2024The 17th Ningbo International Plastic and Rubber Industry Exhibition

2024第17届宁波国际塑料橡胶工业展览会

2024年6月13-15日

宁波国际会展中心

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塑料改性配方的20个关键要点,送上超强干货!建议立即收藏!

一、母料核:

母料核在母料中的量一般在20%以上。一般来说,母料核的主要作用是对填充母料进行配比和塑化,它在母料中的量一般在20%以上。母料核可以通过与主体树脂结合在一起的方式来提高填充母料的塑化性能和稳定性,从而使母料更加易于加工和使用。

二、分散剂:

其功能是让填料与载体树脂有很好的相容性,而且熔点和熔体黏度应低于载体树脂。分散剂在母料生产中起着至关重要的作用,它可以让填料与载体树脂有很好的相容性,而且熔点和熔体黏度应低于载体树脂。分散剂可以降低母料在加工过程中的摩擦系数,从而减少母料在加工过程中的磨损和变形。常见的分散剂有硬脂酸及其盐类、芥酸酰胺、固体石蜡、液体石蜡、聚乙烯蜡 (即相对分子量聚乙烯)、氧化PE、α-甲基苯乙烯等。

分散剂的熔点较低,当温度上升时能迅速熔融,并包覆在经过偶联剂、交联剂处理过的无机填料表面,使母料表面张力更与主体树脂接近,因而大大改善无机填料的分散性,并能使复合材料的黏度下降,流动性提高,一般用量约在5%。在母料生产过程中,分散剂的用量通常控制在5%左右,以确保母料的塑化性能和稳定性。

三、载体树脂:

填充母料在主体树脂中能否均匀分散,关键是载体树脂的选择,无规聚丙烯软点较低,对碳酸钙等颗粒的包覆效果好,填充母料的熔体流动速率很高,母料在主体树脂中的分散很好,但对制品的力学性能影响较大,达不到制品的更好需求。载体树脂的选择在母料生产中也非常重要,它是填充母料与主体树脂结合的关键成分,对母料的塑化性能和稳定性有重要的影响。

由于填充母料主要用于聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃塑料制品加工,因而可供选择的载体树脂主要有LDPE、PS、EVA、CPE等,但HDPE、PP、PS单独用作载体树脂生产的填充母料,料条较脆,不易切粒(粒子易碎),LLDPE熔体流动速率低,所制母料不易分散。

四、ABS塑料对PVC:

ABS塑料对PVC可以明显增强冲击强度,而对降低拉伸强度的效果不明显,有些品种兼有加工助剂的功能,一般用量5~15份。ABS由于组成及相对分子量的不同,往往改性效果也不尽相同。在母料生产中,ABS塑料可以作为一种有效的增韧剂来提高填充母料的冲击强度和刚性,而不影响其拉伸强度和加工性能。

五、ABS塑料和MBS塑料:

ABS塑料和MBS塑料都是PVC的有效冲击改性剂,其主要区别在于前者主要用于挤出管材、型材和压延以及吹塑瓶,应予注意的是此类改性聚合物由于组分中都还有丁二烯的不饱和双键结构,因此与PVC共混的耐候性均较差,在配方中应加光稳定剂。两者毒性都很小,可用于与食品接触的场合。

ABS塑料和MBS塑料都是PVC的有效冲击改性剂,可以提高填充母料的冲击强度和刚性,但由于它们都含有丁二烯的不饱和双键结构,因此与PVC共混的耐候性均较差,需要在配方中加入光稳定剂来提高其耐候性。

六、CPE:

CPE一般含氯量为20%~50%,含氯量大于25%的品种具有不燃性。CPE改性PVC,最大特点就是耐候性好,一般认为含氯量36%的品种,在硬质PVC中的改性效果最好,可以获得良好的加工性、分散性和耐冲击性;

