摘要:介紹了不同類型的碳酸鈣填充PVC制品(分硬制品和軟制品)時(shí),對(duì)制品機(jī)械性能的影響,為塑料加工行業(yè)提供了使用不同類型碳酸鈣的依據(jù)。結(jié)果表明,據(jù)青島聚乙烯蠟生產(chǎn)廠家了解，經(jīng)過(guò)表面處理的碳酸鈣提高了PVC制品的機(jī)械性能。

碳酸鈣作為PVC中的填料,是所有填料中用量最大、使用最普遍的一種材料。由于碳酸鈣具有價(jià)格低廉,無(wú)毒,無(wú)刺激性,無(wú)氣味,色白,折光率低,易于著色,柔軟(莫氏硬度為3),原材料供應(yīng)充足,是PVC次級(jí)穩(wěn)定作用中的酸性接受體以及可以減少制品的收縮率的特點(diǎn),因此對(duì)碳酸鈣和碳酸鈣填充PVC的研究很多。

1、 碳酸鈣的種類及概況

作為塑料中使用的碳酸鈣,種類較多。從總體來(lái)講,分輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣;從表面活化劑來(lái)劃分,有硬脂酸活化碳酸鈣和鈦酸酯偶聯(lián)劑活化碳酸鈣。具體情況如下:

(1) 輕質(zhì)碳酸鈣(簡(jiǎn)稱輕質(zhì)鈣)是將礦石焙燒成CaO,然后溶于水,生成Ca(OH)2,再通入CO2反應(yīng)生成CaCO3,粒徑為0.16~1.00Lm。

(2) 重質(zhì)碳酸鈣(簡(jiǎn)稱重質(zhì)鈣)也稱重晶石粉、雙飛粉、三飛粉等,是直接將礦石破碎碾磨而成的。粒徑為0.08~1.00Lm。

(3) 活化碳酸鈣是將脂肪酸或偶聯(lián)劑對(duì)碳酸鈣進(jìn)行表面包覆制成的。活化碳酸鈣又有用硬脂酸處理的輕質(zhì)鈣或重質(zhì)鈣,一般稱為活化鈣;用硬脂酸處理的超細(xì)輕質(zhì)鈣,稱為奧特鈣或白艷華;用偶聯(lián)劑(如鈦酸酯類)進(jìn)行表面包覆的碳酸鈣,稱為取代劑。

2 、試驗(yàn)情況

2.1 PVC硬制品試驗(yàn)情況

為了研究不同類型的碳酸鈣對(duì)PVC軟硬制品的機(jī)械性能的影響,反復(fù)作了多次試驗(yàn)。現(xiàn)舉如下幾例以作說(shuō)明。

將未活化的輕質(zhì)鈣和未活化的重質(zhì)鈣填充層壓硬板作對(duì)比試驗(yàn),配方見(jiàn)表1。

設(shè)備有捏合機(jī)(500L)、密煉機(jī)(50L)、開(kāi)煉機(jī)(SK-550型,SK-560型各1臺(tái))及SY-3Y-1730型三輥壓延機(jī)均由大連塑料機(jī)械廠制造,層壓機(jī)(2500t),日本進(jìn)口。

經(jīng)過(guò)捏合、密煉、初塑、終塑,到壓延出片,然后層壓、鋸邊、取樣測(cè)試,測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

從表2的測(cè)試結(jié)果可知,使用同等的輕質(zhì)鈣和重質(zhì)鈣,其測(cè)試結(jié)果相差不大。

另外,為了研究碳酸鈣用量對(duì)層壓板機(jī)械性能的影響,將碳酸鈣的量由3份增至6份,并且與鈦酸酯偶聯(lián)的碳酸鈣(取代劑)和硬脂酸活化的超細(xì)鈣(白艷華)作對(duì)比試驗(yàn)。配方中除碳酸鈣的量由3份增加到6份外,其他成分不變。同等含量經(jīng)不同處理的CaCO3對(duì)PVC制品機(jī)械性能的影響見(jiàn)表3。

從表3的測(cè)試結(jié)果可看出,使用同等量的鈦酸酯偶聯(lián)的碳酸鈣和用硬脂酸活化的超細(xì)鈣,其各方面的性能沒(méi)有什么明顯的區(qū)別,但與沒(méi)有進(jìn)行表面處理的輕質(zhì)鈣填充的制品相比,其機(jī)械性能明顯要好,拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度都明顯高于未活化的輕質(zhì)鈣。從用3份輕質(zhì)鈣填充的試樣與用6份輕質(zhì)鈣填充的試樣的測(cè)試結(jié)果可以看出,碳酸鈣的加入使試樣的機(jī)械性能呈下降趨勢(shì)。

2.2 PVC軟制品試驗(yàn)情況除了PVC硬制品外,在PVC軟制品壓延薄膜中進(jìn)行多次小型試驗(yàn),現(xiàn)以下面的試驗(yàn)為例。所用設(shè)備為捏合機(jī)(10L)及XK-160A型兩輥塑煉機(jī)。配方如下:PVC100份,三鹽基硫酸鉛4份,硬脂酸鋇2份,硬脂酸015份,增塑劑40份,輕質(zhì)鈣、取代劑、活化重質(zhì)鈣及白艷華分別為10份。所配料經(jīng)捏合8min之后,置兩輥機(jī)塑煉,兩輥機(jī)溫度為170e,塑煉15min之后取樣測(cè)試,結(jié)果見(jiàn)表4。

 從表4的數(shù)據(jù)可以看出,凡是經(jīng)過(guò)表面處理的碳酸鈣,其各方面的性能均比未活化的輕質(zhì)鈣要強(qiáng);用偶聯(lián)劑處理的輕質(zhì)碳酸鈣和硬脂酸處理的超細(xì)鈣,其性能相差不大,但都比用硬脂酸處理的重質(zhì)碳酸鈣略強(qiáng)。

3 結(jié)論

1. 輕質(zhì)鈣與重質(zhì)鈣對(duì)PVC制品中的影響區(qū)別不大。

2.  用鈦酸酯偶聯(lián)劑處理的輕質(zhì)鈣與用硬脂酸處理的超細(xì)鈣,對(duì)PVC制品的影響相差不大。

3.  相對(duì)來(lái)講,碳酸鈣的顆粒越細(xì),對(duì)制品的機(jī)械性能越有利。

4.  經(jīng)過(guò)表面處理的碳酸鈣可以減少制品彎曲折迭時(shí)的白化現(xiàn)象,并能賦予制品較好的光澤及光滑的表面。

5.  應(yīng)用表面處理過(guò)的碳酸鈣,其物料加工時(shí)的流動(dòng)性明顯好于未經(jīng)表面處理的碳酸鈣,而且吸油量也少。

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