塑料配方设计

第二节 常用塑料配方举例 一、塑料成型加工配方 二、塑料抗老化配方 三、填充塑料配方
重点是掌握PVC成型加工配方体系 重点了解塑料母料的特点
一、塑料成型加工配方
塑料成型加工配方体系：
是从物料的 熔体塑化特性、热分解温
度高低、熔体流变行为方面改善塑料材料
的成型加工性能，使之顺利成型为各类产品。
塑料材料中哪种物料成型加工困难，需要进
保证制品顺利成型加工，就是要求配方
能适应产品成型加工工艺及设备和模具的
特点，使物料在塑化、剪切中不产生或少 产生挥发和分解现象，同时使物料的流变 特性与设备和模具相匹配。
3.充分考虑助剂与树脂及多种助剂之间 的相互联系与作用 （1）助剂与树脂的相容性 一般各种助剂与特定树脂之间都有一 定的相容性范围，超出这个范围助剂会 析出，形成所谓“喷霜”或“出汗”的
（1）改善成型加工性能 合理选择增塑剂、润滑剂和加工改性剂可
改善物料在成型加工中的流动性，防止熔体与
加工机械表面的粘连。
在常用塑料中，PVC是典型的必须进行加
工改性的树脂。
而对于一般树脂若进行适当的加工配方设
计，也可提高制品的表面光泽度，起到节能增
效的作用。
（2）改善制品的使用性能 制品使用环境千差万别，往往单一品种
改善制品某些性能
配方的关键技术：填充材料的处理
填充塑料的成型加工性能
填充塑料的性能
填充塑料的经济价值
制品
配 方 举 例 PVC 100、 M-50 40、 氯化石蜡 15、 PVC DOP 20、 三盐 3、二盐 1、 HSt 0.5、 转炉废渣（400目） 500 通用塑料或废旧塑料 木塑 木粉、秸秆粉等植物纤维 材料 偶联剂、改性剂、处理剂、分散剂、着 色剂、稳定化助剂等
般根据混合塑化设备的生产能力和基本配
方的总量来确定。
制品
配 方 举 例
LDPE/LLDPE ：50～75/50～25 ； 抗老化 抗氧剂1076 : 0.2； 抗氧剂168 : 0.2； 大棚膜 GW-480 : 0.2； UV-531: 0.2
PP/EPDM：100； PP 汽 车 抗氧剂1010 : 0.3 ; 抗氧剂168 : 0.6; 保险杠 GW-540： 0.22; LS-770 : 0.25
行成型加工配方体系设计呢？
PVC是需要进行成型加工配方体系设计的 最典型例子。
1、软质PVC配方
（1）软PVC制品 主要有压延和吹塑薄膜、挤出软管、压延和 涂覆人造革、电线电缆、注塑鞋类以及各类 糊制品。 （2）选用树脂 一般选用PVC-SG1～4型树脂？
增塑剂加入后增大了PVC大分子间的 距离，削弱了分子间力，降低了熔体黏 度，使成型加工得以顺利进行，也使制 品变得柔软。
（3）润滑体系
润滑体系的作用：? 设计润滑体系 重点考虑的因素：
① 挤出以外润滑为主，可选用石蜡、PE蜡 和氧化PE蜡 等。 ② 注塑成型对塑化和流动要求较高，以内 润滑为主，可选用硬脂酸丁酯、硬 脂酸钙等。 ③有机锡类：可适当提高润滑剂的用量；金 属皂类兼具润滑作用：可相应减少其用量；加 入填料较多时，应加大润滑剂的用量。
UPVC塑料制品配方设计技术主要集 中在三个方面：
加工改性体系 热稳定体系 润滑体系
二、塑料抗老化配方体系 什么是塑料老化？ 塑料抗老化配方体系就是以解决热氧 老化和光老化为核心，综合考虑多种因素，
阻止或延缓塑料材料的老化，延长制品的
使用寿命。
聚烯烃塑料是一类易老化的树脂品种，
塑料抗老化配方体系以此类材料为主。
增塑体系：
(3)软PVC制品配方核心：
①软PVC制品中增塑剂含量一般为： 26～80份； 增塑体系 ②依据制品的性能要求选用合适的增 塑体系； 稳定体系 ③增塑体系通常采用几种不同增塑剂 共用以发挥各自优势取得较好的使 用效果。
稳定体系：
①由于增塑剂具有改善加工性能的作用，软 PVC稳定体系相对简单，稳定剂用量可 适当减少。
抗光老化为：复合光稳定体系 PP/EPDM：100； PP 汽 车 抗氧剂1010 : 0.3 ; 抗氧剂168 : 0.6; 保险杠 GW-540： 0.22; LS-770 : 0.25
三、填充塑料配方体系
三、填充塑料配方体系