且可作为PVC和PE共混物的相容剂,如PVC/PE/PP共混体系(30:28:42)中加入CPE15%~25%,都能得到较好的共混结果。

CPE是一种有效的PVC改性剂,它可以提高PVC的耐候性、加工性能和力学性能。CPE一般含氯量为20%~50%,含氯量大于25%的品种具有不燃性。在硬质PVC中,含氯量为36%的CPE品种改性效果最好,可以获得良好的加工性、分散性和耐冲击性。

另外,CPE粒料孔隙高于PVC,包夹气体多,加工过程中,需要特别注意排气,挤出成型时最好使用排气挤出机。CPE的主要缺点是其制品的透明性差,拉伸强度低,制品表面光泽不如纯PVC制品。CPE粒料孔隙高于PVC,包夹气体多,因此在加工过程中需要特别注意排气。


七、PVC:

由于PVC品种繁多,其改性剂也丰富多样。而硬质PVC制品是PVC制品中最为常见的,硬质PVC的透明性(加工或冲击)改性剂就是在MBS之后开发最为成功的一种。

ACR是对PVC的一种改性剂,主要的作用如下:

a、增加PVC材料的冲击强度。当添加的ACR量不断增加时,硬质PVC材料的冲击强度也在逐渐提高,特别是在ACR的添加量在5~10份之间时,冲击强度的变化最快,但当ACR的添加量达到10份时,基本上已经达到了冲击强度的峰值,因此在继续增加ACR的添加量时,其提高冲击强度的效果已经不明显。

b、随着共混料中ACR的添加量增加,熔融塑化时间会逐渐缩短。ACR是一种能促进PVC树脂凝胶和塑化的改性剂,含有ACR的PVC比不含有ACR的PVC在挤出膨胀方面有明显的增加。一般而言,ACR201的用量为1~3份。

八、EVA塑胶原料改性PVC塑料:

EVA改性塑料PVC的品种主要有乙烯-醋酸乙烯-氧化碳(E-VA-CO)等三元EVA共聚物。这种共混物的相容性非常好,能起高分子增塑剂的作用,其耐久性非常优秀,因此被广泛应用于建材、汽车、靴鞋等工业领域。

九、PVC塑料与丁氰橡胶(NBR):

虽然PVC塑料与丁氰橡胶(NBR)的相容性较好,但由于NBR中的丙烯氰(AN)的存在,两者的相容性会受到一定的影响。当NBR中的AN含量为20%左右时,它与PVC共混物的冲击强度最高。

十、PA塑料和PP塑料共混:

PA塑料和PP塑料共混时,如果添加的相容剂越多,那么共混物的力学性能就会提高,这说明接枝共聚物在一定范围内的添加量越多,PA与PP的相容性就会越好,但当接枝共聚物的添加量超过6.25%时,其性能反而会下降。

十一、天然橡胶与PE共混:

在天然橡胶与PE共混体系中,由于PE非结晶部分与非结晶天然橡胶界面之间存在相互渗透的现象,因此力学性能相对较差。如果在此体系中加入6%的两者嵌段共聚物(NR-b-PE),那么两者的相容性就会得到提高,界面张力也会减小,从而使得PE在共混物中的分散性尺寸减小。

十二、相容剂:

相容剂的用量应该在能充分饱和共混物整个界面的前提下,越少越好,一般常用的量在20%以下。

十三、反应型相容剂:

反应型相容剂通常含有酸基型、环氧基型、异氰酸酯基型和乙烯基型等,这类相容剂能与共混的聚合物组分之间形成新的化学键,也被称为化学增容剂。特别适用于相容性很差并且带有易反应官能团的聚合物的共混。

主要有羧酸化PE、羧酸化PP,羧酸化PS等,这些都是为了促进非极性的聚合物(PE、PP、PS等)与极性聚合物聚酰胺(PA)的相容性而设计的。

十四、塑料阻燃等级的划分:

