PVC塑料型材配方主要由PVC樹脂和助劑組成的，其中助劑按功能又分為：熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、加工改性劑、沖擊改性劑、填充劑、耐老化劑、著色劑等。在設(shè)計(jì)PVC配方之前，首先應(yīng)了解PVC樹脂和各種助劑的性能。
1.PVC型材配方的設(shè)計(jì)原理
1.1.PVC樹脂選擇和使用
生產(chǎn)PVC塑料型材的樹脂是聚氯乙烯樹脂（PVC），聚氯乙烯是由氯乙烯單體聚合而成的聚合物，產(chǎn)量?jī)H次于PE，居第二位。
PVC樹脂由于聚合中的分散劑的不同可分為疏松型(XS)和緊密型(XJ)兩種。疏松型粒徑為0.1～0.2㎜，表面不規(guī)則，多孔，呈棉花球狀，易吸收增塑劑，緊密型粒徑為0.1㎜以下，表面規(guī)則，實(shí)心，呈乒乓球狀，不易吸收增塑劑，目前使用疏松型的較多。PVC又可分為普通級(jí)(有毒PVC)和衛(wèi)生級(jí)(無毒PVC)。衛(wèi)生級(jí)要求氯乙烯（VC）含量低于lO×10-6，可用于食品及醫(yī)學(xué)。合成工藝不同，PVC又可分為懸浮法PVC和乳液法PVC。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5761-93《懸浮法通用型聚氯乙烯樹脂檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，懸浮法PVC分為PVC-SG1到PVC-SG8八種樹脂，其中數(shù)字越小，聚合度越大，分子量也越大，強(qiáng)度越高，但熔融流動(dòng)越困難，加工也越困難。具體選擇時(shí)，做軟制品時(shí)，一般使用PVC-SG1、PVC-SG2、PVC-SG3型，需要加入大量增塑劑。例如聚氯乙烯膜使用SG-2樹脂，加入50～80份的增塑劑。而加工硬制品時(shí)，一般不加或很少量加入增塑劑，所以用PVC-SG4、PVC-SG5、PVC-SG6、PVC-SG7、PVC-SG8型。如PVC硬管材使用SG-4樹脂、塑料門窗型材使用SG-5樹脂，硬質(zhì)透明片使用SG-6樹脂、硬質(zhì)發(fā)泡型材使用SG-7、SG-8樹脂。而乳液法PVC糊主要用于人造革、壁紙及地板革和蘸塑制品等。一些PVC樹脂廠家出廠的PVC樹脂按聚合度（聚合度是單元鏈節(jié)的個(gè)數(shù)，聚合度乘以鏈節(jié)分子量等于聚合物分子量）分類，如山東齊魯石化總廠生產(chǎn)的PVC樹脂，出廠的產(chǎn)品為SK-700；SK-800；SK-1000；SK-1100；SK-1200等。其SG-5樹脂對(duì)應(yīng)的聚合度為1000～1100。PVC樹脂的物化性能見第四篇。
PVC粉末為一種白色粉末，密度在1.35～1.45g/㎝3之間，表觀密度在0.4～0.5 g/㎝3。我們把PVC制品視增塑劑含量大小可為軟、硬制品，一般增塑劑含量0～5份為硬制品，5～25份為半硬制品，大于25份為軟制品。
PVC是一種非結(jié)晶、極性的高分子聚合物，軟化溫度和熔融溫度較高，純PVC一般需要在160-210℃時(shí)才可塑化加工，由于大分子之間的極性鍵使PVC顯示出硬而脆的性能。另外，PVC分子內(nèi)含有氯的基團(tuán)，受熱容易導(dǎo)致PVC脫HCl反應(yīng)，從而引起PVC降解反應(yīng)。所以PVC對(duì)熱極不穩(wěn)定，溫度升高，會(huì)大大促進(jìn)PVC脫HCl反應(yīng)。，當(dāng)溫度達(dá)到12O℃時(shí)，純PVC即開始脫HCl反應(yīng)，從而導(dǎo)致PVC熱降解發(fā)生。因此，在加工PVC時(shí)必須加入各種助劑對(duì)PVC進(jìn)行加工改性和沖擊改性使之可以加工成為有用的產(chǎn)品。
