硬聚氯乙烯(PVC-U)門窗異型材是由PVC、穩(wěn)定劑、抗沖擊改性劑、加工助劑、填料等按一定的配方配混、擠出成型的，PVC及助劑的選用對(duì)制品的性能有很大影響。隨著擠出硬PVC-U門窗異型材及塑料門窗行業(yè)的高速發(fā)展，相關(guān)的PVC及助劑行業(yè)也有了新的進(jìn)展。

　　1　樹脂及助劑的選擇

　　1.1　PVC

　　生產(chǎn)PVC-U門窗異型材的，一般都使用懸浮法生產(chǎn)的疏松型PVC(SG-5)。特別需要指出的是，生產(chǎn)PVC原料的乙烯宜選用石油裂解法生產(chǎn)的，好不用電石法生產(chǎn)的。

　　1.2　熱穩(wěn)定劑

　　(1)熱穩(wěn)定劑的常用品種

　　鉛類熱穩(wěn)定劑　在鉛類熱穩(wěn)定劑中，三鹽基鉛的熱穩(wěn)定性好，應(yīng)用廣;二鹽基亞磷酸鉛的熱穩(wěn)定性和耐初期著色性顯著，同時(shí)賦予制品良好的耐候性，而二鹽基硬脂酸鉛和硬脂酸鉛熱穩(wěn)定性稍差，但潤滑性強(qiáng)，鉛鹽的大缺點(diǎn)是有毒性，且外觀易變色。鉛類熱穩(wěn)定劑的發(fā)展重點(diǎn)在于消除粉塵污染，開發(fā)復(fù)合型鉛鹽。南京、溫州、重慶是國內(nèi)三大無塵復(fù)合鹽生產(chǎn)基地，制造時(shí)大多是配合脂類潤滑劑，產(chǎn)品有粒狀、片狀，可較好地解決粉塵污染問題。

　　金屬皂類穩(wěn)定劑　依其功能和機(jī)理分為主輔兩類。主金屬皂以CdZn為主，輔助金屬皂類穩(wěn)定劑以Ba.Ca為主，主輔助金屬皂配合使用，具有協(xié)同效應(yīng)，具有代表性的是Ba-Cd，Ba-Zn和Ca-Zn。國內(nèi)常用的為Ba-Zn和Zn-Ca體系。

　　有機(jī)錫穩(wěn)定劑　有機(jī)錫類穩(wěn)定劑主要分為含硫有機(jī)錫和有機(jī)錫羧酸鹽兩類。

　　有機(jī)輔助穩(wěn)定劑　有機(jī)輔助穩(wěn)定劑通常與金屬鹽穩(wěn)定劑并用，具有協(xié)同效應(yīng)，主要包括亞磷酸脂、環(huán)氧化合物、多元醇、含硫輔助穩(wěn)定劑、β-二酮輔助穩(wěn)定劑。

　　稀土穩(wěn)定劑　稀土穩(wěn)定劑是我國新近開發(fā)出的新型熱穩(wěn)定劑，具有價(jià)廉、無毒、性能高、透明性好、儲(chǔ)存穩(wěn)定、耐候性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際使用的稀土穩(wěn)定劑通常是稀土與金屬鈣或鋅的有機(jī)配混復(fù)合物。

　　(2)熱穩(wěn)定劑的選用

　　不同國家和地區(qū)使用熱穩(wěn)定劑的種類差別較大。美國熱穩(wěn)定劑的構(gòu)成特點(diǎn)是有機(jī)錫類穩(wěn)定劑產(chǎn)量較高，鉛鹽穩(wěn)定劑比例低，熱穩(wěn)定劑的開發(fā)方向是無鉛、無鉻化。日本鉛鹽穩(wěn)定劑的用量偏高，占50%以上，主要用于生產(chǎn)電纜料、PVC管材、異型材等。Ba-Zn鹽類消耗量占第二位，其次是Ca-Zn類和有機(jī)錫類。在歐洲，傳統(tǒng)的熱穩(wěn)定體系是Ba.Cd.Pb系，迫于環(huán)保的壓力，型材生產(chǎn)廠開始試用新的熱穩(wěn)定體系，如Ca-Zn體系等。

　　1.3　抗沖擊改性劑

　　在PVC塑料門窗異型材配方中通常用氯化聚乙烯(CPE)和丙烯酸脂共聚物(ACR)來提高PVC的抗沖擊強(qiáng)度和耐候性。

　　CPE抗沖擊改性劑　CPE的含氯量對(duì)改性PVC性能影響很大。UPVC門窗異型材用抗沖擊改性劑CPE含氯量為36%左右。CPE與PVC不相容，但如果溫度過高或施加過大剪切力，CPE可能會(huì)熔融在PVC中，使性能大大降低，因此CPE配方加工范圍很窄。CPE在PVC中理論加入量為10%-13%。

