门窗用PVC异型材主要性能及其影响因素

2019-04-03 14:17:40 113
本文转载自网络,如有侵权,请联络删除:  及其影响因素王仁慈(山东鲁宏塑窗机械集团总公司,山东省章丘市250200)随着我国化学建材产业的开展,PVC塑料门窗也得到了更遍布的推广和应用。同时,人们也对门窗的质量和性能有了更高的要求。一般PVC型材厂和门窗组装厂对产品主要检测、控制PVC塑料异型材的低温落锤冲击、焊角强度、加热后状态及加热后尺寸变迁率等4项常规性能指标。影响这些性能的因素很多,比如:原料的性能、配方、混料、挤出设施、挤出模具、挤出成型工艺等。本文着重讨论影响常规性能指标的4项因素。

  1影响低温落锤冲击性能的因素PVC树脂分子量及其散布消费PVC异型材所用的树脂是悬浮法消费的疏松型树脂,其聚合度为1000左右。一般而言,树脂的聚合度越大,材料的机械性能越高,耐低温及耐热性越好。关于低温冲击性来说,希望采纳高分子量的树脂,但因其加工比较艰难,所以选择的树脂,聚合度不能太大。树脂的分子量散布也是选择树脂的一个重要指标。分子量散布窄,其加工性能和制品性能都较均一,材料的力学性能较高;分子量散布宽,则标明聚合物中存在一定数量的偏低或偏高分子量的部分,偏低部分会影响冲击强度,偏高部分会形成塑化不平均,使材料不能形成间断的均相体系,故也会降低冲击强度。

  1.2抗冲改性剂在PVC异型材的配方体系中,直接影响冲击性能的是抗冲改性剂。如今国内一般采纳氯化聚乙烯(CPE)改性体系,而国外一般都采纳丙烯酸酯类改性剂(ACR)。相比较而言,使用CPE的工艺要求较ACR要苛刻,且耐候性也不如ACR.但由于CPE抗冲改性剂的价格廉价、国内产量大、技术成熟,因此国内的CPE应用较ACR宽泛。CPE是由高密度聚乙烯(HDPE)在盐酸水溶液中悬浮氯化而得,即用氯原子部分地取代HDPE分子链上的氢原子的产物,通常其含氯量为25%~40%.应用于PVC异型材的CPE,―般为含氯量36%~38%的橡胶类弹性体。由于氯原子的存在,使CPE成为极性聚合物,与带有极性基团的PVC有较好的相容性。

  人们对塑料门窗的质量和性能也提出了更高的要求。控制好门窗用PVC异型材的性能,是保障成窗质量的关键。讨论了影响PVC型材4项常规主要性能,特别是低温落锤冲击性能的因素,并提出了控制性能指标的措施。

  假如CPE的含氯量太低,则与PVC的相容性差,不易形成立体网状构造;假如含氯量太高,超越40%,则与PVC分子链更为类似,尽管CPE与PVC有良好的相容性,但改性成效不佳。在CPE/PVC增韧体系中,随着CPE用量的增加,体系的冲击强度也增加,但并不是不时增加。在CPE用量低于8份时,冲击强度增加的幅度较小;在8~12份时,其冲击强度有显著的增加;当用量在15~20份时,冲击强度增加又较小;超越20份,再参与过量的CPE,也不会有太大的变迁。并且,随剪切速率的不同,CPE对冲击强度的影响也不同。假如剪切速率太低,使CPE在PVC中不能形成分相不分别的立体网状构造;剪切速率太高,已形成的网状构造,部分会在高剪切速率下被毁坏,同样不能抵达最佳的增韧成效。

  1.填充料碳酸钙对PVC型材冲击影响较大的另一种助剂是碳酸钙(CaC3)。参与CaCO:,一是可增加尺寸稳定性;二是可降低本钱。当CaC3用量较少时,还会起到一定的补强作用。一般应用于PVC中的碳酸钙是轻质钙,由于CaCO:为无机相,与PVC的相容性差。假如一味地追求降低本钱而增加Ca-CO:用量,则材料的冲击强度会急剧下降。为了增加与PVC的相容性,一般可采纳硬脂酸或偶联剂,对其外表停止解决。这样可适当增加填料用量,而不致对冲击强度有太大的影响。CaCO:的粒径越小,就越容易填充到PVC粒子内部,有利于进步材料的冲击强度。

  1.光滑剂PVC配方体系中,光滑剂的选择和添加量也直接影响冲击强度。内光滑剂与PVC粒子的相容性较好,如硬脂酸单甘油酯等;外光滑剂与PVC粒子的相容性差,加工时容易从PVC体系中析出,形成界面光滑,如聚乙烯腊、石腊等。不管何种光滑剂,过量都会形成型材的冲击强度下降。尤其是像聚乙烯腊,对冲击强度的影响特别大,有时甚至给加工形成艰难,型材不能成型。故光滑剂的选择和添加量都应谨慎。

