高透明硬质软质PVC的生产.docx
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高透明硬质软质PVC的生产
高透明硬质、软质PVC的生产与配方组成
－－广东若天·傅松平
由于PVC分子结构的特殊性能，在生产PVC产品时，我们可以通过配方的多变性，添加不同的改性剂，生产出性能不同的PVC产品，如：
硬质和软质PVC产品，透明度很高的产品和非透明PVC产品和高弹性PVC产品。
高透明PVC制品它的透光率要高于聚乙烯。
但和聚丙烯，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂、聚碳酸脂一样有着很强的透光率。
但随着配方的不同，它的透明度和透光率也有所不同。
配方的不同，生产的产品透明度和硬度也会不同，并且硬度和柔韧性会相差很大，PVC硬质产品其硬度很高，并且硬质制品在打折和拉伸时会出现白化现象。
硬质PVC制品有很多如，高透明硬质管材、板材、灯具、装饰品等。
软质制品有一定的柔性、韧性和弹性。
软质产品有透明PVC材料，PVC管材、薄膜、遮阳膜、压廷膜。
生产高透明PVC产品，首先要从原材料上进行选择和区分，硬质高透明PVC的生产，比硬质PVC和非透明PVC要复杂、生产工艺要难，对原材料的质量要求、生产工艺要求要高、生产质量控制要严格的多。
当一个环节出现问题时所生产的产品就会出现变色，发黄，透光性减弱。
软质产品还会出现析出，会使产品发粘，产品之间出现粘连，加速产品的老化、使性能变差，并有异味产生。
最终使产品变为废品。
所以当我们生产高透明硬质和软质PVC产品时，一定要对原材料、生产工艺，生产配方严加管理。
高透明PVC产品和PP，PS，PC，PMMA，相比具有以下特点，
（1）机械强度好，
（2）生产成本价格低，（3）硬软度可以根据生产配方自我调控。
但生产难度比PP，PS，PC，PMMA要大。
PP，PS，PC，PMMA等树脂直接用所购的单一原材料就可以生产，但高透明PVC产品需按生产配方进行生产，生产配方和原材料加入的不同，生产的产品就会有所差别。
1、原材料的选择
高透明硬、软质PVC产品在生产时首先要对原材料进行选型和比较，要严格的挑选，要求PVC均聚物的粘数/（ml/g）要在一定的标准范围，K值应达到要求标准。
如若粘数或K值不稳定，会给加工带来很大的困难。
对于高透明硬质PVC的生产，要求PVC原材料必须是优等品。
PVC中的晶点、缠绕点数量要求要少，在生产高透明PVC片材或其它产品时，如若原材料晶点和缠绕太多，则废品率太多，因为透明产品在生产的产品中，我们可以明显的看到晶点和缠绕点，由于它的存在使产品出现应力的集中点，特别是在生产薄膜和其它薄制品产品时，很容易产生大量的废品，并且晶点和缠绕点在二次回收利用时还会产生同样的结果，所以当发现PVC晶点和缠绕点时应予以清除，不能再回收利用。
聚氯乙烯的分类表一
型号
平均聚合温度℃
粘数/（ml/g）
K值
聚合度
用途
SG－1
48.2
154－144
77－75
1800－1650
高级电绝缘材料
SG－2
50.5
143－136
74－73
1650－1500
高级电绝缘材料，一般软制品
SG－3
53.0
135－127
72－71
1500－1350
电绝缘材料，农膜，塑料鞋
SG－4
56.5
126－119
70－69
1250－1150
一般薄膜、软管、人造革、高强度硬管
SG－5
58.0
118－107
68－66
1100－1000
透明硬制品、硬管、型材
SG－6
61.8
106－96
64－63
950－850
唱片、透明片、硬板、焊条、纤维
SG－7
65.5
95－87
62－60
850－750
吹塑瓶、透明片、管件
