硅氟改性剂在抑制PVC制品析出的应用

PVC制品加工过程中,与PVC树脂相容性低的有机和无机固体组分在出现热降解、温度和熔压变化时转移至熔体表面进而附着在模具、定径套等部位表面的沉积,这过程称为析出。主要表现为两种情况:一种是出口模时脱离制品到口模上形成白色或黄褐色蜡(油)状物,或者口模上累积越来越多的小胡须。另外一种是定径套上出现白色固体状析出物。

析出不仅会影响PVC制品的表面质量,几何尺寸以及物性指标;也会缩短生产清模周期,增加制品废品率及生产成本;同时引起模具表面腐蚀和磨损,缩短模具使用寿命等。

口模析出

内壁析出

模具析出

定径套析出

特别采用钙锌稳定剂后,PVC制品析出更加突出,针对PVC行业析出痛点,目前有公司特推出新型硅氟改性剂,通过相关管道厂家应用,可有效抑制口模及定径套处的析出,改善制品表观质量。

1、硅氟改性剂特性

(1)有效抑制析出;

(2)在PVC加工中具有优良的外润滑、脱模功效,

(3)减少停机清模频次,提高生产效率;

2、硅氟改性剂在PVC制品中的应用

2.1硅氟改性剂在PVC给水管材中的应用(某管道大型企业案例)

2.1.1生产设备:65挤出机。

2.1.2生产配方

表1  生产配方

原料

原配方

改进配方

PVC 

1OO

1OO

轻钙

30

30

环保稳定剂

3.2

3.2

润滑剂

1.3

0.8

钛白粉

1.2

1.2

硅氟改性剂

/

0.4

备注:配方主要调整部分(仅供参考)

2.1.3对生产工艺的影响

表2生产工艺

项目/℃

料筒1

料筒2

料筒3

料筒4

合流芯

压板1

压板2

压板3

压板4

模体

口模1

口模2

口模3

口模4

参数

185

180

178

175

170

170

172

172

170

170

205

210

208

210

表3挤出机的其他参数设定

项目

主机转速r/min

喂料转速r/min

主机电流/A

抽真空MPA

定型真空

MPA

参数

30

29.6

59

-0.5

-0.4

添加0.4份硅氟改性剂后,在混料工艺、挤出工艺不变的情况下进行了试生产。结果表明:在混料过程中无异常现象,挤出过程平稳,生产的PVC给水管材质量优良。

2.1.4制品物理、力学性能

采用硅氟改性剂前后制备了PVC给水管材,测试了其物理、力学性能,见表4、5。

表4物理性能

项目

密度(g/cm3)

维卡软化温度/℃

纵向回缩率/(%)

二氯甲烷浸渍试验(15℃,15min)

原配方

1.53

81.1

4.65

无变化

硅氟改性剂

1.529

81.2

4.61

无变化

表5 力学性能

项目

落锤冲击试验(0℃)TIR/(%)

液压试验

原配方

≤5

无破裂 无渗漏

硅氟改性剂

≤5

无破裂 无渗漏

由表4、5可知;采用硅氟改性剂后,PVC给水管材的物理、力学性能几乎没有变化,符合GB/T10002.1-2006《给水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材》的要求。

2.1.5  表观质量

   在不改变生产工艺的条件下,2种PVC管材的表观质量见图1

图1 PVC给水管材的表观质量对比

如图1所示:采用硅氟改性剂生产的PVC给水管材表面更光滑,表面没有定径套析出导致的划线凹痕。这是因为采用硅氟改性剂可使熔体流动性提高,脱模性更好,则在管胚进入定径套处析出非常少,定径套内壁无析出物残留,因此产品表面更光滑,不会有凹痕出现。

2.1.6 析出情况对比

图2 定径套的内壁析出对比

如图所示,使用硅氟改性剂后,定径套处析出现象基本消失,生产连续性更加稳定。

2.2  硅氟改性剂在PVC穿线管中的应用(某管道大型企业案例)

2.2.1  生产设备:80挤出机,一出四。

2.2.2  生产配方

表1  生产配方

原料

原配方

改进配方

PVC 

1OO

1OO

轻钙

40

40

环保稳定剂

3.0

3.0

CPE

6.0

6.0

润滑剂

0.8

0.5

钛白粉

1.0

1.0

硅氟改性剂

/

0.4

备注:配方主要调整部分(仅供参考)

2.1.3对生产工艺的影响

表2生产工艺

项目

1区温度  /℃

2区温度/℃

3区温度/℃

4区温度/℃

合流芯温度/℃

模具1区温度/℃

模具2区温度/℃

口模温度/℃

主机电流/A

参数

200

195

185

180

160

180

185

210

78

添加0.4份硅氟改性剂后,在混料工艺、挤出工艺不变的情况下进行了试生产。结果表明:在混料过程中无异常现象,挤出过程平稳,生产的PVC穿线管材质量优良。

2.1.4制品物理、力学性能

采用硅氟改性剂前后制备了PVC穿线管材,测试了其物理、力学性能,见表3。                  表3 物理性能

项目

密度(g/cm3)

冷弯

落锤冲击

抗压性能

原配方

1.545

合格

9/10

载荷22%/卸荷10%

添加硅氟改性剂

1.545

合格

9/10

载荷21%/卸荷9%

由表3可知;采用硅氟改性剂后,PVC穿线管材的性能几乎没有变化,抗压、落锤冲击等性能指标合格,符合《JG3050-1998建筑用绝缘电工套管及配件》的行业标准要求。

2.1.5  表观质量

在配方中增添硅氟改性剂后,管材表面无刮伤,表面光亮度更好。

2.1.6  析出情况对比

图3  口模的析出对比

如图3所示:采用硅氟改性剂可使熔体流动性提高,脱模性更好,口模析出现象基本消失,生产连续性更加稳定。

3 结语

硅氟改性剂在用量较少的情况下,可有效增加熔体流动性,明显改善脱模效果,可有效解决口模、定径套析出的问题,并增加制品表面光滑度及光洁度,且配方成本无明显增加。在PVC制品中应用效果良好。


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