昆山軒業(yè)達機械介紹：PVC型材配方設計與加工工藝

 配方的設計原理和各類配方的特點 

PVC 塑料型材配方主要由 PVC 樹脂和助劑組成的，其中助劑按功能又分為： 熱穩(wěn)定劑、潤滑，劑、加工改性劑、沖擊改性劑、填充劑、耐老化劑、著色劑等。 

在設計 PVC 配方之前，首先應了解 PVC 樹脂和各種助劑的性能。 原料與助劑 PVC 樹脂 生產(chǎn) PVC 塑料型材的樹脂是聚氯乙烯樹脂(PVC)，聚氯乙烯是由氯乙烯單體 聚合而成的聚合物，產(chǎn)量僅次于 PE，居第二位。 

PVC 樹脂由于聚合中的分散劑的不同可分為疏松型(XS)和緊密型(Ⅺ)兩種。疏松型粒徑為 0．1—0．2mm，表面不規(guī)則，多孔，呈棉花球狀，易吸收增塑劑， 緊密型粒徑為 0．1mm 以下，表面規(guī)則，實心，呈乒乓球狀，不易吸收增塑劑， 目前使用疏松型的較多。 

PVC 又可分為普通級(有毒 PVC)和衛(wèi)生級’ (無毒 PVC)。衛(wèi)生級要求氯乙烯 (VC)含量低于 lOXl0-6，可用于食品及醫(yī)學。

合成工藝不同，PVC 又可分為懸浮 法 PVC 和乳液法 PVC。

根據(jù)國家標準 GB／T5761-93《懸浮法通用型聚氯乙烯樹脂 檢驗標準》 規(guī)定， 懸浮法 PVC 分為 PVC-SGl 到 PVC-SG8Jk 種樹脂， 其中數(shù)字越小， 聚合度越大，分子量也越大，強度越高，但熔融流動越困難，加工也越困難。具 體選擇時，做軟制品時，一般使用 PVC-SGl、PVC-SG2、PVC-SG3 型，需要加人大 量增塑劑。例如聚氯乙烯膜使用 SG-2 樹脂，加入 50~80 份的增塑劑。而加工硬 制品時，一般不加或很少量加入增塑劑，所以用 PVC-SG4、VC-SG5、PVC-SG6、 PVC-SG7、PVC-SG8 型。如 PVC 硬管材使用 SG-4 樹脂、塑料門窗型材使用 SG-5 樹脂，硬質(zhì)透明片使用 SG-6 樹脂、硬質(zhì)發(fā)泡型材使用 SG-7、SG-8 樹脂。而乳液 法 PVC 糊主要用于人造革、壁紙及地板革和蘸塑制品等。一些 PVC 樹脂廠家出廠 的 PVC 樹脂按聚合度(聚合度是單元鏈節(jié)的個數(shù)，聚合度乘以鏈節(jié)分子量等于聚 合物分子量)分類， 如山東齊魯石化總廠生產(chǎn)的 PVC 樹脂， 出廠的產(chǎn)品為 SK-700； SK-800；SK—1000；SK—1100；SK-1200 等。其 SG-5 樹脂對應的聚合度為 1000—1100。 

PVC 粉末為一種白色粉末，密度在 1．35—1．45g／cm3 之間，表觀密度在 0．4-0．5g／cm3。視增塑劑含量大小可為軟、硬制品，一般增塑劑含量 0-5 份 為硬制品，5-25 份為半硬制品，大于 25 份為軟制品。 PVC 是一種非結(jié)晶、 極性的高分子聚合物， 軟化溫度和熔融溫度較高， PVC 純 一般須在 160—210~C 時才可塑化加工，由于大分子之間的極性鍵使 PVC 顯示出 硬而脆的性能。而且，PVC 分子內(nèi)含有氯的基團，當溫度達到 120~C 時，純 PVC 即開始出現(xiàn)脫 HCl 反應，會導致 PVC 熱降解。因此，在加工時須加入各種助劑對 PVC 進行加工改性和沖擊改性，使之可以加工成為有用的產(chǎn)品。

 PVC 樹脂主要用于生產(chǎn)各類薄膜(如日用印花膜、工業(yè)包裝膜、農(nóng)用大棚膜 及熱收縮膜等)、各類板、片材(其片材可用于吸塑制品)，各類管材(如無毒上水 管、建筑穿線管、透明軟管等)、各類異型材(如門、窗、裝飾板)，中空吹瓶(用 于化妝品及飲料)，電纜、各類注塑制品及人造革、地板革、搪塑玩具等。

穩(wěn)定劑 

純的 PVC 樹脂對熱極為敏感，當加熱溫度達到 90Y：以上時，就會發(fā)生輕微 的熱分解反應，當溫度升到 120C 后分解反應加劇，在 150C，10 分鐘，PVC 樹脂 就由原來的白色逐步變?yōu)辄S色—紅色—棕色—黑色。PVC 樹脂分解過程是由于脫 HCL 反應引起的一系列連鎖反應，最后導致大分子鏈斷裂。防止 PVC 熱分解的熱 穩(wěn)定機理是通過如下幾方面來實現(xiàn)的。 通過捕捉 PVC 熱分解產(chǎn)生的 HCl，防止 HCl 的催化降解作用。 鉛鹽類主要按此機理作用 ，此外還有金屬皂類、有機錫類、亞磷酸脂類及 環(huán)氧類等。 ·置換活潑的烯丙基氯原子。 金屬皂類、 亞磷酸脂類和有機錫類可按此機理作用。 ·與自由基反應，終止自由基的反應。有機錫類和亞磷酸脂按此機理作用。 ·與共扼雙鍵加成作用，抑制共扼鏈的增長。 有機錫類與環(huán)氧類按此機理作用。 ·分解過氧化物，減少自由基的數(shù)目。有機錫和亞磷酸脂按此機理作用。 ·鈍化有催化脫 HCl 作用的金屬離子。 同一種穩(wěn)定劑可按幾種不同的機理實現(xiàn)熱穩(wěn)定目的。 