SG－8
68.5
86－73
59－55
750－650
过氯乙烯树脂
1、辅助材料的选择要求
高透明PVC产品的生产，对辅助材料是否是透明要进行判定，并要求辅助材料和PVC共混生产时不能影响产品的透明度。
如我们生产PVC时所填加的CPE，它在透明产品中就不太适用，因为CPE是半透明产品。
所以在生产透明产品时对原材料的选型是非常重要，我们在生产时一定要搞清楚原材料的性能和每种辅助材料是否可以用为透明产品的改性材料。
各种辅助材料的性能表二
序号
产品名称
中文名称
用途
1
CPE
氯化聚乙烯
半透明产品，适用于非透明PVC产品的改性。
柔软性,伸长率,冲击强度较好，CPE与PVC渗透性较好。
CPE分子结构中含有乙烯—氯乙烯，含氯量为35％一40％的CPE是PVC管材的优良增韧剂。
CPE具有优良的耐候性、耐寒性、耐冲击性、耐化学药品性等，CPE与PVC树脂共混后能提高产品的柔韧度，并具有阻燃性能。
2
ACR
丙烯酸脂类
透明产品，适用于透明PVC产品。
综合性能较好,冲击强度较高,拉伸强度断裂伸长率高。
适用于透明薄膜、管材、板材。
它对耐侯性、加工性，甚至表面光泽度的改善。
3
ABS
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯
透明产品，适用于透明PVC产品。
综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.高耐热、阻燃、增强。
4
EVA
乙烯一醋酸乙烯
透明产品，适用于透明PVC产品。
优点是柔韧性显着，生产抗冲板材和挤出异形材．硬质产品还包括低发泡合成木材、
5
ABS
丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物。
非透明产品，适用于非透明PVC产品。
综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.
6
MBS
甲基丙烯酸甲酯（M），丁二烯（B）及苯乙烯（S）三元共聚物
透明度好，适用于透明PVC产品的改性。
拉伸强度很好,冲击强度较高。
是硬质聚氯乙烯片材和薄膜的最佳抗冲击改性剂。
7
NBR
丁腈橡胶（NBR）
非透明产品，NBR是一种极性聚合物，在弹性、拉伸强度、耐磨性、耐油性好。
8
EPDM
乙烯－丙烯－二烯烃三元共聚物
半透明产品，适用于非透明PVC产品。
在常温下呈柔软的橡胶态。
EPDM为非极性高聚物,因此在与PVC进行共混改性时,两者之间的相容性差。
9
SBS
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物
半透明产品，适用于非透明PVC产品。
在常温下呈柔软的橡胶态，主要用于橡胶制品、树脂改性剂。
从表二中我们可以看到，有的材料透光性很好，有的就差一点，有的韧性好，有的强度好，这就要看我们要生产的产品性能，是生产非透明产品还是生产透明产品，二者所选用的材料也有所不同的。
2、增塑剂的选择
高透明硬质PVC产品与软质PVC产品的配方组成实质上相差并不是太大，硬质产品是不加增塑剂，而软质制品是会加入大量的增塑剂。
现在增塑剂的种类也很多，性能各不一样，有邻苯类、磷类、氧化类、脂肪酸酯类、环氧酯类、含氯增塑剂、多元醇酯类。
对于软质透明PVC的生产，增塑剂的选型和用量对产品会起到至关重要的作用。
增塑剂之所以起到增塑作用，其关键是使聚合物间的作用力减弱。
因为增塑剂一般为小分子物质，在聚合物的高分子链间易于移动．也相对于高分子链的运动起了润滑作用。
当增塑剂与树脂一起熔融时，增塑剂的分子便会插入到聚合物分子链之间，削弱了PVC分子链间的范德华力，使分子间的引力减弱，增大了分子间的距离，使PVC聚合物分子链的可活动性增加，降低了分子链间的缠结和刚性，使PVC的塑性和柔性增加。
