PVC木塑技術淺談
一:PVC木塑的原材料組成及其性能。
PVC樹脂,纖維,無機物,潤滑劑,穩定劑,發泡劑,發泡改性劑,色粉和其他相關助劑(增塑劑、增韌劑、偶聯劑)等組成。
1, 樹脂國內用SG7/8為主,SG7/8樹脂流動性好有利于發泡。
2, 填充以木粉,竹粉,鈣粉為主。
3, 潤滑劑用硬脂酸,石蠟,PE蠟、硬脂酸鈣等搭配按所需比例來組成木塑潤滑劑體系。硬脂酸,石蠟價格便宜潤滑性能好,其缺點是熔點太低(50多度)易析出,低熔點的潤滑劑在賦予潤滑性的同時也起增塑作用,會影響產品的剛性、維卡、熱變形導致產品變形性大,且易析出影響生產的連續性。PE蠟不會影響制品的維卡。如果PE蠟生產商為了降低成本而用回料PE且加一定比例的硬脂酸和石蠟這樣就不是真正的PE蠟同樣會影晌產品的使用性能。
4, 穩定劑:用于PVC生產的穩定劑有復合鉛鹽穩定劑,有機錫,鈣鋅系穩定劑等,國內一般用于木塑的穩定劑是復合鉛鹽穩定劑,它的優點是價格便宜,熱穩定性能好。缺點是有毒不環保。但復合鉛鹽穩定劑潤滑劑所占比例在50%左右,如果添加的潤滑劑全是低熔點的潤滑劑也會影響產品的使用性能。昆山雅煬復合材料科技有限公司研發的環保穩定劑PA808由鈣鋅熱穩定劑、抗氧劑和潤滑劑等通過特殊工藝制成的多功能、多用途、率的PVC新型加工助劑,適用于環保型PVC制品和高填充制品的生產,是木塑制品的優良的熱穩定劑和加工助劑。具有:
1、符合歐盟ROHS 指令、PAHS規定;
2、在同等樹脂的前提下可比有機錫和鉛鹽穩定劑適當增加填料的添加量。
3、初期著色性與有機錫差不多,有機錫不但有異味、且還會產生流變,PA808不但無異味更不會產生流變。
4、加工性能優于有機錫和鉛鹽穩定劑。;
5、由于PA808的密度與PVC樹脂密度相當所以其分散性好于有機錫和鉛鹽穩定劑,更利于其在樹脂中的分散;
6、能提高制品表面光潔度;
7、熱穩定性和初期著色性好。 PA808價格比鈣鋅系穩定劑低。同等條件下,當添加量為4份時候,PA808使用效果比含鉛量為30%的鉛系穩定劑要好,初期白度明顯優于鉛鹽穩定劑。同等價格同等用量的鈣鋅穩定劑與PA808相比在熱穩定性和初期著色方面要達到同樣效果務必在用量上增加20-30%。
5,發泡劑一般采用AC和碳酸氫鈉搭配使用。發泡劑主要有放熱型發泡劑AC(偶氮二甲酰胺)和吸熱型發泡劑NaHCO3。放熱型發泡劑得到的泡孔尺寸較小。用AC /NaHCO3復合發泡劑發泡性能較優。昆山雅煬科技研發的CCR20A是據AC和NaHCO3的特性經特需工藝復合而成的發泡劑,適用于PVC型材,板材,厚薄制品及片材的生產。AC在加工過程中分解放熱造成熔體局部過熱,黏度降低,使分解生成的氣體易逸出,難以飽和
6, 發泡改性劑。
7, 適用于生態木的色粉一般用黃、紅、黑、鈦白粉等。黃、紅兩種色粉有無機和有機兩種。無機色粉優點是耐候性、抗遷移、耐高溫等方面優于有機色粉缺點是添加量大,顏色亞光,但價格便宜。有機色粉反之。生態木一般用有機和無機色粉搭配使用。鈦白粉有R鈦型和銳鈦型兩種。