三、填充塑料配方体系
塑料填充的主要目的： 降低塑料制品成本 次要目的：
二、塑料配方设计原则 1.满足制品的使用性能要求
：
（1）充分了解制品的用途 要满足制
品的使用性能要求，首先要充分了解制
品的用途，只有这样才能合理选择树脂
和助剂，科学地制定出塑料配方。
（2）合理确定材料和制品的性能指标 配方的好坏是由所得材料和制品的具体指 标来体现的，在确定各项性能指标时要充分利
用现有的国家和国际标准，使之尽可能实现标
准化。
性能指标也可根据供需双方的要求协商制
定。在制定性能指标时，务必要对各项指标的
含义及使用条件有深刻的理解，并考虑配方所
要适应的环境因素，防止不切实际的性能指标
出现。
（3）对日用品要关注现阶段消费者的具
体要求，使产品具有鲜明的时代特征。 2.保证制品顺利成型加工
料配方在功能化方面起着重要作用。
（4）降低成本 合理的性能价格比是企业追求的目标。 从塑料配方设计方面来说，主要是降低制 品原材料成本，其途径大致有三个方面： 一是选择成本较低的助剂; 二是减轻制品重量; 三是对相对价格较低的塑料材料进行改性 以替代价格较高的塑料品种及功能塑料。 常用的填充、发泡、增强、功能化配方 即属于此类。
要减少二盐用量，甚至不用。
金属皂的加入主要起稳定和润滑的双
重作用，可选用PbSt、BaSt、CaSt 。
③透明UPVC制品：Ca/Zn和有机锡中的
无毒品种用于透明和无毒一类制品；
Ba/Cd 和 有 机 锡 中 的 有 毒 品 种 主 要 用
于一般硬质、透明PVC制品；
金属皂和有机锡可单独使用，二者也可
软PVC制品配方核心：
增塑体系 稳定体系
2、硬质PVC制品配方 UPVC塑料制品一般不含增塑剂成型
加工较软PVC更困难，且UPVC冲击韧性
较差。因此配方设计技术主要集中在三个
ห้องสมุดไป่ตู้
方面： 什么是UPVC或RPVC？
加工改性体系
热稳定体系
润滑体系。
（1）加工及抗冲击改性体系
以改善树脂塑化和熔体流变特性的一类助剂称为加工改 性剂； 以改善树脂冲击韧性为主的一类材料称为冲击改性剂。 对PVC而言，这两类助剂实际上大多数是相同的，常用 的ACR、PE-C、MBS、ABS、EVA等，在UPVC建材、中空 容器、透明片和硬质发泡制品配方中的得到广泛应用。 一般： ACR 用量1~4份，PE-C用量在3~8份以改善树脂塑化和熔体 流变特性为主。 PE-C、MBS、ABS、EVA用量4~16份， 以改善树脂冲击韧 性为主。
②注重稳定剂间的协同作用：如三盐/二盐、 Ca/Zn、Ba/Pb、Ba/Cd/Zn；金属皂 与 环 氧类、金属皂与亚磷酸酯类等。
③不同制品性能要求对热稳定剂的选择性： 如：透明性制品选用有机锡类，无毒透明 制品选用Ca/Zn体系等。
制品
配 方 举 例
PVCSG-3 100； DOP 35； DOS 5； ESBO 4； 亚磷酸三苯酯 0.5； 下面以两种软PVC制品配方为例进行 防 雾 Cd/Ba/Zn液体复合稳定剂 2.5； 分析。 压 延 双酚A 0.5； 三嗪-5 0.3； 膜 硬脂酸单甘油酯 2 PVC糊树脂 100； DOP 30； 磷酸二苯一辛酯 30； 氯化石蜡 10； 阻 燃 CZ-310 2.5； 壁纸 氢氧化铝 20； Sb2O3 4； AC 4； ZnO 1； 颜料适当
MBS主要用于透明PVC制品，用量4~12份。
（2）热稳定体系
①与SPVC相比UPVC热稳定体系要求更高，
用量相应增加。
② 非 透 明 UPVC 制 品 ： 三 盐 / 二 盐 / 金 属 皂
体 系， 如 异型材 和管材 等 。 一 般 三 盐 和
二盐的总用量在3～6份，二者配比为
2﹕1或1﹕1，为降低成本也可根据需
保证制品的经济合理性。
三、塑料配方设计方法
塑料配方设计是选择树脂和助剂并优化确
定其用量的过程，要完成这一过程需要掌握丰
富的塑料原材料及助剂的相关知识，并遵循树
：
脂和助剂的选用原则。
（1）黄金分割法
X/L≈0.618
b/a =a/(a+b)
0.382/0.618≠＝≤≥0.618/1
0.382
0.618
