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抗冲改性剂的性能及应用

来源:http://www.sfcslzj.com/news102043.html  发布时间:2019-7-17 3:00:00

1、PVC抗冲改性剂的类型及应用概况

PVC树脂是一种硬脆性材料,抗冲击强度差,一般仅为3-5kJ/m。未增塑PVC需要改进抗冲击强度的主要原因是其对缺口的敏感性,同时也需改进低温抗冲击性能。目前,通过在PVC聚合物中共混抗冲改性剂的技术,可有效地增韧脆性硬质PVC,这类抗冲改性剂是与PVC具有一定相容性的高分子弹性体,它可使共混体系既能保持UPVC的高模量、高刚性,又可大大提高其缺口冲击强度,明显改善低温冲击强度。由于共混改性方法混料过程操作简单灵活,给予了生产人员更大的选择自由性,且更具经济性,因而得到了广泛的应用。

目前,常用的UPVC抗冲改性剂有氯化聚乙烯(CPE)、聚丙烯酸酯类(ACR)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接技共聚物(MBS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),它们都属于橡胶弹性体类抗冲改性剂。

1.1 氯化聚乙烯(CPE)

CPE是由高密度聚乙烯(HDPE)在适当条件下氯化而成,HDPE经氯化后,破坏了其结晶度,使它柔软而具有橡胶类弹性体的性质。CPE的含量对改性效果影响很大,Cl含量小于25%的CPE与PVC不相容,不能用于PVC的

共混抗冲改性:Cl含量为25%-40%的CPE与PVC半相容,是较好的冲击性改性剂,其中含氯量为34%-37%的CPE具有较好的加工性、分散性、抗冲击性,是PVC良好的冲击性能改性剂:Cl含量为42%以上的CPE,与PVC相容性增加且由于分子链上氯化结构含量高而使链段变硬,玻璃化转变温度较高,本身弹性较差,而不能用于PVC共混抗冲改性。

由于CPE分子不含双键,具有良好制品的耐候性,同时具有耐燃性且热稳定性优于PVC、成本低、性能优良、应用范围广等优点,因此,自50年代中期实现工业化生产以来,得到了许多国家的重视,美国、日本、德国等国家实现了大批量、多性能、多品种生产,至今CPE仍是发达国家抗冲改性剂的主要应用品种之一。

国内CPE的生产研究起步于水相悬浮法,我国已有50余家生产厂,生产技术较为成熟,目前年产能力约在6万吨以上。由于国产CPE的性能、用途上与进口CPE已无多大差别,加之价格上的优势,当前进口CPE量已很少。CPE占国内抗冲改性剂应用市场的90%以上,是目前UPVC塑料门窗异型材和管材生产中广泛应用的冲击性能改性剂。

1.2 聚丙烯酸酯类(ACR)

ACR类抗冲改性剂属于核-壳结构共聚物,其核是一类低度交联的丙烯酸酯类橡胶聚合物,壳是甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物。该结构的改性剂,常通过加入典型的交联单体进行交联,使其"核芯"具有很好的弹性,"壳层"是具有较高玻璃化温度(Tg)高聚物,粒子间容易分离,可较为均匀地分散至PVC基体中并能和PVC基材相互作用,因而这类改性剂除可改进抗冲击性能外,还起类似ACR加工助剂的作用,促进PVC树脂的凝胶化和塑化。

国外生产ACR类抗冲改性的厂家很多,主要有美国的Rohm and Hass(罗门哈斯)公司、ATOCHEM公司,日本的钟渊化学公司、吴羽公司、三菱人造丝公司,法国的阿托公司等,核一壳型ACR类抗冲改性剂使用广泛且具有多功能性,在国外的市场占有率增长较快,市场前景较为广阔;目前,我国使用的核-壳型ACR类抗冲改性剂多依赖进口,国内仅苏州安利化工厂等少数几个厂家能生产且品种单一,远远不能满足不同型号PVC树脂的加工需要。

由于我国核一壳型ACR类抗冲性剂生产技术的不成熟导致形不成产业规模及质量水平不高、化学建材的消费需求层次以及ACR与CPE的经济质量性能比以CPE占优等各方面因素的综合影响,预计ACR用量会有所增加,但CPE仍将是我国PVC塑料建材加工抗冲改性剂的品种而占领抗冲改性剂市场的主导地位。

1.3 乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)

EVA是乙烯(E)与醋酸乙烯(VAc)的无规共聚物,它是一种类似于CPE的橡胶状弹性体,其性能与VAc的分子量大小及含量有很大的关系。作为PVC改性剂的EVA,其VAc含量一般为40%-50%,据介绍,在PVC抗冲改性上,EVA的含量在5%-10%较为合适,超过10%则材料的拉伸强度、刚性、耐冲击性能等都将降低。虽然EVA的改性效果、耐候性都不错,但由于EVA在高温下成型得到的型材焊接强度低且温度越高缺口冲击强度越低,因此,它在PVC异型材、管材上的应用量呈明显下降趋势,国外目前基本已被CPE和ACR取代。

1.4甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接技共聚物(MBS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)

MBS是改进PVC冲击性能,制取透明制品的佳材料,几乎所有的透明PVC制品都用它作为抗冲改性剂,其用量一般在8-15份之间;ABS可提高PVC的冲击强度,改善制品的外观质量,同时起到加工助剂的作用改善PVC的加工性能,其用量在30份以内时,随用量增大共混材料的抗冲改性强度呈上升趋势。

由于MBS、ABS中含有双键,故耐候性差,因此很少在户外使用的PVC门窗异型材和管材中应用。

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