第三章 第四节 吹塑配方设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第三章 中空吹塑制品的设计,第四节 配方设计,一、配方中材料用量的表示方法,质量份数法（基本配方）：,以树脂的质量为,100,份，其他组分的质量份均表示相对树脂质量份的用量。主要用于配方设计和试验阶段。,质量分数法：,以物料总量为,100%,，树脂与各组分用量均以占总量的百分数来表示，可由基本配方直接导出。,生产配方：,一般根据混合塑化设备的生产能力和基本配方的总量来确定,。,二、聚乙烯吹塑容器的配方设计,低密度聚乙烯,(LDPE),支化度较大、结晶度低而具有很好的透明度和耐环境应力开裂性,熔体弹性大,有良好的离模膨胀性,中空吹塑制品表面光亮平滑,但是吹塑制品力学强度低,故仅限于制造牙膏软管之类的制品,不适宜大容积的中空制品。,线性低密度聚乙烯,(LLDPE),与低密度聚乙烯相类似,虽然刚性、耐环境应力开裂性较好一些,但一般难以用于中空吹塑制品。,高密度聚乙烯,(HDPE),密度大，刚性韧性好,加工性能好,能用于牛奶瓶、果汁瓶、润滑油瓶、化妆品瓶、药瓶、洗涤剂及化妆品容器、食品容器、工业瓶类等。,一般高密度聚乙烯仅能适合于,2.5 L,以下的中空制品。,对于制造大型容器，需要采用高相对分子质量高密度聚乙烯,(HMHDPE),，相对分子质量一般在,(3,5)10,5,，强度高，耐冲击性能好，适用于,25,150L,的大型中空制品。,用于中空制品生产的高密度聚乙烯的密度在,0.947,0.967g/cm,3,范围内，熔体流动速率一般,0.01,1.0g/10min,。,辅料的选用,聚乙烯吹塑桶涉及到的配方主要是,色母粒,的使用,着重要考虑其以下几个性能指标,:,(1),着色剂的遮盖力,是指单位面积底色完全被遮住所需着色剂克数。,性能较好的有下面几种,:,钛白,45,50g/m,2,，锌白,100g/m,2,，锌钡白,120g/m,2,铅白,137g/m,2,，可见钛白遮盖力最好。,无机颜料遮盖力最强，染料因其透明性而无遮盖力，一般可与钛白相混使用。,(2),迁移性,着色剂同树脂的相容性越差,迁移性就越大。,迁移性在塑料制品中较轻时,表现为渗印现象,而严重时表现为起霜现象。,渗印在含增塑剂的塑料中发生较多,而起霜在无增塑剂的塑料中较多。,也就是说无增塑剂的塑料制品迁移性会比较严重。一般染料和有机颜料迁移性较大,而无机颜料迁移性很小。,珠光类着色剂,珠光着色剂本身不是一种色彩,是一种高折射性的片状材料。,由于特殊的色光效应,可发出象珍珠一样的色泽,因此称珠光剂。,珠光剂分天然和合成两种,。,天然珠光剂的主要成分是鱼鳞浆。,合成珠光剂主要成分是结晶碱式碳酸铅、氯氧化铋、云母钛、砷酸铅、磷酸铅。,云母钛俗称珠光粉,它由白云母湿式粉碎后分级将其制成鳞片状微薄细粉做基料。,以二氧化钛等金属或非金属氧化物包覆而形成的微粒颜料,当其粒度较粗时,云母钛珠光颜料折射率高,光泽较强,耐遮盖力较弱,可呈现星光闪烁金属视感。而当其粒度较细时,其耐遮盖力较强,呈现珍珠光泽。,三、聚氯乙烯吹塑容器的配方设计,（一）、配方中,PVC,树脂的选择,常用的绝大多数是疏松型悬浮法,PVC,树脂，一般分为,SG-3,、,SG-5,、,SG-7,型，另外还有,SG-8,和,SG-1,。,一般,13,型树脂主要用于电线、电缆、塑料粒料、鞋类加工领域；,58,型树脂主要用于塑料门窗、塑钢门窗、上下水管、穿线管、扣板（装饰）、塑料管件、管材、农用薄膜、烟膜等加工领域。,（二）增塑剂的选用原则,按制品的软硬程度选用,硬制品,增塑剂加入量为,05,份；,半硬制品,增塑剂加入量为,625,份；,软制品,增塑剂加入量为,2660,份；,以上加入量只是一个大概范围，实际加入量有时是超出上述范围的,按,PVC,制品的性能要求选取,（,1,）耐寒,PVC,制品,一般选用脂肪族二元酸酯类与主增塑剂一起加入，其中,DOS,耐寒效果最好，一般以不超过,8,份为宜。,（,2,）无毒,PVC,制品,对无毒要求十分严格时，一般需选环氧类和柠檬酸酯类增塑剂。,（,3,）,PVC,农用制品,一般不选,DBP,及,DIBP,，它们会对农作物产生毒害作用。,（,4,）耐高温,PVC,制品,常用的有：,TCP,、,DIDP,、,DNP,、聚酯类及季戊四醇等。,（,5,）,PVC,阻燃制品,一般需选用磷酸酯类和氯化石蜡增塑剂，以提高其阻燃性。,（,6,）要求降低,PVC,制品成本,时，可选用氯化石蜡和石油酯（,M-50,）等廉价增塑剂。