PVC塑料門窗由于具有優異的保溫、降噪、密封等特性,因而得到了廣泛的應用。尤其在我國北方寒冷地區及沙塵暴易發地區,更加充分的展現出無比的優越性。但是PVC塑窗經過多年的使用也暴露出一定的弱點,如耐低溫沖擊性差、開裂、老化變色等問題。
國內外抗沖改性劑的應用
我國從上世紀80年代引進PVC塑料門窗制造技術以來,抗沖改性劑基本以CPE為主,而且我國的生產能力很強,產量大,有供大于求的趨勢。因此國內生產PVC塑窗型材的企業使用CPE做為抗沖改性劑十分普遍。由于生產CPE的企業市場競爭比較激烈,造成個別廠商以量取勝,而忽視產品質量,影響部分PVC塑窗用型材生產企業的產品質量的穩定性。如熱變形溫度下降,工藝不穩定,沖擊性能因CPE的質量而波動,直接影響了PVC塑窗的質量。雖然許多專業技術人員在配方設計中已注意到PVC塑窗耐低溫沖擊性能等問題,但始終圍繞CPE為改性劑來提高低溫抗沖性能,因而實際效果并不明顯。隨著技術進步,國產新的抗沖改性劑ACR的出現,經試用較明顯的提高了PVC塑窗低溫抗沖性能等問題。 90年代后隨著我國丙烯酸酯(ACR)產量的增加成本下降,讓更多的PVC塑窗用型材生產廠采用。ACR的優越性越來越顯示出了提高PVC低溫抗沖性能,減少裂,同時改善老化變色等問題的效果十分明顯。目前,國外尤其是歐洲所使用抗沖改性劑主要是ACR,性能明顯的優于CPE等做改性劑的產品。因此ACR的應用是提高和改善PVC塑窗性能的重要途徑。
抗沖改性劑的選擇
對抗沖改性劑的選擇應注意以下幾個方面:
1、與PVC樹脂相容性要適中,如果相容性過大,兩種完全呈分子級的混合,抗沖改性劑可能起到增塑劑的作用,與PVC分子緊密附著,而使沖擊力直接作用于P V C鏈上,起不到提高抗沖的作用。反之,若兩者相容性過小達不到均勻分散,失去了對PVC的粘附力,無法對沖擊力起吸收作用。
2、玻璃化溫度要低,能在低溫下增進PVC的抗沖擊性能。
3、分子量要高,必要時最好輕度交聯,以提高增強效果。
4、對PVC的表現性能及物理性能無明顯影響。
5、耐候性要良好,離模膨脹性小。
6、與PVC共混工藝性好。
7、耐熱性(耐變形、熱穩定)要好。
8、經濟性。
丙烯酸酯系列抗沖改性劑的特性及應用
由于丙烯酸酯是“核—殼”結構彈性體,賦予其改性一系列的優越性:
優良的抗沖擊效果
“核—殼”結構的抗沖擊性能優于網絡結構聚合物(CPE、EVA)。就玻璃化溫度而言,CPE為-10℃~-20℃,而丙烯酸酯可達-56℃,所以低溫沖擊性能明顯優于CPE。最新開發的TAE-858玻璃化溫度可達-60℃以上,提高型材低溫沖擊性能效果顯著。
加工工藝范圍寬,操作工藝穩定
CPE加工溫度范圍窄,因為氯化聚乙烯結構和PVC接近,溫度高(185℃),摻和性好,易破壞網絡結構,導致抗沖擊性能下降。如果溫度低,塑化不好,分散不良,也影響沖擊、外觀等各項性能,而丙烯酸酯抗沖改性劑就不存在上述問題,加工溫度較寬,易操作,成品率高,生產穩定性好。
較低的熱收縮率,尺寸穩定性
好使用A C R 抗沖改性劑的P V C 型材一般100℃、60分鐘收縮率較低,一般都在1.5% 以下。而CPE 則較高,一般在1.5%以上(標準要求≤2.5%)。這個項目實際意義是檢驗P V C型材的縱向應力??v向應力的大小影響因素為塑化凝膠度的高低和工藝牽引的快慢。因此造成分子之間的殘余應力過大,而且局部較為集中,是P V C異型材應力開裂的主要原因。采用ACR抗沖改性劑對改善型材的應力開裂有明顯作用,在低溫組裝開裂較少。
適合型材的高速擠出,并有流動改性劑的作用
ACR抗沖改性劑物理結構合理,所以加工范圍寬,擠出速度快,適應較高的剪切速度,適用于高速擠出。熔融溫度低,而且流動性好,可以省去A C R流動改性劑,降低成本。
制品表面光澤度好
由于ACR 易塑化,熔體強度低,凝膠度較高,所以產品表面光澤度高。實驗表明,用CPE改性,一般光澤度在20%~40%之間,而采用A C R改性之后,光澤度可達到40%~65%,產品光滑細膩,手感好。
提高焊角強度
由于ACR 應用后提高了塑化性能,使PVC型材本體性能提高,另外由于加工溫度較寬,適應性強,提高了焊接強度,因此明顯的提高了焊角強度。
提高了PVC型材的耐侯性
目前國內PVC 型材使用CPE 抗沖體系都發生不同程度的變灰、變黃現象,這與C P E有直接關系。CPE 經紫外光輻照后白度變化較大,可達到50%,而ACR變化只有30%。因此嚴重影響PVC型材的外觀顏色變化。使用A C R是提高耐侯性和抗光老化變色的重要途徑。