PVC专用填料
PVC树脂热稳定性差,熔融温度与分解温度接近,加工性能不良。用于PVC改性的填料通常是CaCO3,但PVC加入CaCO3后体系的熔融粘度增加很多,所需加工温度更高,可加工性更差;而其耐盐酸腐蚀不合格更限制了它的应用范围,特别是用于PVC塑料管道。
PVC树脂中填充空心微珠,塑化时间缩短,热稳定时间增加,在加工过程中不分解,又减少了加工能耗,且耐腐蚀性达标,适用于管材。
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项 目
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加5份
CaCO3
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微 珠 份 数
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0
|
10
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20
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30
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40
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最高转矩 (g·m)
平衡转矩 (g·m)
塑化时间 (min)
热稳定时间(min)
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3100
2500
6.5
25
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3025
2200
6
>30
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2860
1900
5.0
>30
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2820
1900
4.5
>30
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2550
1900
4.0
>30
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2160
1750
4.0
>30
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拉伸强度 (MPa)
冲击强度 (Kj/m2)
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38.0
3.0
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49.0
5.8
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49.0
5.4
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45.5
5.1
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42.3
4.8
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41.4
4.4
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如上表所示,体系的最高转矩和平衡转矩随微珠添加量增加而降低,与未加微珠的PVC体系和CaCO3填充的PVC相比,减少了加工能耗,热稳定时间理想;加工过程中无任何分解现象,样条挤出过程中无粘附,说明微珠在PVC中有良好的分散性和加工性。就力学性能而言,加10份微珠的PVC达到了硬质PVC塑料的要求(GB/T13520-1992);加40份微珠的PVC超过了钙塑材料的企业标准(30Mpa)优于CaCO3填充的PVC。
复合材料腐蚀度试验结果列于下表:
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项 目
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微 珠 份 数
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国家标准
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加5份
CaCO3
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0
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10
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20
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30
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H2SO4(30%)
HNO3(40%)
HCl (45%)
NaOH(40%)
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+0.01
+0.11
+0.10
+0.02
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-0.38
-0.35
+0.38
-0.04
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+0.11
+0.11
+0.26
+0.04
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+0.02
+0.07
+0.18
+0.07
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-1.0~+1.0
-1.0~+1.0
-2.0~+2.0
-1.0~+1.0
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1.30
——
1.30
-0.9
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如上表所示,微珠/PVC复合材料的耐腐蚀性能优良,完全达到国家标准(而以CaCO3为填料的PVC塑料耐腐蚀性能较差)。这就拓宽了微珠/PVC复合材料的应用范围,特别是大量用作需要耐腐蚀的管道材料。
空心微珠抗压强度高,球型率>95%,用于PVC增强增韧、改善加工性能,具有以下作用和特性:
1、改善加工性:微珠光滑圆整,具有滚珠轴承效应,使PVC流动性明显增加,塑化良好,能部分起到增塑剂的作用:PVC加工过程中无任何分解现象,样条挤出过程中无粘附,而又使加工能耗降低。
2、大量填充:微珠球型率大,没有应力高度集中现象,对材料的强度、韧性和流动性影响很小;在加工过程中,材料动态生热少,能防止润滑不足和热分解。因而能大量填充,大幅度降低成本。
3、尺寸稳定:微珠填充PVC,制品各向同性,成型加工时不变性;而材料的模量和硬度大幅提高,使材料刚性增大,抗蠕变能力强,制品在使用过程中不变形。
4、生产效率高:用微珠作填料提高了熔体破裂的临界剪切应力,能使填充改性料加工速度加快,提高生产效率。
5、保护设备:生产填充改性料时,成型机和模具的损伤和磨耗小,延长了设备的使用寿命。
6、阻燃、稳定:空心微珠热变形温度大于1350℃,所含CO2、N2为窒息性气体,能提高制品的阻燃性;其PH值为6~9,与PVC助剂配伍良好,不会引起PVC在加工时热分解。
7、品质保障:空心微珠年产量:3万吨。产品品质稳定,供货稳定。
选择适当粒径的微珠,经表面处理后按合理的比例(10-40份)填充于PVC树脂,即可得到性能优异,耐腐蚀性达标的微珠改性PVC。