常用穩(wěn)定劑品種： 

1、鉛鹽類 鉛鹽類是 PVC 最常用的熱穩(wěn)定劑，也是十分有效的熱穩(wěn)定劑，其用量可占 PVC 熱穩(wěn)定劑的 70％以上。 鉛鹽類穩(wěn)定劑的優(yōu)點：熱穩(wěn)定性優(yōu)良，具有長期熱穩(wěn)定性，電氣絕緣性能優(yōu) 良，耐候性好，價格低。 鉛鹽類穩(wěn)定劑的缺點：分散性差、毒性大、有初期著色性，難以得到透明制 品，也難以得到鮮明色彩的制品，缺乏潤滑性，易產(chǎn)生硫污染。

 常用的鉛鹽類穩(wěn)定劑有： 

(1)三鹽基硫酸鉛 分子式為 3PbO．PbSO．H20，代號為 TLS，簡稱三鹽，白色粉末，密度 6．4g／cm’。三鹽基硫酸鉛是最常用的穩(wěn)定劑品種，一般與二鹽亞磷酸鉛一起并用， 因無潤滑性而需配人潤滑劑。主要用于 PVC 硬質(zhì)不透明制品中，用量一般 2~7 份。 

(2)二鹽基亞磷酸鉛 分子式為 2PbO． PbHPO3.H2O， 代號為 DL， 簡稱二鹽， 白色粉末， 密度為 6． 1g ／cm3。二鹽基亞磷酸鉛的熱穩(wěn)定性稍低于三鹽基硫酸鉛，但耐候性能好于三鹽 基硫酸鉛。二鹽基亞磷酸鉛常與三鹽基硫酸鉛并用，用量一般為三鹽基硫酸鉛的 1／2。 

(3)二鹽基硬脂酸鉛 代號為 DLS，不如三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛常用，具有潤滑性。常與 三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛并用，用量為 0．5—1．5 份。

 2、金屬皂類 為用量僅次于鉛鹽的第二大類主穩(wěn)定劑，其熱穩(wěn)定性雖不如鉛鹽類，但兼具 潤滑性。金屬皂類可以是脂肪酸(月桂酸、硬脂酸、環(huán)烷酸等)的金屬(鉛、鋇、 鎘、鋅、鈣等)鹽，其中以硬脂酸鹽最為常用，其活潑性大小順序為：Zn 鹽?Cd 鹽?Pb 鹽?Ca 鹽 7．Ba 鹽。金屬皂類一般不單獨使用，常常為金屬皂類之間或與 鉛鹽及有機錫等并用。除 Gd、Pb 外都無毒，除 Pb、Ca 外都透明，無硫化污染， 因而廣泛用于軟質(zhì) PVC 中，如無毒類、透明類制品等。 常用的金屬鹽類穩(wěn)定劑有： (1)硬脂酸鋅(ZnSt)，無毒且透明，用量大后，易引起“鋅燒”制品變黑， 常與 Ba、Ca 皂并用。 (2)硬脂酸鎘(CdSt)，為一重要的透明穩(wěn)定劑品種，毒性較大，不耐硫化污 染，抑制初期變色能力大，常與 Ba 皂并用。 (3)硬脂酸鉛(PbSt)，熱穩(wěn)定性好，可兼做潤滑劑。缺點為易析出，透明差， 有毒且硫化污染嚴重，常與 Ba、Cd 皂并用。 (4)硬脂酸鈣(CaSt)，加工性能好、熱穩(wěn)定能力較低，無硫化污染，無毒， 常與 Zn 皂并用。 (5)硬脂酸鋇(BaSt)，無毒，長期熱穩(wěn)定性好，抗硫化污染，透明，常與 Pb、 Ca 皂并用。復合品種常用的有：Ca／Zn(無毒、透明)、Ba／Zn(無毒、透明)、 Ba／Cd(有毒、透明)及 Ba／Cd／Zn。 3、有機錫類

有機錫類為熱穩(wěn)定劑中最有效的，在透明和無毒制品中應用最廣泛的一類， 其突出優(yōu)點為：熱穩(wěn)定性好，透明性好，大多數(shù)無毒。缺點為價格高，無潤滑性。 有機錫類大部分為液體，只有少數(shù)為固體?？梢詥为毷褂茫渤Ｅc金屬皂類 并用。 

