PVC塑料门窗异型材的配方设计

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第 #期
王佩璋 $ &’( 塑料门窗异型材的配方设计
!"
常用的主稳定剂品种有以下一些。 #$ %$ % 铅盐类 铅盐类是 &’( 最常用的热稳定剂， 也是 十分有效的热稳定剂， 其用量可占 &’( 热稳 定剂的 )*+ 以上。 铅盐类稳定剂的优点 , 热稳定性优良， 具有长期热稳定性， 电气绝缘性能优良， 耐候 性好， 价格低。 铅盐类稳定剂的缺点 , 分散性差、毒性 大、 有初期着色性， 难以得到透明制品 ， 也难 以得到色彩鲜艳的制品， 缺乏润滑性， 易产生 硫污染。 常用的铅盐类稳定剂有 , （ %）三盐基硫酸铅 分子式为 !&-. ・ &-/.0 ・ 1# .，代号为 简称三盐， 白色粉末， 密度 4$ 05 6 78! 。三 23/， 盐基硫酸铅是最常用的稳定剂品种，一般与 二盐基亚磷酸铅一起并用，因无润滑性而需 配入润滑剂。 主要用于 &’( 硬质不透明制品 中， 用量一般 # 9 ):;<。 = # > 二盐基亚磷酸铅 分子式为 #&-.・&-1&.! ・1# .，代号为 简称二盐， 白色粉末， 密度为 4$ %5 6 78! 。 ?3， 二盐基亚磷酸铅的热稳定性稍低于三盐基硫 酸铅，但耐候性能好于三盐基硫酸铅。二盐 基亚磷酸铅常与三盐基硫酸铅并用，用量一 般为三盐基硫酸铅的 % 6 #。 （ !）二盐基硬脂酸铅 代号为 ?3/， 不如三盐基硫酸铅、 二盐基 亚磷酸铅常用 @ 具有润滑性。常与三盐基硫 酸铅、二盐基亚磷酸铅并用，用量为 *$ A 9 %$ A:;< 。 #$ %$ # 金属皂类 这是用量仅次于铅盐的第二大类主稳定 剂，其热稳定性虽不如铅盐类，但兼有润滑 性。金属皂类可以是脂肪酸 = 月桂酸、硬脂 酸、 环烷酸等 > 的金属 = 铅、 钡、 镉、 锌、 钙等 > 盐， 其中以硬脂酸盐最为常用， 其活泼性大小 顺序为 , BC 盐 D (E 盐 D &- 盐 D (F 盐 D GF
粘数（ 7 89 7: ; （或-值） （或平均聚合度） 杂质粒子数 7 个 挥发物 （包括水） 含量 7 A 表观密度 7 = : 789 ; 筛余物 7A ?B )588 ?B ?6!88
(6 !? 0? (6 !? 0? (6 !? 0? (6 !? 0? (6 !? 0? (6 !? 0? )? 2? (?? )? 2? (?? ?B !? ?B 2? ?B 5? ?B !? ?B 2? ?B 5? ?B!? ?B2? ?B5? ?B!? ?B2? ?B5? ?B2? ?B2? ?B5? ?B2? ?B2? ?B5? ?B2? ?B2? ?B5? ?B2? ?B2? ?B5? ?B 25 ?B 2) ?B 2? ?B 25 ?B 2) ?B 2? ?B25 ?B2) ?B2? ?B25 ?B2) ?B2? ?B25 ?B2) ?B2? ?B2" ?B25 ?B2? ?B2" ?B25 ?B2? ?B2" ?B25 ?B2? )B ? )B ? "B ? )B ? )B ? "B ? )B? )B? "B? )B? )B? "B? )B? )B? "B? )B? )B? "B? )B? )B? "B? )B? )B? "B? 0? 0? "? 0? 0? "? 0? 0? "? 0? 0? "? 0? 0? "? 0? 0? "? 0? 0? "? 0? 0? "? )? 2? )1 )5 12 3 3 3 3 )? 2? )1 )5 12 3 3 3 3 )? 2? )6 )5 12 3 3 3 3 3 3 )? 2? )! )) 12 3 " 3 3 (? 3 3 3 3 3 )? 2? )? (0 12 3 " 3 3 (? 3 3 3 3 3 )? 2? (" (6 12 3 " 3 3 (? 3 3 3 3 3 !? 5? (6 (2 1? 3 " 3 3 (? 3 3 3 3 3 !? 5? (2 (2 1? 3 3 3 3 3 3 3
万方数据
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塑料助剂
（总第 !" 期） )??! 年第 ) 期
解反应。 所以 #$% 对热极不稳定， 温度升高， 会大大促进 #$% 脱 &%’ 反应。当温度达到 ()*+ 时，纯 #$% 即开始脱 &%’ 反应，从而
导致 #$% 热降解发生。因此， 在加工 #$% 时 必须加入各种助剂对 #$% 进行加工改性和 冲击改性 , 使之可以加工成为有用的产品。