PVC樹脂主要用于生產(chǎn)各類薄膜(如日用印花膜、工業(yè)包裝膜、農(nóng)用大棚膜及熱收縮膜等)、各類板、片材(其片材可用于吸塑制品)，各類管材(如無毒上水管、建筑穿線管、透明軟管等)、各類異型材(如門、窗、裝飾板)，中空吹瓶(用于化妝品及飲料)，電纜、各類注塑制品及人造革、地板革、搪塑玩具等。
1.2穩(wěn)定劑選擇和使用
純的PVC樹脂對(duì)熱極為敏感，當(dāng)加熱溫度達(dá)到90℃以上時(shí)，就會(huì)發(fā)生輕微的熱分解反應(yīng)，當(dāng)溫度升到120℃后分解反應(yīng)加劇，在150℃，10分鐘,PVC樹脂就由原來的白色逐步變?yōu)辄S色-紅色-棕色-黑色。PVC樹脂分解過程是由于脫HCL反應(yīng)引起的一系列連鎖反應(yīng)，最后導(dǎo)致大分子鏈斷裂。雖然PVC的熱分解機(jī)理還不十分成熟，但防止PVC熱分解的熱穩(wěn)定機(jī)理則比較成熟，它是通過如下幾方面來實(shí)現(xiàn)熱穩(wěn)定目的。
(1)捕捉PVC熱分解產(chǎn)生的HCl，從而防止HCl的催化降解作用。鉛類穩(wěn)定劑主要按此機(jī)理作用,此外還有金屬皂類、有機(jī)錫類、亞磷酸脂類及環(huán)氧類等。
(2)置換活潑的烯丙基氯原子。金屬皂類、亞磷酸脂類和有機(jī)錫類可按此機(jī)理作用。
(3)與自由基反應(yīng)，終止自由基的反應(yīng)。有機(jī)錫類和亞磷酸脂按此機(jī)理作用。
(4)與共扼雙鍵加成作用，抑制共扼鏈的增長(zhǎng)。有機(jī)錫類與環(huán)氧類按此機(jī)理作用。
(5)分解過氧化物，減少自由基數(shù)目。有機(jī)錫和亞磷酸脂按此機(jī)理作用。
(6)鈍化有催化脫HCl作用的金屬離子。
同一種穩(wěn)定劑可按幾種不同的機(jī)理實(shí)現(xiàn)熱穩(wěn)定目的。
常用的主穩(wěn)定劑品種:
1.2.1.鉛鹽類
鉛鹽類是PVC最常用的熱穩(wěn)定劑，也是十分有效的熱穩(wěn)定劑，其用量可占PVC熱穩(wěn)定劑的70%以上。
鉛鹽類穩(wěn)定劑的優(yōu)點(diǎn):熱穩(wěn)定性優(yōu)良，具有長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性，電氣絕緣性能優(yōu)良，耐候性好，價(jià)格低。
鉛鹽類穩(wěn)定劑的缺點(diǎn):分散性差、毒性大、有初期著色性，難以得到透明制品 ，也難以得到鮮明色彩的制品 ，缺乏潤(rùn)滑性，易產(chǎn)生硫污染。
常用的鉛鹽類穩(wěn)定劑有:
⑴三鹽基硫酸鉛
分子式為3PbO.PbSO.H2O，代號(hào)為TLS，簡(jiǎn)稱三鹽，白色粉末，密度6.4g/cm3。三鹽基硫酸鉛是最常用的穩(wěn)定劑品種，一般與二鹽亞磷酸鉛一起并用，因無潤(rùn)滑性而需配入潤(rùn)滑劑。主要用于PVC硬質(zhì)不透明制品中，用量一般2～7份。
⑵二鹽基亞磷酸鉛
分子式為2PbO.PbHPO3.H2O，代號(hào)為DL，簡(jiǎn)稱二鹽，白色粉末，密度為6.1g/cm3。二鹽基亞磷酸鉛的熱穩(wěn)定性稍低于三鹽基硫酸鉛，但耐候性能好于三鹽基硫酸鉛。二鹽基亞磷酸鉛常與三鹽基硫酸鉛并用，用量一般為三鹽基硫酸鉛的1/2。
⑶二鹽基硬脂酸鉛