有機錫類熱穩(wěn)定劑主要包括含硫有機錫和有機錫羧酸鹽兩類。

 (1)含硫有機錫類： 主要為硫醇有機錫和有機錫硫化物類穩(wěn)定劑，與 Pb、Cd 皂并用會產(chǎn)生硫污。 含硫有機錫類透明性好。主要品種有： a、二巰基乙酸異辛酯二正辛基錫(DOTTG)，外觀為淡黃色液體，熱穩(wěn)定性及 透明性極好，無毒，加入量低于 2 份。 b、二甲基二巰基乙酸異辛酯錫(DMTFG)，外觀為淡黃澄清液體，為無毒、高 效、透明穩(wěn)定劑，常用于扭結(jié)膜及透明膜中。 (2)有機錫羧酸鹽： 穩(wěn)定性不如含硫有機錫，但無硫污染，主要包括脂肪酸錫鹽和馬來酸錫鹽。 主要品種有： a、二月桂酸二正丁基錫(DBTL)淡黃色液體或半固體，潤滑性優(yōu)良，透明性 好，但有毒，常與 Cd 皂并用，用量 1-2 份；與馬來酸錫及硫醇錫并用，用量 0。 5—1 份。 b、二月桂酸二正辛基錫(DOTL)，有毒且價高，潤滑性優(yōu)良，常用于硬 PVC 中，用量小于 1．5 份。c、馬來酸二正丁基錫(DBTM)，白色粉末，有毒，無潤滑 性，常與月桂酸錫并用，不可與金屬皂類并用于透明制品中。 

4、有機銻類 具有優(yōu)秀的初期色相和色相保持性， 尤其是在低用量時， 熱穩(wěn)定性優(yōu)于有機錫類， 特別適于用雙螺桿擠出機的 PVC 配方使用。 有機銻類主要包括硫醇銻鹽類、巰基乙酸酯硫醇銻類、巰基羧酸酯銻類及羧 酸酯銻類等。國內(nèi)的銻穩(wěn)定劑主要以三巰基乙酸異辛酯銻(ST)和以 ST 為主要成 分的復合穩(wěn)定劑 STH—I 和 STH-Ⅱ兩種為主。五硫醇銻為透明液體，可用作透明 片、薄膜、透明粒料的熱穩(wěn)定劑。STH-I 可以代替京錫 C-102，可抑制 PVC 的初 期著色，熱穩(wěn)定性好，制品透明，顏色鮮艷，STH—Ⅱ無毒，主要用于 PVC 水管 等。

5、稀土穩(wěn)定劑 選材多為稀土氧化物和稀土氯化物為主， 其氧化物和氯化物多為鑭、 鐠、 鈰、 釹等輕稀土元素的單一體或混合體。 稀土元素有著相似且異?；顫姷幕瘜W性質(zhì)， 有著眾多的軌道可作為中心離子 接受配位體的孤對電子，同時稀土金屬離子有較大的離子半徑，與無機或有機配 位體主要通過靜電引力形成離子配鍵，作為絡合物的中心原子，常以 d2SP3、 d4dP3、f3d5Ssp3 等多種雜化形式形成配位數(shù)為 6—12 的絡合物。 稀土元素優(yōu)良的力學性能及其分組原理都與稀土元素的幾何性質(zhì)有關(guān)。 因為 原子和離子的半徑是決定晶體的構(gòu)型、 硬度、 密度和熔點等物理性質(zhì)的重要因素， 在常溫、常壓條件下，稀土金屬鑭、鐠、釹呈雙六方晶體結(jié)構(gòu)，而鈰呈立方晶體 密集(面心)結(jié)構(gòu)，當溫度、壓力變化時，多數(shù)稀土金屬發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。由于鑭系 收縮，鑭系元素的原子半徑、原子體積隨原子序數(shù)增加而減小，密度隨原子序數(shù) 增加而增加，但鈰與鑭、鐠、釹相比，有異?，F(xiàn)象。 在鑭、鈰、鐠、釹中，鑭的化學性質(zhì)是最活潑，但三價鑭與 C1 只能生成 RECl 正絡合物，而且此絡合物不穩(wěn)定，而鈰、鐠這些高價的稀土離子與 Cl 生成絡合 物的能力比三價的鑭要強，它們與 Cl 配體能生成穩(wěn)定的負絡離子，因此，在稀 土熱穩(wěn)定劑的選材上要綜合鑭、鈰、鐠、釹的各自優(yōu)點，在不同的應用范圍，用 其高純單一體、混合體或合理搭配。 稀土離子為典型的硬陽離子，即不易極化變形的離子，它們與金屬硬堿的配 位原子，如氧的絡合能力很強。稀土化合物對 CaC03 的偶聯(lián)作用，由于稀土離子 和 PVC 鏈的氯離子之間存在強配位相互作用， 有利于剪切力的傳遞從而使稀土化 合物能有效地加速 PVC 的凝膠化，即可促進 PVC 塑化，又可起到加工助劑 ACR 的作用。同時，稀土金屬離子與 CPE 中的 C1 配位，可使 CPE 更加發(fā)揮其增韌改 性的作用。這些效能發(fā)揮的充分與否、平衡與否，與稀土復合物中的復配助劑有 著相當大的關(guān)系，復合物中的潤滑體系、加工改性體系都至關(guān)重要，因此復配工 藝的好壞直接影響著稀土多功能復合穩(wěn)定劑的效能。 性能優(yōu)良的稀土穩(wěn)定劑應具 有以下功能： (1)優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能 靜態(tài)動態(tài)熱穩(wěn)定性，均與京錫 8831 相當，好于鉛鹽及金屬皂類，是鉛鹽的 三倍及 Ba／Zn 復合穩(wěn)定劑的 4 倍?？蓮团涑蔀闊o毒、透明的，還可部分代替有 機錫類穩(wěn)定劑而廣泛應用。 稀土穩(wěn)定劑的作用機理為捕捉 HCl 和置換烯丙基氯原 子，與環(huán)氧類的輔助穩(wěn)定劑具有較好的協(xié)同作用。 (2)偶聯(lián)作用 具有優(yōu)良的偶聯(lián)作用，與鉛鹽相比，與 PVC 有很好的相容作用，對于

