氯化聚氯乙烯(PVC—C)管材的挤出成型工艺.doc

氯化聚氯乙烯（PVC—C）管材的挤出成型工艺摘要：氯化聚氯乙烯树脂的挤出加工在国外已经有四十来年的历史[1]但在我国只是从这几年才开始由于材料的特殊性给加工带来了困难本公司已生产了近3000吨的氯化聚氯乙烯管材分别应用在埋地式电力电缆（高压和超高压）保护套管、玻璃钢复合管内衬管和工业用排污管等领域。本文主要就该树脂的挤出配方和加工技术两方面做了介绍。关键词：氯化聚氯乙烯；管材；挤出；工艺氯化聚氯乙烯树脂（以下简称CPVC）于1958年由美国古立德公司（BFGoodrich）开发研制成功[2]它是聚氯乙烯树脂（PVC）的氯化产物经过氯化处理的PVC氯含量可由57%提高到64%～75%随着氯含量的增加相应的耐温性、刚性、耐化学腐蚀性、阻燃性、消烟性等都得以增强但是CPVC树脂熔融粘度增加、脆性增大、冲击强度下降、热稳定性降低给CPVC的挤出加工带来很大难度同时如果工艺控制不当将会产生大量的HCl气体而使加工设备和模具受到严重腐蚀因此CPVC树脂的挤出加工问题一直是人们讨论的焦点。在CPVC树脂的加工过程中“塑化”是关键因而如何从配方、设备及工艺技术上得到好的塑化质量是CPVC树脂加工的关键。一、氯化聚氯乙烯（PVC—C）管材的配方1、热稳定剂CPVC树脂在加工过程中较PVC更容易分解因此需要加入比PVC更多的热稳定剂试制时可以按照PVC加入量的1.5～2.5倍加入然后再根据试制情况适当增减总的原则是：热稳定剂不得添加过多否则会影响CPVC树脂的塑化。基本上加工PVC的热稳定剂都可以加工CPVC如铅盐稳定剂、钙锌稳定剂、复合铅稳定剂、金属皂类稳定剂和液体有机锡稳定剂等在众多的热稳定剂中当管材有不同的特殊要求时在选用上是有所区别的生产卫生级CPVC管材时应选用无毒的钙锌稳定剂或有机锡稳定剂；生产对耐温性能有要求的管材时应尽量避免使用液体有机锡稳定剂；生产高抗冲管材时不加硬脂酸钙。2、润滑剂润滑剂的作用与热稳定剂的作用同等重要加入量过少会造成加工困难甚至会给设备带来相当大的损害加入量过多不仅影响塑化质量还会降低管材的维卡软化温度因此如何掌握好润滑剂的加入量是关键也是CPVC管材配方的设计关键甚至可以说CPVC管材配方的设计其实也是润滑体系的设计。CPVC树脂的熔体粘度大至少是PVC树脂的2倍[1]因此润滑剂的加入量要稍多于PVC树脂。当使用不同的稳定剂时其配方中内、外润滑剂的配比是不同的一般来讲使用铅盐稳定剂需要配置较多的内润滑剂和适量的外润滑剂；使用有机锡稳定剂需要配置较多的外润滑剂和适量的内润滑剂；使用带润滑体系的复合稳定剂时内、外润滑剂用量均要适当减少。内润滑剂可以选用硬脂酸（HSt）外润滑剂则需选用高温石蜡、PE蜡或氧化聚乙烯蜡一般石蜡不宜单独作为CPVC树脂的外润滑剂。总之协调好了内、外润滑剂之间的配比关系那么该配方虽然不能说是一个成熟的配方至少在挤出成型方面是不会有什么问题的。3、抗冲改性剂和加工助剂由于CPVC树脂氯含量较高它的抗冲击性能比PVC树脂更差必须加入抗冲击剂加以改性常用的抗冲击剂有：CPE、MBS、ABS和抗冲型ACR等在CPVC管材的加工中加入CPE其增韧效果十分明显添加量在8～12份之间增韧效果最好但加入CPE会明显降低管材的维卡软化温度；MBS、ABS对维卡软化温度影响较小但由于它们的分子链中含有不饱和双键耐候性较差；抗冲型ACR是较为理想的抗冲击改性剂但价格较高。综合上述原因笔者推荐使用CPE/MBS的混合体作为抗冲击改性剂可以兼顾产品对维卡软化温度、抗冲击性、耐候性及价格等诸方面的要求二者的配比以1.5：1为宜。目前国内使用的加工助剂主要为ACR它是几种丙烯酸酯类化合物混合在一起的产物它可以提高树脂的塑化程度但CPVC树脂由于熔融粘度较大分子之间不需要再借助其他助剂来增加摩擦热它比PVC树脂更容易塑化因此在挤出加工CPVC管材时应少加或不加ACR类促凝剂。4、其他添加剂其他添加剂包括填充剂和着色剂。4.1填充剂加入适量的填充剂不仅可以降低成本还可以改善加工性能。它可以降低CPVC树脂的加工粘度、改善混料分散性、减少挤出加工时对设备和模具的粘附性同时作为刚性粒子的填充剂还可以提高CPVC管材的抗冲击性能。最常用的填充剂是碳酸钙加入量以不超过5份为宜否则会影响制品的性能。4.2着色剂CPVC管材比PVC管材颜色略深呈灰白色但可以根据需要添加一些着色剂在加入着色剂的同时应加入少量的金红石型钛白粉以掩盖住CPVC管材的灰色减少其对着色剂的影响。二、氯化聚氯乙烯（PVC—C）管材的加工技术1、挤出机挤出加工CPVC管材通常选用平行或锥形双螺杆挤出机鉴于CPVC比PVC更易塑化的特性选用平行双螺杆挤出机更容易控制CPVC管材的挤出生产。配方中如果用的是铅盐稳定剂要求挤出机要