但增塑剂量的增加对产品的付作用也很大，增塑剂量的增加，使制品的硬度降低，柔韧性增加，但析出就会增强，其产品的寿命就缩短，污染就会加严重。
特别是邻苯类增塑剂对环境的影响最大，但现在生产中用量最多的是邻苯类增塑剂，它是目前最广泛使用的增塑剂，它品种多、产量高，可供选择的品种也很多。
常用的增塑剂有邻苯二甲酸二辛酯它是重要的通用型增塑剂，主要用于聚氯乙烯树脂的加工。
增塑剂的性能表表三
序号
产品名称
用途及性能
1
邻苯类
邻苯二甲酸酯类是目前最广泛使用的主增塑剂，它品种多、产量高，并具色泽浅、低毒性、挥发性小、气味少、耐低温性一般等特点。
目前邻苯二甲酸酯类的消耗量最大。
2
磷酸酯类
磷酸酯与聚氯乙烯等树脂有良好的相溶性，透明性也好，但有毒性。
它们既是增塑剂，又是阻燃剂。
芳香族磷酸醋的低温性能很差，而脂肪族磷酸酯的低温性能较好，但热稳定性较差，耐久性不如芳香族磷酸酯。
其主要品种有磷酸三甲苯酯和磷酸三苯酯。
3
脂肪酸酯类
脂肪酸酯类的低温性能很好，但与聚氯乙烯的相溶性较差故只能用作耐寒的副增塑剂与邻苯二甲酸酯类并用。
最常用的品种是己二酸二辛酯和癸二酸二辛酯。
4
环氧酯类
环氧增塑剂它既能吸收聚氯乙烯树脂在分解时放出的氯化氢，又能与聚氯乙烯树脂相溶，所以它既是增塑剂又是稳定剂。
主要用作耐候性高的聚氯乙烯制品的副增塑刑。
主要品种有环氧大豆油、环氧脂肪酸辛酯等。
5
含氯增塑剂
目前最广泛使用的含氯增塑剂是氯化石蜡。
氯化石蜡价格低、电性能优良、具有难燃性，但相溶性较差，热稳定性也差，仅用作副增塑剂。
6
多元醇酯类
多元醇酯主要有双季戊四醇酯和乙二醇酪。
双季戊四醇酯的挥发性低、耐抽出性良好、难于热分解和氧化、绝缘性能又好，是优良的耐热增塑刘，适用于高温电线绝缘配方中，但价格昂贵。
而乙二醇酯耐寒性虽然很好，但色泽较深、挥发性较大。
磷酸酯类磷酸酯与聚氯乙烯等树脂有良好的相溶性，透明性也好，但有毒性。
它们既是增塑剂，又是阻燃剂。
芳香族磷酸醋的低温性能很差，而脂肪族磷酸酯的低温性能较好，但热稳定性较差，耐久性不如芳香族磷酸酯。
其主要品种有磷酸三甲苯酯和磷酸三苯酯。
环氧酯类：
环氧增塑剂是近年来应用很广的助剂，它既能吸收聚氯乙烯树脂在分解时放出的氯化氢，又能与聚氯乙烯树脂相溶，所以它既是增塑剂又是稳定剂。
主要用作耐候性高的聚氯乙烯制品的副增塑刑。
其于要品种有氧大豆油、环氧脂肪酸辛酯等。
3、PVC稳定剂在透明制品中的优缺点
在生产透明PVC产品中，由于铅系稳定剂不透光所以不能用于透明制品的稳定剂，在生产透明制品所选用的稳定剂有：
钙锌复合稳定剂，有机锡稳定剂和钡锌稳定剂。
但就生产稳定性能相比较，有机锡稳定剂，钙锌稳定剂比钡锌稳定剂要好。
机锡稳定剂属于重金属。
由于我们对有机锡稳定剂，在PVC的长期使用中掌握了它们的生产特性，所以在生产应用中对配方、生产工艺都十分的了解。
应用起来也得心应手。
（1）、钙锌稳定剂是真正无毒的稳定剂。
（2）、钙锌稳定剂在生产加工PVC过程中，其加工温度要比铅系稳定剂和有机锡稳定剂低15℃－20℃，对于软制品和透明制品的生产加工是非常有利的。
（3）、有促进塑化的作用，缩短塑化时间。
（4）有机锡稳定剂对PVC的生产稳定效果在稳定剂中是最好的。
稳定剂性能表表四
序号
原材料
填加量
说明
1
铅系稳定剂
3.2
稳定性好，属于重金属类稳定剂，透明度差，适用于非透明制品。
2
有机锡稳定剂
0.5
稳定性好，属于重金属类稳定剂，分散性不好，和铅有污染。
透明性好，适用于PVC透明制品。
3
钙锌稳定剂
3.5
属于环保型稳定剂，稳定性和透明性较好。
4
有机稳定剂
4
属新型稳定剂，稳定性和润滑性好。