PVC-CaCO，體系偶聯(lián)作用較好，有利于 PVC 塑料門窗異型材強度的提高。用稀土 穩(wěn)定劑加工的 PVC 型材的焊角強度比鉛鹽穩(wěn)定劑的 PVC 型材焊角強度要高， 原料 價格也高一些。 (3)增韌作用 與 PVC 樹脂和增韌劑 CPE 的良好的相容性以及與 CaCO3， 的偶聯(lián)作用， PVC 使 樹脂在加工中塑化均勻，塑化溫度低，型材的耐沖擊性能較好。 稀土穩(wěn)定劑無潤滑作用，應與潤滑劑一起加入， 目前我國生產(chǎn)的稀土復合 穩(wěn)定劑是將稀土、熱穩(wěn)定劑和潤滑劑復配而成的，加入量一般為 4-6 份。

 6、復合鉛鹽穩(wěn)定劑 鉛鹽穩(wěn)定劑價格低廉，熱穩(wěn)定性好，一直被廣泛使用，但鉛鹽的粉末細小， 配料和混合中，其粉塵被人吸入會造成鉛中毒，為此，科技人員又研究出一種新 型的復合鉛鹽熱穩(wěn)定劑。這種復合助劑采用了共生反應技術(shù)將三鹽、二鹽和金屬 皂在反應體系內(nèi)以初生態(tài)的晶粒尺寸和各種潤滑劑進行混合， 以保證熱穩(wěn)定劑在 PVC 體系中的充分分散，同時由于與潤滑劑共熔融形成顆粒狀，也避免了因鉛粉 塵造成的中毒。復合鉛鹽穩(wěn)定劑包容了加工所需要的熱穩(wěn)定劑組份和潤滑劑組 份，被稱作為全包裝熱穩(wěn)定劑。它具有以下的優(yōu)點： (1)復合熱穩(wěn)定劑的各種組份在其生產(chǎn)過程中可得到充分混合，大幅度改善 了與樹脂混合分散的均勻性。 (2)配方混合時，簡化了計量次數(shù)，減少了計量差錯的概率及由此所帶來的 損失。 (3)簡便了輔料的供應和貯備，有利于生產(chǎn)、質(zhì)量管理。 (4)提供了無塵生產(chǎn)產(chǎn)品的可能性，改善了生產(chǎn)條件。 總之，復合熱穩(wěn)定劑有利于規(guī)模生產(chǎn)，為鉛鹽熱穩(wěn)定劑的發(fā)展提供了新的方 向。復合鉛鹽穩(wěn)定劑一個重要指標是鉛的含量，目前所生產(chǎn)的復合鉛鹽穩(wěn)定劑含 鉛量一般為 20％-60％；在 PVC 塑料門窗型材生產(chǎn)上的用量為 3．5—6 份。表 2 是一些 PVC 型材生產(chǎn)用的復合鉛鹽穩(wěn)定劑的牌號和用量。 

7、主要的輔助熱穩(wěn)定劑品種 輔助墊穩(wěn)定劑本身不具有熱穩(wěn)定作用，只有與主穩(wěn)定劑一起并用，才會產(chǎn)生 熱穩(wěn)定效果，并促進主穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果。輔助熱穩(wěn)定劑一般不含金屬，因此也 稱為非金屬熱穩(wěn)定劑。 輔助熱穩(wěn)定劑的主要品種有：

    (1)亞磷酸酯類。是一重要的輔助熱穩(wěn)定劑，與 Ba／Cd、Ba／Zn 復合穩(wěn)定劑 及 Ca／Zn 復合穩(wěn)定劑等有協(xié)同作用，主要用于軟質(zhì) PVC 透明配方中，用量為 0．1—1 份。 (2)環(huán)氧化合物類，與金屬皂類有協(xié)同作用，與有機錫類稀土穩(wěn)定劑并用效 果好，用量為 2-5 份，常用的品種為環(huán)氧大豆油、環(huán)氧脂。 (3)多元醇類，主要有季戊四醇、木糖醇、甘露醇等，可與 Ca／Zn 復合穩(wěn)定 劑并用。 潤滑劑 潤滑劑的作用是降低物料之間及物料和加工設備表面的摩擦力， 從而降低熔 體的流動阻力，降低熔體粘度，提高熔體的流動性，避免熔體與設備的粘附，提 高制品表面的光潔度等。 根據(jù)不同成型方法，其潤滑作用側(cè)重不同： 壓延成型，防止熔料粘輥； 注射成型，提高流動，提高脫模性； 擠出成型，提高流動，提高口模分離性； 壓制及層壓成型， 利于壓板與制品分離。 潤滑劑的分類： ·按潤滑劑成份分類，主要有飽和烴和鹵代烴類、脂肪酸類、脂肪酸酯類、 脂肪族酯胺類、金屬皂類、脂肪醇和多元醇類等。 ·按潤滑劑的作用分類，分為內(nèi)，外潤滑劑。 其主要區(qū)分是依其與樹脂的相容性大小。 內(nèi)潤滑劑與樹脂親和力大，其作 用是降低分子間的作用力；外潤滑劑與樹脂的親和力小，其作用是降低樹脂與金 屬表面之間的摩擦。 內(nèi)外潤滑劑之分只是相對而言，并無嚴格劃分標準。在極性不同的樹脂中，內(nèi)、 外潤滑劑的作用有可能發(fā)生變化。例如硬脂酸醇、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯及硬 脂酸單甘油酯對極性樹脂(如 PVC 及 PA)而言，起內(nèi)潤滑作用；但對于非極性樹 脂(如 PE、PP)，則顯示外潤滑作用。相反，高分子石蠟等與極性樹脂相容性差， 如在極性 PVC 中用做外潤滑劑，而在 PE、PP 等非極性樹脂中則為內(nèi)潤滑劑。 在不同加工溫度下，內(nèi)、外潤滑劑的作用也會發(fā)生變化，如硬脂酸和硬脂醇 用于 PVC 壓延成型初期， 由于加工溫度低， PVC 相容性差， 與 主要起外潤滑作用； 當溫度升高后，與 PVC 相容性增大，則轉(zhuǎn)起內(nèi)潤滑劑作用。