代號(hào)為DLS，不如三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛常用,具有潤(rùn)滑性。常與三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛并用，用量為0.5～1.5份 。
1.2.2.金屬皂類
這是用量?jī)H次于鉛鹽的第二大類主穩(wěn)定劑，其熱穩(wěn)定性雖不如鉛鹽類，但兼有潤(rùn)滑性。金屬皂類可以是脂肪酸(月桂酸、硬脂酸、環(huán)烷酸等)的金屬(鉛、鋇、鎘、鋅、鈣等)鹽，其中以硬脂酸鹽最為常用，其活潑性大小順序?yàn)?Zn鹽?Cd鹽?Pb鹽?Ca鹽?Ba鹽。金屬皂類一般不單獨(dú)使用，常常為金屬皂類之間或與鉛鹽及有機(jī)錫等并用。除Gd、Pb外都無毒，除Pb、Ca外都透明，無硫化污染，因而廣泛用于軟質(zhì)PVC中，如無毒類、透明類制品等。
常用的金屬鹽類穩(wěn)定劑有：
⑴.硬脂酸鋅(ZnSt)，無毒且透明，用量大后，易引起“鋅燒”制品變黑，常與Ba、Ca皂并用。
⑵.硬脂酸鎘(CdSt)，為一重要的透明穩(wěn)定劑品種，毒性較大，不耐硫化污染，抑制初期變色能力大，常與Ba皂并用。
⑶.硬脂酸鉛 (PbSt)，熱穩(wěn)定性好，可兼做潤(rùn)滑劑。缺點(diǎn)為易析出，透明差，有毒且硫化污染嚴(yán)重，常與Ba、Cd皂并用。
⑷.硬脂酸鈣 (CaSt)，加工性能好，熱穩(wěn)定能力較低，無硫化污染，無毒，常與Zn皂并用。
⑸.硬脂酸鋇 (BaSt)，無毒，長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性好，抗硫化污染，透明，常與Pb、Ca皂并用。
復(fù)合品種常用的有:Ca/Zn(無毒、透明)、Ba/Zn(無毒、透明)、Ba/Cd (有毒、透明)及Ba/Cd/Zn。
1.2.3.有機(jī)錫類
有機(jī)錫類為熱穩(wěn)定劑中有效的，在透明和無毒制品中應(yīng)用廣泛的一類，其突出優(yōu)點(diǎn)為:熱穩(wěn)定性好，透明性好，大多數(shù)無毒。缺點(diǎn)為價(jià)格高，無潤(rùn)滑性。
有機(jī)錫類大部分為液體，只有少數(shù)為固體?？梢詥为?dú)使用，也常與金屬皂類并用。
有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑主要包括含硫有機(jī)錫和有機(jī)錫羧酸鹽兩類。
⑴含硫有機(jī)錫類:
主要為硫醇有機(jī)錫和有機(jī)錫硫化物類穩(wěn)定劑與Pb、Cd皂并用會(huì)產(chǎn)生硫污。含硫有機(jī)錫類透明性好。主要品種有：
①.二巰基乙酸異辛酯二正辛基錫 (DOTTG)，外觀為淡黃色液體，熱穩(wěn)定性及透明性極好，無毒，加入量低于2份。
②.二甲基二巰基乙酸異辛酯錫 (DMTTG)，外觀為淡黃澄清液體，為無毒、高效、透明穩(wěn)定劑，常用于扭結(jié)膜及透明膜中。
⑵有機(jī)錫羧酸鹽：
這種穩(wěn)定劑的穩(wěn)定性不如含硫有機(jī)錫，但無硫污染，主要包括脂肪酸錫鹽和馬來酸錫鹽。主要品種有:
①.二月桂酸二正丁基錫(DBTL) 淡黃色液體或半固體，潤(rùn)滑性優(yōu)良，透明性好，但有毒，常與Cd皂并用，用量1～2份;與馬來酸錫及硫醇錫并用，用量0.5～1份。
②.二月桂酸二正辛基錫(DOTL)，有毒且價(jià)高，潤(rùn)滑性優(yōu)良，常用于 硬PVC中，用量小于1.5份。
③.馬來酸二正丁基錫(DBTM)，白色粉末，有毒，無潤(rùn)滑性，常與月桂酸錫并用，不可與金屬皂類并用 于透明制品中。
1.2.4.有機(jī)銻類