透明性好。
5
钡锌稳定剂
3.5
属于环保型稳定剂，稳定性一般，润滑性好。
有机锡稳定剂的热稳定性要比铅系稳定剂和钙锌稳定剂要好，这是它的一大特点，目前还没有任何其他类型的热稳定剂能超过它，因此它是PVC首选的稳定剂。
有机锡稳定剂与PVC的相容性也是非常好的。
但有机锡也属于重金属的范筹，具有一定有毒性，只是它的毒性比铅系稳定剂略小一点。
有机锡稳定剂的特点。
（1）、配方成本较高，由于有机锡稳定剂价格昂贵，配料工艺要求严格，装备投入较多，成本较固体铅盐稳定剂和钙锌稳定剂要高。
（2）、加工过程有气味，因有机锡稳定剂含硫而有不适气味，特别是在生产软质制品过程中臭味较大。
2、高透明硬质PVC管材配方的组成
由于PVC材料本身就带有一点微黄色，在生产高透明产品时要在配方中加入一定量色料，
序号
原材料
%
说明
1
PVC
93
PVC必须用优等品或一级品
2
有机锡稳定剂
0.4
选用有机锡稳定剂。
铅系稳定剂透光率差。
3
合成蜡
0.5
合成蜡的综合润滑性在好于一般的润滑剂，并且透明性好。
4
透明改性剂
2.5
增加透明性和亮度，要求透光性要强
5
增强剂
3
增加PVC产品的强度
6
色料
适量
配方说明；在一个生产配方中我们首先要考滤是；
1、生产配方的稳定生产性，其生产工艺要有一个较宽的范围。
当生产温度、电流和生产压力产生波动时而不会产生废品。
生产稳定，自我调节能力好。
2、我们在配方中加入了有机锡稳定剂，稳定剂的量要有一定的赢余。
稳定剂的填加量以化验温度为235℃－240℃为最佳。
3、生产配方的内外比润滑要得当，外润滑比内润滑要略多。
这样物料在流动时它就会在稳流态区间运行。
此配方中有机锡稳定剂本身的粘度比较比，所以我们在加入润滑剂PE蜡一定要注意量的加入。
硬脂酸和石蜡透光率没有PE蜡高，所以在高透明产品中只能少加或不加。
4、在选择色料时一定要考滤色料的耐热性，大多数色料在受热时都会变色。
而我们生产的PVC产品本身的色泽为微黄色。
在填加色料时一定要考虑色料的耐热性耐氧化性。
5、由于色料及PVC对温度，压力特别敏感，所以在生产中对设备及模具的要求较高。
3、高透明软质PVC产品的配方组成
序号
原材料
%
说明
1
PVC
60
PVC必须用优等品或一级品
2
有机锡稳定剂
0.4
选用有机锡稳定剂。
铅系稳定剂透光率差。
3
增塑剂
15－40
选用磷酸酯类，透明性好。
4
PE蜡
0.2
润滑剂
5
透明改性剂
4
增加透明性和亮度，要求透光性要强
6
增强剂
4
增加PVC产品的强度
7
色料
适量
由于PVC原料本色显微黄，加入的色料应能消除。
配方说明；
1、对于高透明软质PVC产品的配方组成主要特点；它对增塑剂有很高的要求，因增塑剂都有浅色泽性和毒性，在生产时注意产品的用途，再选用增塑剂。
软质制品加入增塑剂时，生产的电流会下降很多，流速也会加快。
在生产时要根据生产情况选用润滑剂的量加或不加。
2、对于软质制品要加入一定量的增强剂，以弥补由于增塑剂给产品带来的强度不够的问题。
所以在软质产品的生产中增强剂和ACR的量要比硬质产品的量多。
四、高透明硬质PVC的生产工艺及控制
高透明硬质PVC产品的生产工艺和硬质PVC产品的生产工艺有所不同，如、硬质PVC管材和硬质PVC型材的生产工艺完全一致。
但生产过程工艺控制要比PVC管材和PVC型材生产工艺控制要严格，我们在生产PVC高透明硬质产品时，常见的问题有、气泡、晶点、产品颜色发黄等问题。
这是由于PVC本身的原材料显微黄，它对温度和压力又比较敏感，生产的产品又是透明度高的产品，当产品出现的问题很容易被发现。
所以在生产过程中对温度的控制、生产电流的大小、螺杆转速、都有很高的要求。
1、透明硬质PVC高低混生产工艺