 按潤滑劑的組成可分為：飽和烴類、金屬皂類、脂肪族酰胺、脂肪酸類、脂 肪酸酯類及脂肪醇類。  

1、飽和烴類 飽和烴類按極性可分為非極性烴(如聚乙烯蠟和聚丙烯蠟)、極性烴(如氯化 石蠟、氧化聚乙烯等)。飽和烴類按分子量大小可分為；液體石蠟(C16-C21)、固 體石蠟(C26-C32)微晶石蠟(C32-C70)及低分子量聚乙烯(分子量 1000—10000) 等，主要用于 PVC 無毒外潤滑劑。 (1)液體石蠟：俗稱白油，為無色透明液體，可用作 PVC 的透明性外潤滑劑，用 量為 0．5 份左右，用量大會嚴重影響焊角強度。 (2)固體石蠟，又稱為天然石蠟，白色固體，可用作 pvc 的外潤滑劑，用量 為 0．1—1．0 份，用量太大會影響透明度。 (3)微晶石蠟，又稱為高熔點石蠟，外觀為白色或淡黃色固體，因結(jié)晶微細 而稱為微晶石蠟。潤滑效果和熱穩(wěn)定性好于其他石蠟。在 PVC 中用量較小，一般 為 0．1-0．3 份。 (4)低分子量聚乙烯，又稱聚乙烯蠟，外觀為白色或淡黃色固體粉末，透明 性差，可用于 PVC 擠出和壓延加工外潤滑劑，用量一般為 0．5 份以下。 (5)氧化聚乙烯蠟，為聚乙烯蠟部分氧化產(chǎn)物，外觀為白色粉末。有優(yōu)良的 內(nèi)、外潤滑作用，透明性好，價格低，用量在 0．2-1．0 份。 (6)氯化石蠟，與 PVC 相容性好，透明性差，與其他潤滑劑并用效果好，用 量 0．5 份以下為宜。

 2、金屬皂類 既是優(yōu)良的熱穩(wěn)定劑，又是一種潤滑劑，其內(nèi)、外潤滑作用兼有，不同品種 側(cè)重稍有不同，潤滑性以硬脂酸鈣、硬脂酸鉛為最好。 

3、脂肪族酸胺 包括單脂肪酸酰胺和雙脂肪酰胺兩大類，單脂肪酸胺主要呈內(nèi)潤滑作用，主 要品種包括 X 雙硬脂酰胺、N，N·亞 X 雙蓖麻醇酸酰胺等。

 4、脂肪酸類 如硬脂酸， 是僅次于金屬皂類而廣泛應用的潤滑劑， 可用于 PVC， 用量少時， 起內(nèi)潤滑作用；用量大時，起外潤滑作用。硬脂酸的加入量低于 0．5 份。

 5、脂肪酸酯類 (1)硬脂酸丁酯，外觀為無色或淡黃色油狀液體，在 PVC 中以內(nèi)潤滑為主兼 具外潤滑作用，用量 0．5—1．5 份。 (2)單硬脂酸甘油酯，代號 GMS，外觀為白色蠟狀固體，為 PVC 優(yōu)良內(nèi)潤滑 劑，對透明性影響小，加入量低于 1．5 份，可與硬脂酸并用。 (3)酯蠟和皂化蠟，主要指以褐煤蠟為主要原料、經(jīng)漂白等工序制成的后序 產(chǎn)品。 漂白蠟有 S 蠟和 L 蠟， 皂化蠟有 0 蠟和 OP 蠟。 主要用于 HPVC， 用量 0． 1-0． 3 份。 6、脂肪醇類 硬脂醇， 外觀為白色細珠狀物， 起內(nèi)潤滑作用， 透明好， PVC 中用量 0． 在 2-0． 5 份。還可用于 PS 中。如季戊四醇，作為 PVC 高溫潤滑劑，用量 0．2-0．5 份。

 加工改性助劑

1、加工助劑的作用原理 由于 PVC 熔體延展性差，易導致熔體破碎；PVC 熔體松弛慢，易導致制品表 面粗糙、無光澤及鯊魚皮等。因此，PVC 加工時往往需要加人加工助劑，以改善 其熔體上述缺陷。 加工助劑為可以改善樹脂加工性能的助劑，其主要作用方式有三種：促進樹 脂熔融、改善熔體流變性能及賦予潤滑功能。 ·促進樹脂熔融： 樹脂在加熱的狀態(tài)下， PVC 在一定的剪切力作用下熔化時， 加工改性劑首先熔融并粘附在 PVC 樹脂微粒表面， 它與樹脂的相容性和它的高分 子量， PVC 粘度及摩擦增加， 使 從而有效地將剪切應力和熱傳遞給整個 PVC 樹脂， 加速 PVC 熔融。 ·改善熔體流變性能：PVC 熔體具有強度差、延展性差及熔體破裂等缺點， 而加工改性劑可改善熔體上述流變性。其作用機理為：增加 PVC 熔體的粘彈性， 從而改善離模膨脹和提高熔體強度等。 ·賦予潤滑性：加工改性劑與 PVC 相容部分首先熔融，起到促進熔融作用； 而與 PVC 不相容部分則向熔融樹脂體系外遷移，從而改善脫模性。 

