钙锌稳定剂CZ186 在PVC 硬质透明穿线管中的应用
(深圳志海实业股份有限公司,深圳,518000)
摘 要 志海股份研发了一种新型钙锌PVC 透明稳定剂CZ-186,将其与有机锡按比例复配,对制得的透明穿线管进行研究,结果表明,得到的透明穿线管具有更好的初期着色和较好的长期热稳定性,同时还具有更低的气味与更好的透明度。
【关键词】钙锌稳定剂、透明穿线管、聚氯乙烯、有机锡
0. 前言
目前,生产PVC 透明制品主要是采用有机锡做热稳定剂,因为有机锡具有非常卓越的透明性能,但是有机锡价格昂贵,异味大,且毒性问题一直备受争议[1]。近些年来,随着无毒环保钙锌稳定剂的迅速发展,越来越多的厂家开始寻找能有效替换有机锡的钙锌稳定剂。
传统的钙锌稳定剂由于添加剂的折射率与PVC 树脂的折射率相差较大,导致得到的制品透明度低[2]。大量的实验表明,如果将钙锌稳定剂与有机锡复配后使用,得到的制品仍然具有很好的透明度,且初期着色和热稳定性都非常好。所以本文从这一角度出发,以钙锌和有机锡复配,得到一种质优价廉的透明稳定剂。
PVC 穿线管是一种常见的电线套管,对于埋墙电线则是必须使用穿线管,
但传统的穿线管都是不透明的,对于线管内电线的使用情况不了解,如出现铜线裸露、电线打结、电线老化等现象,会存在安全隐患,所以现在的透明穿线管很受市场欢迎,具有很大的市场前景。
1.实验部分
1.1 实验原料
PVC、 有机锡、加工助剂、增强剂、内滑剂、外滑剂、颜料。
1.2 实验仪器及设备
X(S)K-160×320 开放式炼胶机,无锡市吉象橡塑机械有限公司;
401A 型老化试验箱,上海实验仪器厂;
数字式厚度计;数显卡尺;电热鼓风烘箱;雾度测定仪;电子万能材料试验
机;
1.2. 样品制备
PVC 透明配方如表1 所示:
按表1 的配方分别配好1#、2#两个样,将其倒入打粉机中搅拌3min,混合
均匀后冷却待用。
1.3 性能测试
1.3.1 静态老化实验
在开放式炼胶机上混炼,温度为190±2℃,混炼时间3min,制片。
然后将试样片制成10 块16mm×16mm 的圆片置于铝箔上,放入401A 型老
化试验箱中,温度为190±1℃,每10min 取出一块片。
1.3.2 流变实验
准确称取干混料70g,按操作步骤加入到转矩流变仪中,实验条件设置,温
度:190℃,转速:60rpm。
1.3.3 透光度和雾度测试
根据标准GB/T 2410-2008 方法A,使用雾度测试仪在室温条件下测试雾度
及透光度。
1.3.4 拉伸强度测试
根据标准GB/T 8004-2003,按5±5mm/min 的实验速度,开动试验机进行实验。试样断裂后读取所需负荷及伸长值,根据公式1.4-2 计算出拉伸强度:
式中:p-最大负荷、断裂负荷、屈服负荷,N;
b-试样宽度,mm;
d-试样厚度,mm。
2. 结果与讨论
2.1 静态老化结果及分析
两种配方的静态老化结果如表1 所示:
从老化结果可以看出,随着老化时间的增长,透明片的颜色不断加深,白色→浅黄色→红棕色→黑色。导致PVC 颜色加深的原因是因为PVC 在加工过程中会发生降解,放出HCl,形成共轭结构。PVC 中共轭结构越多,可吸收的可见光就越多,从而导致能级的跃迁,使得透明片发黄,颜色加深[3]。
由于钙锌稳定剂本身就具有十分良好的初期着色能力,所以两个配方在前期的透明度及颜色变化都不大,甚至在前期2#配方颜色变化要更慢一些;而由于钙锌稳定剂中具有锌盐,与HCl 反应后产生的ZnCl2 会促进PVC 进一步降解,所以2#配方要比1#配方在后期黑的快一点。
2.2 流变实验结果与分析
两种配方的流变曲线对比如下图所示:
从上述图表可以看出,配方1#与配方2#的流变曲线十分接近,其特征数据也相差无几,这表明使用CZ186 代替部分有机锡后依然具有很好的加工性能与塑化能力。
2.3 物理性能测试结果
经过1.4.2-1.4.6 一系列的测试,分别用1#和2#配方制成透明片的物理性能如表3 所示:
根据测试结果可以看出,使用1#配方制成的透明片与使用2#制成的透明片在各方面相差无几。这说明使用部分CZ-186 钙锌稳定剂代替有机锡后,产品的各方面性能并不会下降,即CZ-186 可以有效替换部分的有机锡制备硬质透明管材。
3. 结论
(一)将CZ-186 与有机锡按比例复配后,稳定剂的初期着色能力有略微的
提升,长期热稳定性也优于单独使用的钙锌稳定剂,样品的静态老化表现良好;
(二)使用CZ-186 与有机锡按比例复配的稳定剂生产的透明制品与全部使
用有机锡生产的透明制品在透明度、雾度、拉伸强度等多方面物理性能上均相差无几。
(三)使用CZ-186 代替部分的有机锡进行生产,无需改变生产工艺及生产
配方,便可有效降低生产成本,同时制成的产品异味小、性能好;
参考文献:
[1] 牟宗玉,仁宇,刘洋,谢赟.高透明粉体锌基热稳定剂的合成[J].塑料助剂,2018(03):10-14.
[2] 赵明辉.硬质PVC 透明片耐老化性能的研究[J].合成材料老化与应用,1988(02):13-18.
[3] 宋晓玲,马学莲.PVC 硬片透明性的影响因素[J].聚氯乙烯,2015,43(06):18-25.
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