盐。金属皂类一般不单独使用，常常为金属 皂类之间或与铅盐及有机锡等并用。除 HE、 除 &-、 无硫化污 &- 外都无毒， (F 外都透明， 染， 因而广泛用于软质 &’( 中， 如无毒类、 透 明类制品等。 常用的金属盐类稳定剂有： = % > 硬脂酸锌 = BC/I > ， 无毒且透明， 用量 大后易引起 “锌烧” ， 使制品变黑， 常与 GF、 (F 皂并用。 = # > 硬脂酸镉 = (E/I > ， 为一重要的透明稳 定剂品种， 毒性较大， 不耐硫化污染， 抑制初 期变色能力大， 常与 GF 皂并用。 = ! > 硬脂酸铅 = &-/I > ， 热稳定性好， 可兼 做润滑剂。缺点为易析出， 透明差， 有毒且硫 化污染严重， 常与 GF、 (E 皂并用。 = 0 > 硬脂酸钙 = (F/I > ， 加工性能好， 热稳 定能力较低， 无硫化污染， 无毒， 常与 BC 皂并 用。 = A > 硬脂酸钡 = GF/I > ， 无毒， 长期热稳定 性好，抗硫化污染，透明，常与 &-、(F 皂并 用。 复合品种常用的有 , (F 6 BC = 无毒、 透明 > 、 透明 > 、 透明 > 及 GF 6 BC = 无毒、 GF 6 (E = 有毒、 GF 6 (E 6 BC。 #$ %$ ! 有机锡类 有机锡类为热稳定剂中最有效的，在透 明和无毒制品中应用最广泛的一类稳定剂。 其突出优点为 , 热稳定性好， 透明性好， 大多 数无毒。缺点为价格高， 无润滑性。 有机锡类大部分为液体，只有少数为固 体。可以单独使用， 也常与金属皂类并用。 有机锡类热稳定剂主要包括含硫有机锡 和有机锡羧酸盐两类。 = % > 含硫有机锡类 主要为硫醇有机锡和有机锡硫化物类稳 定剂， 与 &-、 (E 皂并用会产生硫污染。含硫 有机锡类透明性好。主要品种有： ・二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡 = ?.22H > ， 外观为淡黄色液体， 热稳定性及透
（总第 != 期） 0$$! 年第 0 期
塑料助剂
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讲
座
!"# 塑料门窗异型材的配方设计
王佩璋
（北京工商大学，北京，#$$$!"）
摘
要
系统介绍了生产 %&’ 塑料异型材所用的 %&’ 树脂类别、性能、常用的助剂性能 配方设计 %&’ 塑料门窗 异型材 %&’ 5 +7A、 %&’ 5 +7;、 %&’ 5 +76、 %&’ 5 +7"、 %&’ 5 +7= 型。如 %&’ 硬管材使用 +7 5 A 树 脂、 塑料门窗型材使用 +7 5 ; 树脂， 硬质透明 片使用 +7 5 6 树脂、 硬质发泡型材使用 +7 5 "、 +7 5 = 树脂。而乳液法 %&’ 糊主要用于人 造革、壁纸及地板革等。一些 %&’ 树脂厂家 出厂的 %&’ 树脂按聚合度（聚合度是单元链 节的个数，聚合度乘以链节分子量等于聚合 物分子量） 分类， 如山东齐鲁石化总厂生产的 出厂的产品为 +B 5 "$$、 %&’ 树脂， +B 5 =$$、 +B 5 #$$$、 +B 5 ##$$、 +B 5 #0$$ 等。其 +7 5 ; 树脂对应的聚合度为 #$$$ / ##$$。其各种牌 号 %&’ 树脂的物化性能见表 #。 %&’ 粉 末 为 一 种 白 色 粉 末 ， 密 度 在 表观密度在 $. A / $. ; #. !; / #. A;C 9 D1! 之间， C 9 D1! 。我们把 %&’ 制品视增塑剂含量大小 可为软、 硬制品， 一般增塑剂含量 $ / ;>?@ 为 硬制品， 大于 0;>?@ 为 ; / 0;>?@ 为半硬制品， 软制品。 %&’ 是一种非结晶、极性的高分子聚合 物，软化温度和熔融温度较高，纯 %&’ 一般 需要在 #6$ / 0#$E 时才可塑化加工， 由于大 分子之间的极性键使 %&’ 显示出硬而脆的 性能。另外， 受热 %&’ 分子内含有氯的基团， 容易导致 %&’ 脱 F’3 反应， 从而引起 %&’ 降
注： - 值和平均聚合度指标可任选其一 !粘数、 可与生产厂协商确定， 并根据指标选定 ./)0(1 （或 ./0!20、 "使用者若对热稳定性还有其他指标要求， 进行测定 &.) 3 ()1"）
) 助剂
)B ( 稳定剂 纯的 #$% 树脂对热极为敏感，当加热温 度达到 0?+ 以上时，就会发生轻微的热分解 反应， 当温度升到 ()?+ 后分解反应加剧， 在 (5?+ ， (?8CD , #$% 树脂就由原来的白色逐步 变为黄色 3 红色 3 棕色 3 黑色。#$% 树脂分 解过程是由于脱 &%’ 反应引起的一系列连锁 反应， 最后导致大分子链断裂。虽然 #$% 的 热分解机理还不十分成熟， 但防止 #$% 热分 解的热稳定机理则比较成熟，它是通过如下 几方面来实现热稳定目的。 = ( ; 捕捉 #$% 热分解产生的 &%’， 从而防 止 &%’ 的催化降解作用。铅类稳定剂主要按
表 ( #$% 树脂的物化性能 4.( 项 目 4.) 4.! 4.2 4.5 4.6 4.1 4."