在生产透明硬质PVC的产品时，高混对产品质量影响特别大，要求高混温度在120℃－125℃。
低混温度应控制在40℃－50℃。
原料混合后的均匀程度将直接影响制品质量，可见混合工序在聚氯乙烯塑料异型材成型加工中是极关键的工序。
2、PVC混合料的基本原理
混合是指将两种或多种以上的组分互相分散开，以获得组成均匀的混合物体。
混合过程一般是靠扩散、对流、剪切三种方式来完成的。
为了保证和提高干混粉料的均一性，应注重某些后处理工作。
高速混合机进行到设定温度时，立即排入低速冷混合机内，将混合料迅速冷却降温至40℃－50℃以下，以免在贮存过程中变色、结块。
低速冷却混合机的容积应是高速搅拌混合机的两倍以上，生产出的干混料最好能放置12小时，以便获得均一性更好的干混粉料。
3、透明硬质PVC挤出生产工艺
挤出设备的生产无非就是从三个方面来掌控。
温度、（压力、扭矩）和电流
（1）、温度
温度是保证正常生产的关健，无论是机身温度还是模具温度都要达到正常生产设定的值。
温度太低对生产设备和模具都有损害。
温度太高，生产的产品就会变色。
严重时会焦化。
对于PVC的生产温度其设置曲线图如下:
PVC温度的设置是由高到低，温度的高低直接影响到物料的塑化，温度太高物料塑化太快，生产压力不足，管材不密实。
还可能会出现产品发黄，变色，糊料。
塑化太小物料会从真空口冒出，影响生产，我们要求PVC在机身中塑化量75%左右。
剩余部分会在模具中塑化，这样就增加了模具的压力。
有利于产品的生产。
4、压力、扭矩
要生产一个好的产品就要控制好设备的压力和扭矩，压力太低生产的产品不密实，强度不够，物料不能很好的塑化。
压力和扭矩太大会对设备和模具造成严重的破坏。
5、电流
电流是保证设备正常运行的观查窗口，我们用挤出机生产时应注意生产设备的生产功率，其电流最好控制在65%－75%之间，要求小设备走大值，大设备走小值，要求其电流不要超出设备电机设定电流。
锥型双螺杆技术参数
SJZS35
SJZS51
SJZS55
SJZS65
SJZS80
SJZS92
螺杆直径
35/80
51/105
55/113
65/132
80/155
92/188
螺杆数量
2
2
2
2
2
2
螺杆转向
异向向外
螺杆转速
1-40
2-32
1-36
1-32
1-32
1-32
螺杆有效长度
810
1070
1200
1441
1800
2500
结构形式
锥型啮合
主电机功率
11
22
22
37
55
90
总功率
24
40
45
67
90
120
最大挤出量
70
120
200
300
400
800
机筒加热段数
4
4
4
4
4
4
6、挤出机生产电流的控制
锥型双螺杆生产电流的设定和实际生产挤出量
SJZS35
SJZS51
SJZS55
SJZS65
SJZS80
SJZS92
螺杆直径
35/80
51/105
55/113
65/132
80/155
92/188
主电机功率
11
22
22
37
55
90
设备主电机电流（A）
20
41
41
71
105
175
实际电流设定（A）
14－17
28.7－32
28.7－32
42－50
68－78
113－135
最大挤出量（Kg）/H
70
120
200
300
400
800
实际挤出量（Kg）/H
47.6
81.6
136
204
272
544
在实际操作生产中，生产管材，板材它的生产量要高于型材的生产量，对于Φ65机在生产管材中生产电流尽可给的控制在42A－50A之间，在这个电流区间生产，设备运行平稳，产品质量稳定，每小时产量可达到200Kg。
在生产中我们追求是稳定生产，废品尽量的要少。
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