塑料配方技术
本章 学习目的：
1、理解塑料配方的意义和内容；
2、掌握塑料配方设计的原则、方 法和表示；
PVC具有什么特性 ？
3、初步学会设计和分析塑料配方， 并熟悉塑料配方的实施方法和过程； 4、理解母料的概念和组成。
第一节 塑料配方设计 一、 塑料配方设计的意义 塑料材料是由合成树脂和助剂构成，配 方的意义就在于合理选择树脂和助剂，优化 并确定助剂的用量，使获得的塑料材料具有 较高的性能价格比，既能满足制品的使用要 求和经济要求，又能满足成型加工的需要。
现象。
（2）助剂对制品性能的影响
（3）充分发挥助剂间的协同效应
4.合理的性能价格比
配方设计者往往追求产品的性能完美，
而企业则更注重产品的经济效益，因而，
时常造成有些配方由于成本过高而不能投
入实际生产。
使配方具有合理的性能价格比是十分重
要的。一般，在不影响或对主要性能影响
不大的情况下，应尽量降低配方成本，以
0.382
0.618
0.382
0.618
逐渐缩小实验范围，获得最佳配方。
黄金分割法在生活、音乐、建筑、摄影、科
学等诸多领域均有应用。
（2）爬山法
指配方设计者根据经验或现有的配方，作
为起点，进行逐渐增量或逐渐减量的方法，找
：
到最佳用量。
助剂用量
四、塑料配方的计量表示 配方就是一份表示塑料原材料和各种助剂 用量的配比表，正确地将各组分的用量表示出 来很重要，一个精确、清晰的塑料配方计量表 示，会给实验和生产中的配料、混合带来极大 塑料配方的计量表示有不同的方法，常用 的表示方法如表15-4所示。
④通常配方中润滑剂的用量约1份左右。
制品
配 方 举 例
PVC：100； ACR：2； PE-C：7 ； PbSt ：0.4； CaSt：1.2； 双臂 三盐：4； 硬脂酸： 0.5； 波纹管 PE蜡：0.4； CaCO3 ：4~60 注塑 PVC：100； ACR：1； PE-C：4； 管件 二盐：1.5； PbSt ：0.8； CaSt：0.4； 硬脂酸丁酯 ：0.8 透明 PVC：100； ACR：2； 饮料瓶 Ca/Zn复合体系 ：2； 硬脂酸单甘油酯 ：0.5 MBS：12； ESBO ：1 ；
配合使用，总用量一般为1.5～3份。
④为使用方便也可选用商品化的片状或粉
状固体复合热稳定剂。
⑤稀土（镧系：主要有镧、铈、镨） 热稳定体系是二十世纪后期开 发 应 用 的 新型热稳定剂，属于绿色 环保品种。 特点:稳定效果好、无毒安全、促进
物料塑化、透明性好
在PVC异型材、管材及管件、透明板 片中的应用具有较大发展潜力。
聚烯烃抗老化配方设计原则：
①注重不同助剂间的协同效应
② 制品使用的目的及环境因素
③在注意正确确定稳定化助剂的用量
④从生产实际情况看，同一种稳定剂
因生产厂家不同使用效果差异
较大，实际选用中应引起足够的重视。
制品
配 方 举 例
LDPE/LLDPE ：50～75/50～25 ； 抗老化配方的核心： 抗老化 抗氧剂1076 : 0.2； 抗氧剂168 : 0.2； 大棚膜 GW-480 : 0.2； UV-531: 0.2 抗热氧老化：主、辅抗氧剂体系
的树脂性能很难满足，必须对某些性能进行
改进。如PP耐光、热老化配方；PA耐磨性能
要求更高的场合，则需加入二硫化钼、石墨
和PTFE粉末来提高其耐磨性。
通过增强、交联、偶联、共混等手段来
提高和改善塑料材料的力学性能已十分普遍。
（3）赋予制品新的性能 配方设计在很大程度上可以弥补塑料本 身的不足，赋予制品新的性能。 从简单的着色到赋予其珠光宝气；从一 般抗静电到导电材料；从易燃到自息抑烟； 从“白色污染”到生物降解等等，可以说塑
的方便，并可大大减少因计量差错造成的损失。
质量份数表示法是以树脂的质量
为100份，其它组分的质量份数均表
示相对树脂质量份数的用量。 这是最常用的塑料配方表示方法， 常称为基本配方，主要用于配方设 计和试验阶段。
质量百分数法是以物料总量为100%， 树脂和各组分用量均以占总量的百分数来 表示。 这种配方表示法可直接由基本配方导 出，用于计算配方原料成本和配方分析较 为方便。生产配方便于实际生产实施，一