候性改性剂

耐候性抗冲击改性剂可防止紫外线光降解。与MBS和ABS一样,丁二烯改性剂不适用于户外使用,除非其外层有一防紫外线层的保护。在丁二烯的双链部位,紫外线可打破其不饱和的碳链骨架,并通过氧化和其他降解反应,使改性性变脆。具有较强防紫外线降解的改性剂的功能与MBS和ABS类似,但它们具有丙烯酸了酯或丙烯酸2-乙基-己酯接技相,这些成分的聚合物链上不含有双链,不存在发生降解反应起始的部位。通常称这类改性剂为丙烯酸系改性剂,并主要用于PVC壁板、窗型材及其他一些需要耐候的应用场合。它们在户外使用时,具有一些抗冲击性,但效果不及ABS或MBS有效。

另外一种可在户外使用的耐候性改性剂是CPE(氯化聚乙烯)。该种改性剂不太有效,改性效果不太好。通过类似于增塑作用(或一个相互贯穿的网络)的机理增加 PVC母体的韧性。

6 加工助剂

在PVC复混物中加入加工助剂,可增加熔融和熔体性能。典型的加工助剂是有极高分子量的聚合物,如MMA/EA、苯乙烯、MMA/S/AN或 S/AN等。主要用于PVC掺混料中,其用量对PVC干混料来说,一般为1份或更少。其功能是通过增加 PVC和混合设备金属内表面间的摩擦力来促进混合料的熔融。在PVC发泡中,因高分子量聚SAN和聚MMA/S/AN控制熔融粘度非常有效。在塑料工业中,这些不同的改性剂各司其职,对每一种具体聚合物需在抗冲击性。流动性、成本、稳定性及粒子大小控制等各方面进行比较才能正确地选择出改性剂。

多元共混改性

对于使用要求高的场合,需要 PVC多元共混改性,以满足多项性能指标要求,改善单一改性所不能实现的指标,获取经济和性能等多因素的优化。

1、CPVC/PVC/CPE共混改性

CPVC 、PVC 、CPE 三种组分的分子结构相似,极性相似,共混物微区界面相容性好 ,生产的耐热性塑料物理机械性能具有独特的优点:加工容易,机械强度高,耐化学腐蚀 ,自熄阻燃性好 ,尤其是维卡软化温度高,使用温度达 100℃以上,广泛用于 85~100℃工作环境的给、排水系统,隔热,密封系统和通风采暖系统。CPVC/PVC /CPE 共混物有三大特点 :

1、共混物的维卡软化温度随 CPVC 用量的增加而显著增加。

2、CPE 用量为 4~8 份时,可明显改善共混物的冲击性能。

3、共混物熔体的粘度受 CPVC 用量的影响较大。

2、PVC/ABS/CPE 共混改性

PVC/ABS/CPE 三元 共混是一种良好的增韧PVC体系,在性能上三元PVC/ABS 、PVC/CPE 二元共混物的优点,改善了二元共混各 自的不足,具有适中的低温冲击强度,拉伸性能以及适宜的加工性能。选用PVC/ABS/CPE 份额为 90/10/5,是三元共混的最佳配方,这时体系的抗 冲击强度和拉伸性能及加工都最理想。加工温度宜在100~300 ,PVC/ABS/CPE 共混物同时存 在网状结构和岛相结构,冲击强度值较高。

3、PVC/ABS 一SAN 共混改性

a—sAN 是以苯酚、丙酮装置副产物a一甲基苯乙烯为主要原料,与苯乙烯和丙烯腈进行悬浮聚合制得的共聚物。在 PVC/3S体系中,加入相对粘度为 1.4~1.6 的适量 a—SAN ,可使 PVC/A BS-SAN 共混物获得优良的冲击性能。同时因 a—SAN 不存在C—c双键,分子链上又含有较多的苯环和a一甲基,耐热性较ABS 还要好。如再配三盐基硫酸铅等复合稳定剂,可有效提高共混物的加工条件。

4、PVC/MBS/ACR 共混改性

ACR是最好的PVC耐候性抗冲击改性剂,PVC/ACR可保持长期的高冲击强度 、外观及良好的耐热性、抗张强度以及耐药品等性能 ,但会损害PVC原有的透明性 。而PVC/MBS 共混成型的制品,开始确有较高的耐冲击性,出色的透明性及外观,但在室外使用时,以冲击强度为代表的物性就会下降,最终引起外观的变化。为克服两者的缺点,发挥两者的优点,将两种改性剂联合使用,取长补短,便可制得透明性、耐候性均好的PVC制品,进一步扩大了硬 PVC制品的应用领域 PVC/SBR/IvIBS/ACR 三元共混原料的配 比应定为 1.0/5~15/3~15,具体要视所制造的制品、设备、工艺条件而定 。

5、用CPE和NBR 对 PVC/MBS/sBR 共混改性

用 CPE 和 NBE 对 PVC/MBS/SBR 共混改性,有如下特点;

(1)PVC/SBR 共混体系相容差,抗i中强度 提高约 3 倍 ,同时弯曲强度下降 20~30,增韧效果不显著 ,聚合物合金综合性能差 。

(2)PVC/SBR体系中加入MBS可使PVC 的冲击强度显著提高 ,在 MBS/SBR 为8/5 时 ,冲击强度可达 65kJ/m,但弯曲强度保留率仅为 70%。

(3)CPE的加入大大增加了 PVC/sBR/MBS 的相容性,使得 PV C复合体系的冲击强度在 PVC/MBS/CPE = 100/5/8/7 时高达85kJ/m ,在配方比例为 100/5/8/5,冲击强度为 54.4kJ/m ,拉伸强度 34.3M Pa,弯曲强度保留率为 86 ,可满足一定的使用要求。

(4)NBR 的加入大大提高了 PVC/MBS的抗冲强度 ,NBR 加入量为 7份,冲击强度为 21.1kl/m,拉伸强度 48.7M Pa,弯曲强度保留率为 96 ,综合性能优良,可满足硬质聚氯乙烯的性能指标。

?抗冲击改性剂选择的考虑因素加入量越多越好,必须根据不同的配方及用途,通过试验选择抗冲击改性剂可大大改善 PVC 的加工性能,但是并不是其最佳共混比。同时必须注意抗冲击剂虽然可以提高冲击强度,但可能使其它机械性能下降。还要考虑共混工艺 (温度、加料次序等)也对共混性能产生严重影响。不同改性剂对共混物耐候性及白度也有不同程度的影响。另—个值得注意的是改性剂的价格 ,一般讲改性剂价格次序为:MBS> ABS> ACR > NBR > CPE> EVA 。

总之 ,我们只有根据不同的使用要求 ,不同的生产要求,选择不同的改性剂及配方,才能实现产品性能和价格比的最优化。

青岛赛诺专注聚乙烯蜡等助剂的研发、生产、应用工作,为您提供抗析出、高润滑、超分散的产品体系。公司拥有成熟的技术研发团队,拥有先进的国际化实验室对外开放,为有需求的客户提供配方优化、降本增效等技术支持,同时为顺应环保要求,我们还为企业提供助剂一包化、助剂无尘化服务。

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