　　ACR類抗沖擊改性劑　ACR改性劑是將甲基丙烯酸甲脂接枝在烷基丙烯酸脂彈性體制成的。ACR類抗沖擊改性劑適用于戶外使用的UPVC塑料制品。與其他抗沖擊改性劑相比，ACR具有加工溫度范圍較寬、抗沖擊效果明顯、耐老化性能優(yōu)良、兼有加工助劑的作用等特點(diǎn)。ACR尤其適用于型材的高速擠出。

　　1.4　潤滑劑

　　在UPVC門窗異型材成型加工用潤滑劑中，復(fù)合潤滑劑是近的發(fā)展方向，其優(yōu)點(diǎn)在于:內(nèi)潤滑性和外潤滑性比較均衡。常用的復(fù)合潤滑劑有石蠟烴類復(fù)合潤滑劑、金屬皂和石蠟烴復(fù)合潤滑劑、脂肪酰胺與其他潤滑劑復(fù)合物、以褐煤蠟為主體的復(fù)合潤滑劑、穩(wěn)定劑與潤滑劑復(fù)合體系等。

　　1.5　加工助劑

　　PVC用高分子加工助劑分子量一般為1.2×105-2.5×106，現(xiàn)有的PVC用高分子加工助劑有ACR、MBS、ABS、E/VAC、CPE、PVC-VC等，其中有效的是ACR。

　　PVC加工助劑的開發(fā)趨勢是高效功能多樣化，當(dāng)今應(yīng)市的產(chǎn)品不促進(jìn)樹脂熔融和流變改性的功能，還兼具其它一些性能，比如耐沖擊性能、熱穩(wěn)定性能等。國內(nèi)PVC加工助劑的產(chǎn)量及品種數(shù)量都明顯低于國外發(fā)展水平，目前國內(nèi)有上海珊瑚、蘇州安利、山西省化工研究所、湖南寶應(yīng)化工廠等科研生產(chǎn)基地。

　　1.6　填　料

　　近年來，隨著填料制備技術(shù)的不斷發(fā)展，超細(xì)的無機(jī)填料可同時(shí)提高塑料的剛性及韌性這一特點(diǎn)正越來越受到重視。提高填充PVC-U韌性的另一種很有效的方法是用偶聯(lián)劑處理填料。工業(yè)上常用的偶聯(lián)劑按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為硅烷類、鈦酸酯類、鋁酸酯類、鋯類等幾大類。

　　1.7　著色劑

　　PVC-U門窗異型材用著色劑，除了應(yīng)具備的基本性能(顏色、著色力、遮蓋力、耐光性和耐候性)外，還應(yīng)考慮擠出加工條件的穩(wěn)定性。異型材高速擠出已成為目前的發(fā)展潮流，高速擠出物料的溫度大幅度上升，達(dá)到原來部分可溶性有機(jī)著色劑能完全溶解的溫度，從而引起顏料顏色的變化。例如，PVC的溫度上升，可使顏色從紅色變?yōu)槌壬蛘邚某壬優(yōu)辄S色。PVC-U門窗異型材以白色的耐候性和耐老化性好。

　　1.8　其它特種助劑

　　(1)化學(xué)發(fā)泡劑

　　化學(xué)發(fā)泡劑常用偶氮二甲酰胺(AC)。AC與PVC的相容性、分散性雖好，但分解溫度較高，在實(shí)際使用時(shí)必須添加一些發(fā)泡促進(jìn)劑，如穩(wěn)定劑等。常用穩(wěn)定劑所起活化順序是:三鹽基性鉛>二鹽基性亞磷酸鉛>硬脂酸鉛>硬脂酸鋇>硬脂酸鈣。

　　近，化學(xué)發(fā)泡劑的發(fā)展趨勢是將吸熱和放熱型化學(xué)發(fā)泡劑復(fù)合以獲得性能。放熱型化學(xué)發(fā)泡劑提供低密度所需的氣體體積和壓力，而吸熱型化學(xué)發(fā)泡劑則賦予制品穩(wěn)定、細(xì)密、規(guī)整的泡孔結(jié)構(gòu)。

　　(2)阻燃消煙劑

　　阻燃劑雖能有效提高PVC-U的阻燃性，卻往往帶來煙霧和有毒氣體釋放量的增加。目前我國PVC建材用低煙難燃級(jí)產(chǎn)品開發(fā)的新動(dòng)向是在阻燃體系中同時(shí)考慮阻燃和消煙的雙重要求。四川消防科學(xué)研究所采用多種金屬氧化物，輔以PVC改性劑制得SSH-93N阻燃消煙劑，它對(duì)PVC有較好的阻燃和消煙作用。汕頭大學(xué)采用Sb2O3、CaCO3和金屬氧化物制成了阻燃消煙體系。總后勤部軍需裝備研究所經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氧化鋅和氧化鎂的固相熔體是一種較好的阻燃消煙劑，其加入量為2%。

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