2、常用加工改性劑一 ACR ACR 為甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯、苯乙烯等單體的共聚物。除可用做加工 助劑外，還可用做沖擊改性劑。我．國的 ACR 可分為 ACR201、ACR301 和 ACR401、

    ACR402 幾種，國外的牌號有：K120N、K125、K175、P530、P501、P551、P700、 PAl00 等。表 2—1-3 是國內(nèi)外 ACR 加工助劑牌號對照。表 3 國內(nèi)外 ACR 加工助 劑牌號對照。 ACR 加工改性劑的重要作用是促進 PVC 的塑化，縮短塑化時間，提高熔體塑 化的均勻性， 降低塑花溫度。 4 是用 BLANBENDE 塑度儀測得的 ACR 對塑化時間、 表 溫度等的影響情況。 在 PVC 塑料門窗型材中一般使用 ACR201 或 ACR401，用量為 1．5-3 份。 

沖擊改性劑

 高分子材料改性的一個重要內(nèi)容是改善其耐沖擊性能，PVC 樹脂是一個極性 非結(jié)晶性高聚物，分子之間有較強的作用力，是一個堅硬而脆的材料；抗沖擊強 度較低。加人沖擊改性劑后，沖擊改性劑的彈性體粒子可以降低總的銀紋引發(fā)應 力，并利用粒子自身的變形和剪切帶，阻止銀紋擴大和增長，吸收掉傳人材料體 內(nèi)的沖擊能，從而達到抗沖擊的目的。改性劑的顆粒很小，以利于增加單位重量 或單位體積中改性劑的數(shù)量，使其有效體積份數(shù)提高，從而增強了分散應力的能 力。目前應用比較廣泛的為有機抗沖擊改性劑。 按有機抗沖擊改性劑的分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可將其分為如下幾類。 1、預定彈性體(PDE)型沖擊改性劑，它屬于核一殼結(jié)構(gòu)的聚合物，其核為軟 狀彈性體，賦予制品較高的抗沖擊性能，殼為具有高玻璃化溫度的聚合物，主要 功能是使改性劑微粒子之間相互隔離，形成可以自由流動的組分顆粒，促進其在 聚合物中均勻分散，增強改性劑與聚合物之間相互作用和相容性。此類結(jié)構(gòu)的改 性劑有：MBS、ACR、MABS 和 MACR 等，這些都是優(yōu)良的沖擊改性劑。 2、非預定彈性體型(NPDE)沖擊改性劑，它屬于網(wǎng)狀聚合物，其改性機理是 以溶劑化作用(增塑作用)機理對塑料進行改性。因此，NPDE 必須形成一個包覆 樹脂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它與樹脂不是十分好的相容體。此類結(jié)構(gòu)的改性劑有：CPE、 EVA。 3、過度型沖擊改性劑，其結(jié)構(gòu)介于兩種結(jié)構(gòu)之間，如 ABS。用于 PVC 樹脂 的具體品種有： (1)氯化聚乙烯(CPE)是利用 HDPE 在水相中進行懸浮氯化的粉狀產(chǎn)物，隨著 氯化程度的增加使原來結(jié)晶的 HDPE 逐漸成為非結(jié)晶的彈性體。作為增韌劑使用 的 C?E，含 C1 量一般為 25-45％。CPE 來源廣，價格低，除具有增韌作用外，還 具有耐寒性、耐候性、耐燃性及耐化學藥品性。目前在我國 CPE 是占主導地位的 沖擊改性劑，尤其在 PVC 管材和型材生產(chǎn)中，大多數(shù)工廠使用 CPE。加入量一般 為 5—15 份。CPE 可以同其它增韌劑協(xié)同使用，如橡膠類、EVA 等，效果更好， 但橡膠類的助劑不耐老化。

    (2)ACR 為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等單體的共聚物，ACR 為近年來開發(fā)的 最好的沖擊改性劑，它可使材料的抗沖擊強度增大幾十倍。ACR 屬于核殼結(jié)構(gòu)的 沖擊改性劑，甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物組成的外殼，以丙烯酸丁酯類 交聯(lián)形成的橡膠彈性體為核的鏈段分布于顆粒內(nèi)層。尤其適用于戶外使用的 PVC 塑料制品的沖擊改性， PVC 塑料門窗型材使用 ACR 作為沖擊改性劑與其它改性 在 劑相比具有加工性能好，表面光潔，耐老化好，焊角強度高的特點，但價格比 CPE，高 1／3 左右。國外常用的牌號如 K-355，一般用量 6—10 份。目前國內(nèi)生 產(chǎn) ACR 沖擊改性劑的廠家較少，使用廠家也較少。 

(3)MBS 是甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯三種單體的共聚物。MBS 的溶度 參數(shù)為 94-9．5 之間，與 PVC 的溶度參數(shù)接近，因此同 PVC 時相容性較好，它的 最大特點是：加入 PVC 后可以制成透明的產(chǎn)品。一般在 PVC 中加人 10-17 份，可 將 PVC 的沖擊強度提高 6—15 倍，但 MBS 的加入量大于 30 份時，PVC 沖擊強度 反而下降。MBS 本身具有良好的沖擊性能，透明性好，透光率可達 90％以上，且 在改善沖擊性同時，對樹脂的其他性能，如拉伸強度、斷裂伸長率等影響很小。 MBS 價格較高，常同其他沖擊改性劑，如 EAV、CPE、SBS 等并用。MBS 耐熱性不 好，耐候性差，不適于做戶外長期使用制品，一般不用做塑料門窗型材生產(chǎn)的沖 擊改性劑使用。 