优 一 合 优 一 合 优 一 合 优 一 合 优 一 合 优 一 合 优 一 合 优 一 合 等 等 格 等 等 格 等 等 格 等 等 格 等 等 格 等 等 格 等 等 格 等 等 格 品 品 品 品 品 品 品 品 品 品 品 品 品 品 品 品 品 品 品 品 品 品 品 品 (56 < (22 = 11 < 15 ; ! ! " ! " ! (2! < (!6 = 12 < 1! ; (!5 < ()1 ()6 < ((0 ((" < (?1 = 1) < 1( ; = 1? < 60 ; = 6" < 66 ; > (!5? < ()5? @ > ()5? < ((5? @ > ((?? < (??? @ (?6 < 06 = 65 < 6! ; > 05? < "5? @ 05 < "1 = 6) < 6? ; > "5? < 15? @ "6 < 1! = 50 < 55 ; > 15? < 65? @
以及配方设计的原则， 并列举出按热稳定剂分类的配方实例及其特点。 关键词
# %&’ 树脂
生产 %&’ 塑料型材的树脂是聚氯乙烯 树脂（%&’） ，聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合 而成的聚合物， 产量仅次于 %(， 居第二位。 %&’ 树脂由于聚合中的分散剂的不同可 分为疏松型 ) *+ , 和紧密型 ) *- , 两种。疏松 型粒径为 $. # / $. 0112 表面不规则， 多孔， 呈 棉花球状，易吸收增塑剂，紧密型粒径为 表面规则， 实心， 呈乒乓球状， 不 $. #11 以下， 易吸收增塑剂， 目前使用疏松型的较多。 %&’ 又可分为普通级 ) 有毒 %&’ , 和卫 生级 ) 无毒 %&’ , 。卫生级要求氯乙烯 （&’） 含量低于 3$ 4 #$ ， 可用于食品及医学。 合成 工艺不同，%&’ 又可分为悬浮法 %&’ 和乳液
此机理作用 , 此外还有金属皂类、 有机锡类、 亚磷酸酯类及环氧类等。 = ) ; 置换活泼的烯丙基氯原子。金属皂 类、亚磷酸酯类和有机锡类可按此机理作 用。 = ! ; 与自由基反应， 终止自由基的反应。 有机锡类和亚磷酸酯按此机理作用。 = 2 ; 与共轭双键加成作用， 抑制共轭链的 增长。有机锡类与环氧类按此机理作用。 = 5 ; 分解过氧化物， 减少自由基的数目。 有机锡和亚磷酸酯按此机理作用。 = 6 ; 钝 化 有 催 化 脱 &%’ 作 用 的 金 属 离 子。 同一种稳定剂可按几种不同的机理实现 热稳定目的。
鱼眼数 （个 7 7 2??8) ; 白度 （(6?+ ， (?8CD后）7 A 水萃取液电导率 （ 7 4 78 ;
(??树脂的增塑剂吸收量 7: " " !
5 E (? 3 ! " (?
残留氯乙烯含量 （ 7 8: 7F: ; !
3! 3 5 E (? 3 " (?
3 5 E (? 3 ! 3 " (?
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法 %&’。根据国家标准 78 9 :;"6# 5 <! 《悬浮 法通用型聚氯乙烯树脂检验标准》 规定， 悬浮 法 %&’ 分为 %&’ 5 +7# 到 %&’ 5 +7= 八种树 脂，其中数字越小，聚合度越大，分子量也越 大， 强度越高， 但熔融流动越困难， 加工也越困 难。具体选择时，做软制品时 ， 一 般 使 用 需要加 %&’ 5 +7#、 %&’ 5 +70、 %&’ 5 +7! 型， 入大量增塑剂。例如聚氯乙烯膜使用 +7 5 0 树脂， 加入 ;$ / =$>?@ 的增塑剂。而加工硬制 品时， 一般不加或很少量加入增塑剂， 所以用