看一看：PVC中的沉淀碳酸钙

PVC加工者使用多种不同的添加剂，包括稳定剂、共稳定剂、润滑剂和聚合助剂来提高材料的刚性、耐热性和加工行动，填料、颜料和增塑剂也在使用之列。稳定剂不但可以提高加工时的热稳定性，也能够提高使用时的耐候性和耐老化性能。以用量计，含铅稳定剂系统目前还是欧洲利用最广的稳定剂系统，用这套系统生产的PVC门窗型材价格更便宜。但是，PVC行业许诺将在2015年以其他重金属含量更低的稳定剂系统来全部取代含铅系统。首选就是以碳酸钙/锌（Ca/Zn）为基础的稳定剂。世界范围内塑料行业的填料消费2002年估计为1200万吨，其中碳酸钙占64%。碳酸钙在塑料行业中最重要的用途就是用在聚氯乙烯（PVC）中。根据书面资料，PVC门窗型材中通常填料含量在3%至8%之间，但在实际操作中，填料含量会高出很多，乃至翻倍。在功能性填料使用争议中，偏向使用沉淀碳酸钙（PCC）的人认为，加入PCC生成的PVC门窗型材磨耗低、强度性能更高、并具有较高的白度、表面光泽度和更好的耐候稳定性。我们对丙烯酸酯改性PVC门窗型材的性能进行了研究，研究表明可以毫无困难地使用高达10phr（每100份树脂时的重量用量）的Schaefer Precarb 400型PCC（制造商：Schaefer Kalk 公司）。把PCC的含量从3phr提高到10phr，缺口冲击强度上升12%之多，而表面光泽度没有显著变化。相比而言，在相同的测试情况下，1样的配方若使用标准PCC，缺口冲击强度仅提高6%，而表面光泽度会降落高达43%。与含GCC（重质碳酸钙）的PVC相比，含PCC的测试配方其缺口冲击强度要高出20%。这项研究的目的是建立1个联系，即使用含铅稳定剂系统或其他（Ca/Zn）稳定剂系统，带硬酯酸涂层或不带涂层的沉淀碳酸钙是如何影响抗冲改性PVC门窗型材的主要利用性质。这个测试程序是与Vinnolit公司合作完成。PVC化合物的制备Schaefer Precarb 400型碳酸钙，已成功用于刚性PVC化合物很多年，目前也用于门窗型材的挤出。将未经处理的产品和另外1种用硬酯酸表面处理过的，分别在Pb或Ca/Zn稳定剂系统中，测试其抗冲改性PVC配方。这类功能性填料的平均粒径尺寸（d50%）为0.8μm，比表面（BET）为8m2/g，白度为97%。通常使用的标准填料配方包括4部分，普通碳酸钙、重质碳酸钙及表面处理碳酸钙等，其平均粒径尺寸（d50%）为1强拆强占国家举报电话.0μm（上层粒径尺寸d98%=3.5μm）承包土地被占怎么补偿，白度为89%。填料的扫描式电子显微镜图（SEM）如图1所示。图1：碳酸钙扫描式电子显微镜图左图：Schaefer Precarb 400，右图：标准GCC

针对测试程序，共生产了6种干混化合物。相干配方测试的数据如表1所示。表1：PVC化合物的组分

在1个150升的加热/冷却混合器组合中生产干混化合物（加热混合器型号：FM150B，制造商：Henschel）。配方中所有组分，除碳酸钙和2氧化钛以外，都先放在冷混合器中，然后高速混合。当温度到达80℃时（通过摩擦热），加入填料和2氧化钛。120℃是关闭的标准点 ；混合时间大约10分钟。然后化合物掉进下面的冷却混合器，并冷却到约30℃。通常使用Brabender丈量混合器来测定干混化合物的自由活动行动（DIN53492）、表观密度（DIN53466）、粒度分析和塑化性能。然后用干混化合物生产压抑PVC片材，丈量其机械性能、光学性能和热性能。刚性PVC门窗型材的挤出实验在1个中试挤出厂中进行。装置包括1个带排气段的锥形双螺杆挤出机（型号：CMT45，制造商：Cincinnati）。螺杆出口的熔融温度约为196℃，熔融压力在270到280bar之间。这个测试程序检测并比较在Pb或Ca/Zn稳定系统中，1样的填充程度，表面处理过或没有处理过的填料的影响，机器的设定和其他加工参数不变。在配方填料含量较高，如含10phr填料的情况下，通过监控每米的重量，相应提高产量来调解牵引速度。每次测试在材料更换半小时后，切割两段1米的型材作为样品。除表2所示的机械性能、热性能和光学性能，对某些挤出型材成品，同时记录型材表面的填料散布（超薄切片机和显微照相图片）。通过人工气候老化实验来评估耐候稳定性。在曝晒250、500、750、1000和1250小时后房子强拆要求恢复原样合法吗，根据Cielab公式（DIN6174）填料的色差来进行比色测定。光源为UVA340灯在光照/黑暗模式下，辐射强度为39W/m2。良好的填料散布把所有测试化合物都加工为高质量的挤出料。加入表面处理填料的化合物在Pb和Ca/Zn稳定剂系统中都显现出较低的扭矩值和轴向力。填料含量为10phr的化合物在恒定的螺杆转速下产量更高。所有其他机器参数（热输出量、熔融压力、熔融温度）都非常相近。型材表面的填料散布图并没有表现出任何独特特性，其拉伸弹性模量只有很少1点差距。在Pb稳定剂系统加入表面处理过的填料时测得最高值。由于配方缘由，Pb稳定剂系统可以获得更高的密度。至于收缩率和Vicat软化温度没有发现明显差别（见表2）。 表2：Pb和Ca/Zn稳定系统的PVC化合物性质