(4)SBS 為苯乙烯、丁二烯、苯乙烯三元嵌段共聚物，也稱為熱塑性丁苯橡 膠，屬于熱塑性彈性體，其結(jié)構(gòu)可分為星型和線型兩種。SBS 中苯乙烯與丁二烯 的比例主要為 30／70、40／60、28／72、48／52 幾種。主要用做 HDPE、PP、PS 的沖擊改性劑，其加入量 5—15 份。SBS 主要作用是改善其低溫耐沖擊性。SBS 耐候性差，不適于做戶外長期使用制品。 

(5)ABS 為苯乙烯(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 沖擊改性，對低溫沖擊改性效果也 很好。ABS 加入量達到 50 份時，PVC 的沖擊強度可與純 ABS相當。ABS 的加入量 一般為 5—20 份，ABS 的耐候性差，不適于長期戶外使用制品，一般不用做塑料 門窗型材生產(chǎn)的沖擊改性劑使用。

（6）EVA 是乙烯和醋酸乙烯酸的共聚物，醋 酸乙烯酯的引入改變了聚乙烯的結(jié)晶性，醋酸乙烯酯含量大量差，而且 EVA 與 PVC 折光率不同，難以得到透明制品，因此，常將 EVA 與其它抗沖擊樹脂并用。 EVA 添加量為 10 份以下。

 4、橡膠類抗沖擊改性劑 是性能優(yōu)良的增韌劑，主要品種有：乙丙橡膠(EPR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、 丁腈橡膠(NBR)及丁苯橡膠、天然橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、聚異丁烯、丁二 烯橡膠等，其中 EPR、EPDM、NBR 三種最常用，其是改善低溫耐沖擊性優(yōu)越，但 都不耐老化，塑料門窗型材一般不使用這類沖擊改性劑。 

常用的其它助劑

 1、光穩(wěn)定劑

    PVC 制品多數(shù)暴露在陽光和其它各種光線下，根據(jù)制品應用環(huán)境添加一定量 的光穩(wěn)定劑可防止和延緩其分解和老化，延制品使用壽命。 光穩(wěn)定劑大體可以分為四類： (1)光屏蔽劑。如鈦白和碳黑，可以阻擋紫外線進入型材的內(nèi)部，以阻止聚 合物的光降解進行。如加入 2％的碳黑的 LDPE 片材其耐老化程度比不加碳黑的 LDPE 片材提高 20 倍。鈦白對型材的耐老化程度有較大的提高，鈦白應使用金紅 石型的，在 PVC 塑料門窗型材中的使用量在 3-6 份。 (2)紫外線吸收劑?？梢詮娏椅?280-400nm 的紫外線，轉(zhuǎn)換成可見光或熱 量。 常用的有 UV—531、 UV-327、 UV-326、 UV-p 等產(chǎn)品， 用量一般為 0． 1-0． 5％。 但價格較高。 (3)淬滅劑。主要是消滅受激發(fā)的聚合物分子的能量，使之回到基態(tài)。具體 品種為鎳、鈷絡合物，品種有光穩(wěn)定劑 2002、光穩(wěn)定劑 1084 等。一般與其它光 穩(wěn)定劑配合使用，用量 0．1-0．5％。 (4)自由基捕捉劑。是一種高效的光穩(wěn)定劑，它捕捉光降解分解出的自由基， 終止降解反應的進行。 一般使用在 LDPE 農(nóng)膜中。 品種主要有： 光穩(wěn)定劑 GW-540、 GW—544、CW-310、BW—10LD、光穩(wěn)定劑 744、光穩(wěn)定劑 622、光穩(wěn)定劑 944 等， 用量 0．02-0．5％。 

2、填料 

使用填料的主要目的是占據(jù)空間以降低成本，當然，一些填料也賦予材料一 些特殊的性能，如阻燃、導電、導熱、剛性等。 填料的主要指標為：白度、粒徑、顆粒形狀和顆粒表面活性。 其主要品種有： (1)碳酸鹽類 主要為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣和活性碳酸鈣。一般在 PVC 塑料型材使用的是活性輕質(zhì)碳酸鈣，粒徑為 300 目—700 目。 (2)炭黑 如天然氣槽黑、 混氣槽黑、 高耐磨爐黑、 熱裂法炭黑、 乙炔炭黑等。 主要作用橡膠的補強，有些品種亦作填充劑，如用于導電和防靜電高分子材料制 品中。 (3)硫酸鹽類 有硫酸鋇、硫酸鈣、鋅鋇白(立德粉)等，主要作填充劑，也有 著色作用，硫酸鋇可減少 X 光透過度。 (4)金屬氧化物 如氧化鋁、氧化鐵、氧化錳、氧化鋅、氧化銻、氧化鎂、氧 化鐵、磁粉等，作填充劑和著色劑。

    (5)金屬粉 如鋁、青銅、鋅、銅、鉛等粉末，作裝飾用和改善導熱性。在塑 料型材生產(chǎn)中有時用銅粉、鋁粉生產(chǎn)仿鋁窗的型材。 (6)含硅化合物 陶土中最常使用的為高嶺土，作填充劑。硬質(zhì)陶土有補強作 用?；圩魈畛鋭?(7)纖維類 如玻璃纖維、硼纖維、碳纖維等，作增強劑。

