UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术课件.ppt
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1、2023-7-9UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术UPVC异型材及塑料门异型材及塑料门窗生产应用技术窗生产应用技术UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1、聚氯乙烯(UPVC)门窗用异型材原料有及配方UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.1 对PVC门窗框材料的主要要求:1、具有足够的刚性、强度、良好的耐冲击性和耐寒性。2、较好的加工性、光稳定性。3、保证制品尺寸稳定,在较宽的气候条件下,保持长期的机械性能及色泽。4、广泛的适应性和安全性(耐燃烧性)。UPVC异型材及塑料门窗生产应用技
2、术1.2 UPVC的加工性 纯PVC树脂性能较差,加工十分困难,PVC是热敏性树脂,光热稳定性差,成型加工工工艺范围窄,加工性能不好,抗冲击性能,尤其是低温抗冲击性能较差。UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.3 为什么选择PVC树脂用于生产塑料门窗?1、配方成本,PVC产量第二高的通用型塑 料,价格较低。2、其它树脂的劣势(价格、性能、可回收性、原料来源的方便性)。3、其物性指标和加工性能受各类添加剂、混炼技术和成型加工条件的影响较大,因而选配各类助剂,调整不同的配方和加工条件,即可获得各项指标优异的门窗异型材。UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.4 PVC树脂制造门窗异型材基本材料,
3、占配方中85%。制造型材选用悬浮法聚合PVC树脂,以满足成型加工工艺和制品性能的要求。平均分子量越大,即聚合度n值越大,材料机械性能越高,耐低温及耐热性能越好。但成型加工困难。综合平衡各项性能,制造PVC型材通常选用K值为65-68,平均聚合度为850-1000的SG-5型树脂。UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.4.1 PVC树脂的合成PVC树脂是白色粉末,它是由氯乙烯单体(VCM)经过聚合而制得的一种热塑性高分子聚合物,分子式为(CH2-CHL)n 其中n表示平均聚合度,一般为500-2000氯乙烯单体的合成:乙炔法、乙烯法、氧氯化法等PVC树脂的合成:悬浮法、乳液法、本体法等方法。树
4、脂有紧密法和疏松法两种UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.4.2 PVC树脂的结构、性能和用途1、结构:由氯乙烯单体(VCM)聚合而成,无定型大分子以头尾相连接起来。2、PVC树脂无毒、无臭,密度为0.94g/cm3。外观为白色粉末。3、PVC树脂在0-85度温度范围内属于玻璃态,85-175度属于高弹态,175-190度为熔融范围,无明显熔点,190-200度属于热塑性粘流态,200度以上分解。(不正常结构的存在,高于100度,发生脱HCL,产生分解)。UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.4.2 PVC树脂的结构、性能和用途4、PVC 含氯量高达56%,因而具有阻燃性和自熄性。5、P
5、VC力学性能取决于聚合物分子量,分子量越大,则玻璃化温度越高,力学性能越好,耐寒性、耐热稳定性越好,但成型温度高,加工困难。6、PVC脱去HCL后,在主链上形成共轭双键,共轭双键是一种生色基团,要生成4-5个共轭双键就会变色,随着HCL的增加,颜色由浅变深,白色-黄色-玫瑰色-红色-棕色-黑色(碳化)。7、PVC的熔融温度接近分解温度,成型困难,用加入稳定剂的方法来防止其降解。UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.5 塑料助剂塑料助剂是在塑料成型加工过程中,所需要添加的各种辅助化学物质,因此也常称为添加剂,加入助剂的作用是改善塑料成型性能,提高制品的物理、化学性能和降低成本。UPVC异型材及
6、塑料门窗生产应用技术1.5.1 抗冲击改性剂抗冲ACR(丙烯酸酯类)改善制品的耐冲击性、耐候性、耐寒性,加工性好,减少磨擦,加工范围宽,生产型材外观色白,光滑,细腻。为核-壳结构,但价格较高,钟渊公司 FM-22、FM-50和FM-55为代表产品。氯化聚乙烯(CPE)改善制品的低温耐冲击性,含氯量36%左右的效果最好,加工范围窄,为网络结构,加入量多,性价比差,效果较ACR差的多,但价格较低,国内目前主要应用CPE。UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.5.2 加工助剂UPVC的难加工性:表现在它的加工温度和分解温度比较接近,它的熔体粘度大,流动性差,PVC在加工设备中停留时间较一般树脂长,
7、易在设备和模具的死角结焦、分解;UPVC熔体热强度差,树脂间粘合力不高,容易产生熔体破裂,使制品外观变差,使用加工助剂可很好地克服UPVC加工中的各种缺陷。UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.5.2 加工助剂什么是加工助剂?什么是加工助剂?一类高分子聚合物,当以少量(1-5)份加到PVC配方中,能显著改善PVC的加工性能,且不致损害其他性能。其主要用于白色型材中。特征:丙烯酸酯类共聚物特征:丙烯酸酯类共聚物 丙烯酸酯类共聚物是应用于PVC加工中最广泛的一类加工助剂,因为它有其固有的特性1)与PVC有良好的相容性2)有高分子量的柔性聚合物长链 效果效果加速PVC的塑化,平衡扭矩有增大的倾向提
8、高高温下的熔体强度、弹性和伸长率提高型材的表面光泽度代表产品日本钟渊公司 PA-21和PA-40UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.5.3 稳定剂塑料在贮存、使用及成型过程中,在各种外界因素(光、氧、射线)等作用下引起降解与交联,并使塑料性能变坏,以致于不能正常使用,为阻缓和控制这种破坏作用而加入的物质称为稳定剂,按所发挥的作用分为热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂热稳定剂:三盐、二盐 吸收产生的HCL光稳定剂:钛白粉(光屏蔽),二盐(光屏蔽、抗氧化)抗氧剂:双酚-AUPVC异型材及塑料门窗生产应用技术稳定剂的稳定作用:捕捉PVC热分解产生的HCL,从而防止HCL的催化降解作用。铅盐类稳定剂主要按