,（三）稳定剂的选用原则,PVC,用的稳定剂包括热稳定剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和螯合剂。,热稳定剂,1.,硬质,PVC,配方中热稳定剂的选用,硬质,PVC,中增塑剂加入量少或不加，要求稳定剂的加入量相应增大，且稳定效果要好。,（,1,）不透明硬制品,常选用的为三碱式硫酸铅及二碱式亚磷酸铅，两者协同加入效果好，加入比例为,2,：,1,或,1,：,1,，总加入量为,35,份。,（,2,）透明硬制品,不用铅盐类，常选用除,Pb,、,Ca,之外的金属皂类及有机锡、有机锑和稀土稳定剂。其中金属皂类加入量为,34,份，有机锡类为,11.5,份。,2.,软质,PVC,及,PVC,糊制品配方中热稳定剂的选用,这类配方中增塑剂含量高，加工温度低，可适当减少稳定剂的加入量。,（,1,）不透明软制品,常选铅盐（,12,份）与金属皂类（,12,份）协同加入。,（,2,）半透明软制品,常选用几种金属皂类并用，加入量,23,份。,（,3,）透明软制品,常用有机锡类（,0.51,份）与金属皂类（,12,份）协同加入。也可用有机锑及稀土稳定剂代替有机锡。,3.,无毒,PVC,配方中热稳定剂的选用,（,1,）不宜选用铅盐类稳定剂。,（,2,）除,Pb,、,Cd,皂外其它金属皂类稳定剂可选用。,（,3,）无毒有机锡类可选用。,（,4,）有机锑和稀土类可选用。,（,5,）辅助稳定剂中的环氧类无毒，可以选用。,4.,主稳定剂的协同作用,在一个,PVC,配方中，往往选用几个主稳定剂并用，因为不同主稳定剂之间有协同作用。,（,1,）,三碱式硫酸铅与二碱式亚磷酸铅有协同作用,，两者协同比例为,2,：,1,或,1,：,1.,（,2,）不同,金属皂,之间有协同作用，金属皂类热稳定顺序如下：,Cd,、,ZnPbBa,、,Ca,。,一般高热稳定性金属皂与低热稳定性金属皂类之间协同作用效果好，如,Ca/Zn,、,Cd/Ba,、,Ba/Pb,、,Ba/Zn,及,Ba/Cd/Zn,等复合稳定剂。它们很少单独使用。,（,3,）,金属皂类与有机锡类,之间有协同作用，在透明配方中两者往往协同加入。,（,4,）部分,稀土类与有机硒类,有协同作用，用稀土取代有机锡可降低成本。,5.,主、辅稳定剂的协同作用,（,1,）金属皂类与环氧类,（,2,）金属皂类与多元醇类,（,3,）金属皂类与,-,二酮化合物。,（,4,）部分稀土与环氧类,（,5,）金属皂类与亚磷酸酯类。,6.,热稳定剂与其它助剂的并用,有些稳定剂本身无润滑作用，如铅盐、有机锡、有机锑及稀土类，配方中要另外加入润滑剂。,有些稳定剂本身有润滑作用，如金属皂类，配方中可不加或少加润滑剂。,含硫有机锡类和有机锑类热稳定剂不可与含,Pb,、,Cd,类稳定剂并用，两者并用会发生硫污染。,抗氧剂,PVC,制品在加工使用过程中，因受热、紫外线的作用发生氧化，其氧化降解与产生游离基有关。,主抗氧剂是链断裂终止剂或称游离基消除剂。其主要作用是与游离基结合，形成稳定的化合物，使连锁反应终止；,PVC,用主抗氧剂一般是双酚,A,。,PVC,辅助抗氧剂为亚磷酸三苯酯与亚磷酸苯二异辛酯,主辅抗氧剂并用可发挥协同作用。,紫外线吸收剂,在户外使用的,PVC,制品。,因受到它敏感波长范围的紫外线照射，,PVC,分子成激发态，或其化学键被破坏，引起游离基链式反应，促使,PVC,降解与老化。,PVC,常用的紫外线吸收剂有三嗪,-5,、,UV-9,、,UV-326,、,TBS,、,BAD,、,OBS,。三嗪,-5,效果最好，但因呈黄色使薄膜略带黄色，加入少量酞菁蓝可以改善。,对于非透明制品，一般通过添加遮光的金红石型钛白粉来改善耐候性，这时如果再添加紫外线吸收剂，则需要很大用量。,（四）润滑剂的选用原则,润滑剂的作用在于减少聚合物和设备之间的摩擦力，以及聚合物分子链之间的内摩擦。前者称为外润滑作用，后者称为内润滑作用。,具有外润滑作用的如硅油、石蜡等；,具有内润滑作用的如单甘酯，硬脂醇及酯类等；,至于金属皂类，则二者兼有。,有些润滑剂在不同的条件起不同的作用，如硬脂酸，在低温或少量的时候，能起内润滑作用，但当温度升高或用量增加时，它的外润滑作用就逐渐占优势了，,硬脂酸钙，它单独使用时作外润滑剂，但当它和硬脂酸铅及石蜡等并用时就成了促进塑化的内润滑剂了。,（五）抗冲改性剂,抗冲改性剂多用于硬质,PVC,制品加工，以弹性体增韧为基本原理的抗冲改性剂；,主要类型包括：,氯化聚乙烯,(CPE),丙烯酸酯类聚合物,(ACR),甲基丙烯酸甲酯,丁二烯,苯乙烯共聚物,(MBS),丙烯腈,丁二烯,苯乙烯共聚物,(ABS),乙烯,醋酸乙烯共聚物,(EVA),等。,配方案例,