 型材的配方設計 PVC 塑料型材配方設計原則

 1、樹脂應選擇 PVC-SC5 樹脂或 PVC-SG4 樹脂，也就是聚合度在 1200-1000 的聚氯乙烯樹脂。 2、須加入熱穩(wěn)定體系。根據(jù)生產(chǎn)實際要求選擇，注意熱穩(wěn)定劑之間的協(xié)同 效應和對抗效應。不同熱穩(wěn)定體系的特點如上表所述： 

3、須加入沖擊改性劑?？梢赃x擇 CPE 和 ACR 沖擊改性劑。根據(jù)配方中其它 組成以及擠出機塑化能力，加入量在 8—12 份。CPE 價格較低，來源廣泛；ACR 耐老化能力、焊角強度高。

 4、適量加入潤滑系統(tǒng)。潤滑系統(tǒng)可以降低加工機械負荷，使產(chǎn)品光滑，但 過量會造成焊角強度下降。 

5、加入加工改性劑可以提高塑化質(zhì)量，改善 制品外觀。一般加入 ACR 加工 改性劑，加 入量 1-2 份。

 6、加入填料可以降低成本，增加型材的剛性但對低溫沖擊強度影響較大， 應選擇細度較高的活性輕質(zhì)碳酸鈣加人，加入量在 5-15 份。 

7、必須加入一定量的鈦白以起到屏蔽紫外線的作用。鈦白應選擇金紅石型， 加入量在 4-6 份。必要時可以加入紫外線吸收劑 UV-531、UV327 等以增加型材的 耐老化能力。

 8、適量加入蘭色和熒光增白劑，可以明顯改善型材的色澤。

 9、在設計配方中應盡量簡化，盡量不加入液體助劑，并且根據(jù)混合工序要 求(見混合問題)分批按加料順序把配方分為 I 號料、Ⅱ號料、Ⅲ號料分別包裝。 

各類配方實例及特點 從使用的熱穩(wěn)定劑分類：

1、有機錫穩(wěn)定劑配方 PVCSG-5 100 份 硫醇錫(京錫 8113) 2-3 份 硬脂酸鈣 1-2 份 ACR401 1-2 份 CPE(35％) 8-10 份 活性輕鈣 6-8 份 鈦白(金紅石型) 4-6 份 PE 蠟 0．5-1 份 該配方特點：無毒，粉塵污染小，型材焊接強度高。缺點：價格高，生產(chǎn)時 有味，不能與使用鉛鹽穩(wěn)定劑的 PVC 物料混合使用。 

2、稀土穩(wěn)定劑配方 PVC-SG5 100 份 稀土復合穩(wěn)定劑 4-6 份 ACR401 1-2 份 CPE(35％) 8-10 份 活性輕鈣 6-8 份 鈦白(金紅石型) 4-6 份 PE 蠟 0．2-0．5 份 該配方特點：無毒，型材焊接強度較高。缺點：價格較高。 

3、復合鉛鹽穩(wěn)定劑配方 1 PVC(K66-68) 100 份 復合鉛 SMS50011FP 5 份 Baerorapid 10F 1 份 Baerodur EST-3 8 份 活性輕鈣 5 份 鈦白(金紅石型) 5 份

4、復合鉛鹽穩(wěn)定劑配方 2 PVC-SG5 100 份 復合鉛(HJ-301) 5 份 硬脂酸 0．3 份 ACR401 2 份 CPE(35％) 10 份 活性輕鈣 6 份 鈦白(金紅石型) 4 份

    該配方特點：生產(chǎn)中鉛污染小，加工流動性好，操作簡便，價格適中。 

5、鉛鹽穩(wěn)定劑配方 PVC-SG5 100 份 三鹽 3 份 二鹽 1．5 份 硬脂酸鈣 0．5 份 硬脂酸鋇 0．5 份 硬脂酸鉛 0．5 份 硬脂酸 0．5 份 ACR401 2 份 CPE(35％) 10 份 活性輕鈣 8 份 鈦白(金紅石型) 4 份 氧化 PE 蠟 0．3 份 石蠟 0．3 份 該配方特點：成本低，穩(wěn)定性好。缺點：生產(chǎn)中易發(fā)生鉛污染，配料操作麻 煩。 使用的沖擊改性劑有 CPE 和 ACR 兩種，以上列舉的均為 CPE 的配方，我國有 許多工廠生產(chǎn) CPE，價格較低。而 ACR 沖擊改性劑在國外使用較多，特點是加工 性能好，型材焊接性能好，耐老化好，價格比 CPE 稍高一些。

下面一例為使用 ACR 沖擊改性劑的配方： 6、ACR 沖擊改性劑配方 PVC(K65) 100 份 二鹽 3 份 硬脂酸鈣 0．5 份 硬脂酸鋇 0．5 份 硬脂酸鉛 0．5 份 硬脂酸 0．5 份 ACR K125P 0．8 份 ACR K175 0．5 份 ACRKM355P 6 份 活性輕鈣 6 份 鈦白(金紅石型) 4 份 PE 蠟 0．2 份 上列配方僅供參考，企業(yè)在確定自己生產(chǎn)配方時還要根據(jù)企業(yè)的設備能力， 各種助劑的來源以及質(zhì)量穩(wěn)定情況和價格成本來確定。一旦配方確定后，不要經(jīng) 常改變配方，以穩(wěn)定生產(chǎn)。配方的改變往往造成物料流動性能的變化，影響模具和擠出工藝控制。