這是一種新型PVC熱穩(wěn)定劑，它具有優(yōu)秀的初期色相和色相保持性，尤其是在低用量時(shí)，熱穩(wěn)定性優(yōu)于有機(jī)錫類，特別適于用雙螺桿擠出機(jī)的PVC配方使用。有機(jī)銻類主要包括硫醇銻鹽類、巰基乙酸酯硫醇銻類、巰基羧酸酯銻類及羧酸酯銻類等，國(guó)內(nèi)的銻穩(wěn)定劑主要以三巰基乙酸異辛酯銻(ST)和以ST為主要成分的復(fù)合穩(wěn)定劑STH-I和STH-Ⅱ兩種為主。五硫醇銻為透明液體，可用作透明片、薄膜、透明粒料的熱穩(wěn)定劑。STH-I可以代替京錫C-l02，可抑制PVC的初期著色，熱穩(wěn)定性好，制品透明，顏色鮮艷，STH-Ⅱ無毒，主要用于PVC水管等。
1.2.5.稀土穩(wěn)定劑
稀土穩(wěn)定劑是由我國(guó)開發(fā)的獨(dú)特穩(wěn)定劑，是一種新型熱穩(wěn)定劑。稀土熱穩(wěn)定劑的選材多為稀土氧化物和稀土氯化物為主，其氧化和氯化物多為鑭、鈰、鐠、釹等輕稀土元素的單一體或混合體。
稀土元素有著相似且異常活潑的化學(xué)性質(zhì)，有著眾多的軌道可作為中心離子接受配位體的孤對(duì)電子，同時(shí)稀土金屬離子有較大的離子半徑，與無機(jī)或有機(jī)配位體主要通過靜電引力形成離子配鍵，作為絡(luò)合物的中心原子，常以d2SP3、d4dp3、f3d5sp3等多種雜化形式形成配位數(shù)為6～12的絡(luò)合物。
稀土元素優(yōu)良的力學(xué)性能及其分組原理都與稀土元素的幾何性質(zhì)有關(guān)，因?yàn)樵雍碗x子的半徑是決定晶體的構(gòu)型、硬度、密度和熔點(diǎn)等物理性質(zhì)的重要因素，在常溫、常壓條件下，稀土金屬有四種晶體結(jié)構(gòu)，其中鑭、鐠、釹、呈雙六方結(jié)構(gòu)，而鈰呈立方密集（面心）結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度、壓力變化時(shí)，多數(shù)稀土金屬發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。由于鑭系收縮，鑭系元素的原子半徑、原子體積隨原子序數(shù)增加而減小，密度隨原子序數(shù)增加而增加，但鈰與鑭、鐠、釹相比，有異常現(xiàn)象。
在鑭、鈰、鐠、釹中，化學(xué)性質(zhì)鑭是最活潑的，但三價(jià)鑭與Cl只能生成RECl正絡(luò)合物，而且此絡(luò)合物不穩(wěn)定，而鈰、鐠這些高價(jià)的稀土離子與Cl生成絡(luò)合物的能力比三價(jià)的鑭要強(qiáng)，它們與Cl配體能生成穩(wěn)定的負(fù)絡(luò)離子，因此，在稀土熱穩(wěn)定劑的選材上要綜合鑭、鈰、鐠、釹其各自優(yōu)點(diǎn)，在不同的應(yīng)用范圍，用其不同的形態(tài)，高純單一體、混合體或其合理的搭配。
稀土離子是典型的硬陽離子，即是不易極化變形的離子，它們與金屬硬堿的配位原子，如氧的絡(luò)合能力很強(qiáng)，稀土化合物對(duì)CaCO3的偶聯(lián)作用，由于稀土離子和PVC鏈的氯離子之間存在強(qiáng)配位相互作用，有利于剪切力的傳遞從而使稀土化合物能有效地加速PVC的凝膠化，即起到了促進(jìn)PVC塑化的效果，部分起到了加工助劑ACR的作用。同時(shí)，稀土金屬離子與CPE中的Cl配位，協(xié)同效應(yīng)使CPE更加發(fā)揮其增韌改性的作用。這些都是稀土金屬所擁有的優(yōu)秀性能，但其效能的發(fā)揮充分與否、平衡與否等，與稀土復(fù)合物中的復(fù)配助劑有著相當(dāng)大的關(guān)系，復(fù)合物中的潤(rùn)滑體系，加工改性體系都至關(guān)重要，因此在好的選材基礎(chǔ)之上，復(fù)配工藝的好壞直接影響著稀土多功能復(fù)合穩(wěn)定劑的效能。一種性能優(yōu)良的稀土穩(wěn)定劑應(yīng)具有以下功能：