塑料的阻燃等级可以分为HB、V-2、V-1和V-0四个等级,这四个等级是由HB、V-2、V-1和V-0逐级递增的:

HB:是UL94和CSA C22.2 No.0.17标准中最低的阻燃等级,要求对于厚度为3到13毫米的样品,其燃烧速度应该小于40毫米每分钟;对于厚度小于3毫米的样品,其燃烧速度应该小于70毫米每分钟;或者在100毫米的标志前熄灭。

V-2:是要求对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰应该在60秒内熄灭。而且在测试过程中可以有燃烧物掉下。

V-1:是要求对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰应该在60秒内熄灭,而且在测试过程中不能有燃烧物掉下。

V-0:是要求对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰应该在30秒内熄灭,而且在测试过程中不能有燃烧物掉下。

十五、改性塑料染色常规注意事项:

(1)PS着色配方

PS是一种无色透明塑料,具有优良的着色性能,可以通过着色剂的选择,制造出各种色彩鲜艳、美观的制品。着色剂应具有鲜明性、透明性和耐热性,以确保制品的颜色长久稳定。在PS中,颜色通常会在中间位置迁移,因此着色剂的选择范围非常广泛。

(2)PVC着色配方

影响PVC着色效果的主要因素包括PVC受热分解释放出HCL,因此配方中应加入热稳定剂,以降低PVC的分解速度;其次,为了降低成本常加入填充剂,这些添加剂的种类及加入量会对颜色的变化产生很大的影响;另外,软、硬制品的不同也会导致颜色的差异,尤其是软制品,如加入增塑剂,会使颜色有明显的变化,需要在染色过程中充分考虑这些因素。

十六、使用钛酸酯偶联剂的不足

(1)成本较高。

(2)由于钛酸酯本身的氧化作用或与聚烯烃中某些抗氧剂作用,容易形成颜色较深的化合物,影响碳酸钙的白度,从而导致制得的母料颜色发灰。

(3)用钛酸酯偶联剂处理的碳酸钙,在存放过程中或加工过程中,钛酸酯分子的亲油端易发生水解或醇解而失去作用,从而影响产品的质量。因此,对于如何选择钛酸酯偶联剂以及最佳用量,需要通过实验来确定,一般情况下,建议使用量为填料的0.5%-3%。

十七、铝酸酯偶联剂:

铝酸酯偶联剂是一种新型的偶联剂,具有提高各种填料、颜料分散性及颜料鲜明度的优点,同时其本身色泽较浅,可增加填料如碳酸钙的有机皮膜,使制品更加美观。其热稳定性优于钛酸酯,可在填料表面起化学作用,并可在界面产生粘合和交联作用,进一步提高制品的性能。

钛酸酯偶联剂用量一般为填料的0.5%~2.5%,对于碳黑、氧化铝等高比表面积或高活性表面的填料,用量可增至1.5%~2.5%,以达到最佳的使用效果。铝酸酯偶联剂可与钛酸酯偶联剂并用,从而产生协同效用,提高使用性能,降低成本。

十八、钛酸酯:

在改性塑料过程中,使用钛酸酯的最佳用量需要根据填料的性质和产品的用途通过实验确定,一般情况下,建议使用量为填料的0.5%~3%,用量过大会影响产品的性能,用量过小则达不到预期的效果。

十九、铝酸酯:

铝酸酯偶联剂一般用量为0.25~0.5份,其热稳定性优于钛酸酯,可以降低配方成本,同时其在PVC配方中还具有润滑作用,可以提高制品表面光洁度,使制品更加美观。铝酸酯偶联剂价格低廉,可以降低配方成本,亦可以用于PE、PP、PU、PS等配方中,具有广泛的应用前景。

二十、MBS改性塑料PVC:

用MBS对PVC进行改性时,MBS用量通常维持在10%~15%,可以提高制品的性能和耐老化性能。且MBS改性PVC一般为透明制品,可以提高制品的透明度和外观质量。


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