8, 用于PVC生態木增塑劑常用的有DOP和環氧大豆油。DOP可以降低樹脂分子間的作用力提高流動性,有一定的潤滑性利于生產加工。但降低產品維卡,一公斤DOP可降低維卡3度。大豆油其增塑效果不如DOP且具有一定的熱穩定性,也會降低產品的維卡。
9,增韌劑有CPE、EVA (乙烯2醋酸乙烯共聚物)、MBS、ACR是目前常用的幾種PVC沖擊改性劑。以上所有的增韌劑具有:1,再增加產品韌性的同時降低了制品的維卡和熱變形。2,影響發泡。3,對產品的耐候性幫助不大。昆山雅煬科技研發的增韌增強劑YY89就是為解決以上增韌劑的不足而研發的。具有:1,增韌的同時產品的強度剛性同時增加。2,有利于提高發泡倍率。3,提品的抗老化性能。4,良好化學穩定性和熱穩定性,具有很強的承受載荷的能力、抗化學反應能力和幾何穩定性。提品的內應力開裂性能
二,PVC木塑生產工藝
PVC樹脂加木粉、碳酸鈣、助劑經高速混合機混到所需溫度再冷混到40度左右:
1, 直接用混好粉料經錐雙擠出機擠出產品這就是一步法。一步法生產優點是不用制粒,節省了制粒設備投資和水電、人工、設備的維護成本,降低物料損耗。但制品質量和外觀不如二步法。特別是生態木是仿木材用于室內外裝修需有同木材一樣的木紋那一步法就難了(一步法也可產生木紋如密度做到1.0或1.2以上,但增加成本)。
2, 冷卻好的粉料用錐雙制粒再用單螺桿擠出即二步法生產。優缺點與上面相反。生態木采用二步法生產較理想。
三,現階段國內生態木產品存在的不足有:
1,產品變色和變形問題
A,變色
導致變色的原因很多如:紫外線,溫度,濕度,空氣和產品所處環境的酸堿度等。防止產品變色:a色粉選色牢度、抗遷移性、耐高溫、耐熱性好的色粉,b選不易析出的潤滑劑。c加抗氧劑、紫外線吸收劑來提高制品的耐候性。d滿足加工要求盡可能降低加工溫度。e產品表面噴涂耐候性好的耐候漆.f共擠耐候性好的材料。
B,變形問題
變形主要是產品的維卡低熱變形差,要提高抗熱變形主要從以下幾方面入手:a盡可能不加或少加影響材料變形的助劑如低熔點的潤滑劑等。b合理的潤滑體系和用量.c合理的生產工藝如生產速度、冷卻水溫。d降低制品內應力.e模具的合理設計。F半成品的擺放和儲存.g填充的種類及用量的合理搭配以便提高木塑的相關機械性能如沖擊強度、抗彎強度、模量等。
C,阻燃
木塑的材料組成就具有阻燃性能。關鍵是要提高其氧指數和降低燃燒時的發煙量。
昆山雅煬科技為客戶提供PVC木塑配方技術在助劑的選擇上:
A少用硬脂酸、絕不用石蠟。
b不加CPE或類似于CPE的彈性體增韌劑。
c發泡劑以本司的強效發泡劑CCR-10為主,添加發泡劑總量的20-40%的CCR-20A來搭配,這樣不會有發泡劑殘留于產品中.可提品剛性和耐候性。CCR-10是我司經過多年努力應用于對熱變形,耐候性,環保性等要求較高的片材,型材,管材而開發的一支改性發泡劑,發氣量略小AC,但分解完全,對提高制品的剛性,維卡均有幫助。其分解速度慢使擠出物離開模頭時表面很快冷卻,有助于形成密實表面的泡孔結構,適用于賽盧卡和結皮發泡。所以生產出來的產品具有:產品在使用過程中變形小很小,產品強度好,模量高,耐候性好。