⑴.優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能
不論是靜態(tài)熱穩(wěn)定性還是動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性，稀土穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性與京錫8831相當(dāng)，好于鉛鹽及金屬皂類 ，是鉛鹽的三倍及Ba/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑的4倍。它可以復(fù)配成為無毒 、透明的，它可以部分代替有機(jī)錫類穩(wěn)定劑而廣泛應(yīng)用。稀土穩(wěn)定劑的作用機(jī)理為捕捉HCl和置換烯丙基氯原子，與環(huán)氧類的輔助穩(wěn)定劑具有較好的協(xié)同作用。
⑵.偶聯(lián)作用
稀土穩(wěn)定劑具有優(yōu)良的偶聯(lián)作用，與鉛鹽相比，它與PVC有很好的相容作用，而且它對(duì)于PVC-CaCO3體系有較好的偶聯(lián)作用，有利于PVC塑料門窗異型材強(qiáng)度的提高。用稀土穩(wěn)定劑加工的PVC型材的焊角強(qiáng)度比鉛鹽穩(wěn)定劑的PVC型材焊角強(qiáng)度要高，原料價(jià)格也高一些。
⑶.增韌作用
稀土穩(wěn)定劑與PVC樹脂和增韌劑CPE的良好的相容性以及與CaCO3的偶聯(lián)作用，使PVC樹脂在加工中塑化均勻，塑化溫度低，生產(chǎn)的型材具有較好的耐沖擊性能。
稀土穩(wěn)定劑無潤(rùn)滑作用，應(yīng)與潤(rùn)滑劑一起加入，目前我國(guó)生產(chǎn)的稀土復(fù)合穩(wěn)定劑是將稀土、熱穩(wěn)定劑和潤(rùn)滑劑復(fù)配而成的，加入量一般為4-6份。
1.2.6.復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑
鉛鹽穩(wěn)定劑價(jià)格低廉，熱穩(wěn)定性好，一直為廣泛使用，但鉛鹽的粉末細(xì)小，配料和混合中，鉛鹽的粉末造成的粉塵被人吸入是人體鉛中毒的主要原因。七十年代初期，在傳統(tǒng)的三鹽、二鹽、硬鹽等熱穩(wěn)定劑的基礎(chǔ)上，研究出一種新型的復(fù)合鉛鹽熱穩(wěn)定劑。這種復(fù)合助劑采用了共生反應(yīng)技術(shù)將三鹽、二鹽和金屬皂在反應(yīng)體系內(nèi)以初生態(tài)的晶粒尺寸和各種潤(rùn)滑劑進(jìn)行混合，以保證熱穩(wěn)定劑在PVC體系中的充分分散，同時(shí)由于與潤(rùn)滑劑共熔融形成顆粒狀，也避免因鉛粉塵造成的中毒。復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑包容了加工所需要的熱穩(wěn)定劑組份和潤(rùn)滑劑組份，被稱作為全包裝熱穩(wěn)定劑。它具有以下的優(yōu)點(diǎn)：
⑴.復(fù)合熱穩(wěn)定劑的各種組份在其生產(chǎn)過程中得到了充分均勻的混合，大大改善了與樹脂混合時(shí)的分散均勻性。
⑵.配方混合時(shí)，簡(jiǎn)化了計(jì)量次數(shù)，減少了計(jì)量差錯(cuò)的概率及由此所帶來的損失。
⑶.簡(jiǎn)便了輔料的供應(yīng)和貯備，有利于生產(chǎn)質(zhì)量的管理。