当10phr Schaefer Precarb 400和固定比例的冲击改性剂1起使用时，预期可获得更高的缺口冲击强度，应比GCC标准配方的冲击强度高（图2）。 图2：Pb和Ca/Zn稳定系统的PVC型材在23℃时的缺口冲击强

Schaefer Precarb 400特定的粒子结构有着针状和具组粒结晶（见图1）和较高的粒径细度，这使得即使在较高的填充程度下，也能够很好地散布在聚合物基体中。与GCC相比，由结晶结构和粒径细度引发的利用性质得到提高，主要是强度和表面亮度/结构（图3）。 图3：PVC型材的亮度（L*值）

本文中有1个例外，就是10phr 表面处理过的Schaefer Precarb 400的Ca/Zn配方（样品R⑷）：多是由于很不令人满意的塑化行动，其抗冲击指数较低。在这类情况下，填料的表面涂层会严重侵害润滑剂的效果，使得塑化性能更差。通过调解机器设定或减少润滑剂的数量可能获得1定程度的优化。但要注意的是测试中使用的抗冲改性剂有增塑效果。因此减少抗冲改性剂的数量就意味着延长塑化时间。所以对工业范围利用而言，有必要事前进行1定程度的优化。生产中也要对光泽度进行评估。由于型材表面在每个点不1样，因此要在3个不同高度的特定丈量点（每20cm）丈量这两根1米长的型材，并从15个丈量点中取平均值。虽然如何，型材上部和下部光泽度的明显差别还是不能得到解释（表2）。沉淀碳酸钙虽然本钱较高，利用还是非常广泛，由于用户希望他们的门窗型材有较高的光泽度。特别是对新型Ca/Zn稳定剂系统的测试，常常会伴随着光泽度的降落。将碳酸钙的数量提高到某1特定水平，根据填料型号和剂量的不同，也会降落光泽度。在这项研究中，虽然与4phr GCC的标准配方比较，填充程度较高，但并没发现光泽度有明显辨别。在Ca/Zn稳定剂系统中，随着碳酸钙比例的增高，表面光泽度实际上会提高。在这类情况下，可以获得特别均相的封闭型材表面（图4）。图4：化合物R⑷使用Ca/Zn稳定剂系统生成的型材表面的扫描式电子显微镜图

用Ca/Zn稳定剂系统生产的测试化合物热稳定性较低（表2），这点在生产加工时必须加以考虑的。 图5显示的是Pb和Ca/Zn稳定系统中，含表面处理过的Schaefer Precarb 400的化合物，其在人工耐候老化实验中的色采变化ΔE。低的曲线显示的是Pb稳定剂配方和1开始——高达1000小时的曝晒-显示出了较好的耐候稳定性，但是1250小时后的情况没有相应证据。1000小时的光照相当于大约5年的户外耐候性。不过在户外通过所谓的2氧化钛“粉化”可以构成保护层，实际上的数字应当更有益。图5：测试化合物的耐候实验，使用表面处理过的碳酸钙，Pb（红色曲线）和Ca/Zn稳定系统（黄色曲线）

结论和展望这项研究关注Schaefer Precarb 400型碳酸钙的效果，包括经硬酯酸表面处理和未处理的，以含铅或选择的其他稳定剂系统制成的PVC门窗型材。测试程序包括和挤出型材的生产相干的参数和测试数据。至于型材表面的填料散布，要考虑拉伸弹性模量、收缩率和Vicat软化温度。在测试的化合物和稳定剂系统中没有发现明显的辨别和缺点。添加Schaefer Precarb 400，可导致PVC门窗型材机械性能（缺口冲击强度）和表面质量（光泽度和白度）的整体提高，由于沉淀碳酸钙特殊的结晶结构，粒径细度和粒径尺寸散布，即使是高填充量没有进行表面处理，也能够很容易地分散在聚合物基体中。这样就可以够帮助降落本钱，也不以牺牲质量为代价，特别是较昂贵的Ca/Zn稳定剂系统。除此之外，根据用户的特定需求，也能够进行进1步的优化。(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章