9、此机理作用,此外还有金属皂类,有机锡类等。取代PVC链上不稳定的原子,置换活泼的烯丙基氯原子。金属皂类、有机锡类按此机理作用。与自由基反应,终止自由基的反应,有机锡类按此机理作用。与共轭双键加成作用,抑制共轭链的增长,有机锡类按作用机理。具有光稳定作用,能吸收、反射、屏蔽紫外光。钛白粉UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术对稳定剂的一些要求:抗污染,主要是抗硫化物的污染,不致使产品日久变黄、发黑。应无色、无味、无臭、无毒、非迁移,价廉,和不影响PVC基本物理性能及流变性能等。在加工过程中抑制树脂发生交联,保持熔融粘度。UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术稳定剂的分类一、铅盐类稳定剂 是PVC最常
10、用的热稳定剂,占70%。十分有效的稳定剂。优点:热稳定性优良,具有长期热稳定性,电气绝缘性好,耐候性好,价格低。缺点:分散性差,毒性大,有初期着色性,不能加工透明制品,不能得到鲜艳颜色的制品,润滑性差,易产生硫污染。常用:三盐、二盐、复合铅盐UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术稳定剂的分类二、金属皂类稳定剂 用量仅次于铅盐类的第二大主稳定剂,热稳定性不如铅盐类,但兼有润滑性,一般不单独使用,常常是金属皂类之间或铅盐及有机锡等并用。(钙、锌稳定剂)硬脂酸锌(ZnSt)无毒且透明,用量大时,易引起“锌烧”,制品变黑,常与Ba、Ca皂并用。硬脂酸钙(CaSt)加工性好,热稳定能力低,无硫化污染,无毒
11、,常与Zn皂并用。缺点:价格高UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术稳定剂的分类三、有机锡类稳定剂 热稳定剂中最有效的,在无毒和透明制品中应用最广泛的一类,其突出的优点为:热稳定性好,透明性好,大多数无毒,缺点是价格高,无润滑性。大部分为液体,少数是固体。美式配方,有的有机锡稳定剂光稳定性较差,需要多添加钛白粉,以防止紫外线引起的降解。UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术稳定剂的分类四、稀土类稳定剂 我国开发的独特的稳定剂 优异的热稳定性能,与PVC树脂良好的相容性,起偶联作用,有利于异型材强度的提高,有增韧作用,无润滑性,应与润滑剂一起加入。缺点:价格高,国内主要炒作概念,所谓的稀土稳定剂中检
12、测含有大量铅。UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.5.4 润滑剂为改进塑料熔体的流动性能,减少和避免对设备的粘附及摩擦作用,使制品表面光洁而加入塑料中的一类助剂,称为润滑剂。润滑剂可分为内润滑剂和外润滑剂。内润滑剂与聚合物有一定相容性,其作用是减少聚合物分子间的内磨擦,对PVC粒子有较高的亲合力。分子中所带的极性官能团与PVC有较好的相容性,端部极易渗透到PVC粒子中,可降低粒子间磨擦,因而可促进塑化和物料输送,提高产量,但不影响塑化时间,添加量通常不受限制。HSt、CaSt。外润滑剂与聚合物相容性小,在成型过程中易从内部析出而粘附于设备接触的表面,形成一层润滑层,防止塑料熔体对设备的粘附
13、。聚乙烯蜡、OPE、PbSt。润滑剂用量一般为1-2%,过多易析出,即起霜,影响外观和塑化。过少则起不到作用(有的润滑剂兼具内、外润滑性)。UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.5.5 填料UPVC型材中一般都添加一定量填料碳酸钙,其作用主要是降低成本,增加熔体刚度,使熔融挤出物易于定型。理想的碳酸钙填料应能改善制品的机械性能、冲击强度和刚度,降低配方成本,提高热熔体刚度,改善加工。UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.5.6 颜料用于PVC型材中最重要的颜料是钛白粉,它是优良的紫外线及光稳定剂。金红石型钛白粉相对密度高,结晶结构最稳定,对易使PVC产生光降解波长的紫外线屏蔽效果最好,反之
14、锐钛型钛白粉是不可用的,易使窗框变色。添加量4-5份。其它着色剂:群青、钛菁蓝、荧光增白剂。我们的产品:HCA和CIBAUPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.6 配方设计的原理1、制品的性能、结构、用途、使用的环境和期望的寿命。2、各类原材料的选择及用量,各组分间的组合与搭配、互相影响及协同效应。3、原料的来源和成本。4、成型加工用设备,成型加工方法和成型工艺对配方的要求。各种原材料的毒性和环保的要求。UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.7 UPVC门窗用型材配方设计应考虑以下几点良好的成型加工性具有足够的刚度、强度和耐冲击性耐热、耐寒、耐燃性离火自熄耐候性、耐久性及颜色牢固性制品的尺寸
15、稳定性和表面光泽度UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.8.1 PVC型材配方举例(1)PVC 100 CPE 8-10 CaCO3 8-10 复合稳定剂 3.5-4.5 TiO2 4-5 加工ACR 1-1.5 润滑剂 1-1.5 颜料 适量UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术1.8.2 PVC型材配方举例(2)PVC 100 抗冲ACR 5-6 CaCO3 8-10 复合稳定剂 3.5-4.5 TiO2 4-5 加工ACR 1-1.5 润滑剂 1-1.5 颜料 适量UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术2、塑料型材加工工艺及条件UPVC异型材及塑料门窗生产应用技术2.1 塑料型材加工工艺流
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