  1.混料设施和挤出设施好的混料设施和挤出设施是取得高冲击强度的关键。原料与助剂混合的平均程度、共混料表观密度的大小,都会对冲击强度形成很大的影响。假如混料设施的混合成效差,即使是挤出机的塑化、混炼再好,也不可能得到高冲击强度的材料。一般混料温度在110C、混合工夫9~10min、加料量是混合料容量的50%~70%时,可取得较好的干混料。假如干混料的表观密度在0.67g/cm3左右,阐明干混料的混合成效较好。其次,光滑剂对干混料的表观密度和凝胶化速率有重要影响,一般光滑剂最好在PVC树脂及其它助剂混合以后,在出料之前、20°Q时,在高速搅拌下参与。PVC型材要想取得良好的冲击强度,还须要挤出设施具有良好的塑化、混炼才干,这须要有好的螺杆构造设计。一般还要有排气装置,把原料中夹杂的挥发份抽出,以免夹在型材中形成微气孔,影响冲击强度。同时,还要有螺杆冷却装置。因为物料在均化段受进一步压缩、强烈剪切,会产生多余的热量,假如不迭时把这部分热量带走,就会使型材断面有气泡,降低型材的密实度,招致冲击强度下降。

  1.6模具模具对低温冲击性能的影响,主要表如今熔体压力和打消材料的内应力上。较高的熔体压力,能使型材的密实度增加,使体系中微观分子间间隔减小、相互作用强烈,从而保障有较高的冲击强度。其次,通过口模设计,尽量打消高速挤出所带来的内应力。从冷却方式来说,要使型材尽量冷却平均,假如型材各点的冷却速率差别太大,会由于温度梯度的不同形成温度内应力,从而影响冲击强度。

  1.7挤出成型工艺挤出成型工艺对冲击强度的影响也相当重要。依据挤出设施、模具和干混料的质量不同,其工艺也应随之变动。通过调整工艺,抵达最佳塑化状态,才干取得理想的冲击强度。如今国内一般以锥形双螺杆为主。首先,挤出过程须要适当的挤出温度。在一定范围内,温度稍高些对冲击强度有利;但假如温度太高,招致PVC部分地分解,会降低材料本身性能,并且分解释放出的HCl有时夹杂在型材中,会招致冲击强度下降。依据笔者经历,调整温度时,应使出口模的熔体既要有一定弹性,又不能太粘。关于计量加料的双螺杆挤出机,排气成效、加料速度与主机速度的匹配也很重要。为了保障有足够的挤出压力,应使进料比大一些。这样,能够使物料提早填满螺槽,增加混炼成效;但假如进料过大,会从排气口冒料,使排气不好;假如进料比再增大,就会使剪切更强烈,招致物料分解,产生气泡,在一定程度上也会毁坏CPE网状的增韧构造,直接招致冲击强度下降。假如进料量太少,物料混炼程度不够,塑化不好、挤出压力小、产品不密实,并且粉料到排气口时未塑化,容易被真空抽走,达不到应有的排气成效。

  以上影响冲击强度的各因素并不是独立的,而是相互关联的。在实际消费中,需综合思考各因素,才干使制品有良好的低温冲击强度。

  2影响焊角强度的因素要想取得高焊角强度,一般首先应保障材料塑化良好、配方适合。从配方角度来说,必需保障稳定剂的质量和用量,否则其残余稳定性不够,焊接温度较挤出温度要高很多。使型材在通常的焊接温度下颜色变黄、分解重大,将直接影响焊接质量。对焊接影响最大的还是光滑剂的使用。有些型材消费厂家,为了增加制品光洁度、减少机械摩擦等宗旨,参与的光滑剂数量较多。这样尽管从材料外观看没多大问题,对型材的冲击性能影响也不大,但焊接时,无论是内光滑剂还是外光滑剂均与PVC的相容性不太好;并且一般光滑剂的熔点都在50~150°c,焊接加热时很容易析出到熔融外表,使PVC分子的亲合力下降,招致焊角强度不够。

  3影响加热后状态的因素影响加热后状态这一指标的主要因素是,挤出成型时挥发份排出的成效、塑化是否良好、混练是否平均、型材的边角部位是否存在过大的内应力等。假如排气不好,就会呈现气泡;部分存在过大的内应力,加热后就会呈现裂痕、毛刺。

  4影响加热后尺寸变迁率的因素加热后尺寸变迁率也是很重要的一个指标。关于装置好的门窗,假如型材尺寸变迁率大,将招致门窗变形、焊角等薄弱部位开裂,直接影响成窗的使用。为控制型材加热后的尺寸变迁率,首先要使型材有足够的密实度,也就是要求有足够的挤出压力。这样,加热后,由于PVC分子间堆砌严密,链段活动空间小,材料尺寸变迁就小。其次,可适当增加填料的用量,以增加型材的刚性。同时,要尽量打消内应力,这可通过适当增加口模平直段长度、改善流道设计、改善熔体活动性、进步定型冷却的速率和平均性来实现。

  5结语本文对PVC型材的以上4项常规性能指标,特别是冲击强度的影响因素及控制措施停止了剖析和讨论。当然,除此之外,门窗用PVC异型材的消费厂家,还应使所消费的型材的其它各项技术性能指标均合乎GB8814―1998规定的要求。

  联络地址:山东省章丘市鲁巨大道1号

重庆君正新型复合材料有限公司为您提供管道封堵气囊气囊内模芯模气囊式千斤顶储存气体气囊船用下水气囊支架式水池背负式水袋森林消防水池软体储运水袋软体储运油囊试压吊重水袋集装箱液袋,沙石转运储存袋 ,金属转运储存袋,粉尘转运储存袋,复合材料系列,橡胶复合材料,PVC复合材料,TPU复合材料,EVA复合材料,PE膜复合材料等产品 本文转载自网络,如有侵权,请联络删除。
02360776666 18696608888

工作时间: 周一9:00~周五18:00

在线留言
电话咨询
产品展示
联系方式
QQ客服