⑷.提供了無塵生產(chǎn)產(chǎn)品的可能性，改善了生產(chǎn)條件．
總之，復(fù)合熱穩(wěn)定劑有利于規(guī)模生產(chǎn)，為鉛鹽熱穩(wěn)定劑的發(fā)展提供了新的方向．復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑一個(gè)重要指標(biāo)是鉛的含量，目前所生產(chǎn)的復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑含鉛量從20%～60%；在PVC塑料門窗型材生產(chǎn)上的用量為3.5～6份。表2-1-2是一些PVC型材生產(chǎn)用的復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑的牌號(hào)和用量。
表2-1-2 PVC型材生產(chǎn)用的復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑的牌號(hào)和用量
牌號(hào)名稱 | 鉛含量 | 添加量（份） |
BAEROPAN R5341 | 57 | 4.0～4.5 |
BAEROPAN SMS RL25 | 40 | 4.5～5.5 |
AKROPAN 7133GX | 50 | 4.5～5.5 |
HJ-301 | 56 | 4.5～6.0 |
HJ-303 | 51 | 3.0～4.0 |
ALMSTAB PR 137 | 37 | 4.0～5.0 |
1.2.7.主要的輔助熱穩(wěn)定劑品種
這類穩(wěn)定劑本身不具有熱穩(wěn)定作用,只有與主穩(wěn)定劑一起并用,才會(huì)產(chǎn)生熱穩(wěn)定效果，并促進(jìn)主穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果。輔助熱穩(wěn)定劑一般不含金屬,因此也稱為非金屬熱穩(wěn)定劑 。
輔助熱穩(wěn)定劑的主要品種有:
⑴.亞磷酸酯類，這是一類重要的輔助熱穩(wěn)定劑，與Ba/Cd、Ba/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑及Ca/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑等有協(xié)同作用，主要用于軟質(zhì)PVC透明配方中，用量為0.1～l份。
⑵.環(huán)氧化合物類，它與金屬皂類有協(xié)同作用，與有機(jī)錫類稀土穩(wěn)定劑并用效果好，用量為2～5份，常用的品種為環(huán)氧大豆油、環(huán)氧脂 。
⑶.多元醇類， 主要有季戊四醇、木糖醇、甘露醇等，它可與Ca/Zn復(fù)合穩(wěn)定劑并用 。
1.3.潤(rùn)滑劑的選用？
潤(rùn)滑劑的作用是降低物料之間及物料和加工設(shè)備表面的摩擦力，從而降低熔體的流動(dòng)阻力，降低熔體粘度，提高熔體的流動(dòng)性，避免熔體與設(shè)備的粘附，提高制品表面的光潔度等。
根據(jù)不同成型方法，其潤(rùn)滑作用的側(cè)重點(diǎn)不同:
壓延成型， 防止熔料粘輥;
注射成型， 提高流動(dòng)，提高脫模性;
擠出成型，提高流動(dòng)，提高口模分離性;
壓制及層壓成型，利于壓板與制品分離。
潤(rùn)滑劑的分類：
(1)按潤(rùn)滑劑成份分類，主要有飽和烴和鹵代烴類、脂肪酸類、脂肪酸酯類、脂肪族酯胺類、金屬皂類、脂肪醇和多元醇類等。
(2)按潤(rùn)滑劑的作用分類，分為內(nèi)，外潤(rùn)滑劑。其主要區(qū)分是依其與樹脂的相容性大小。 內(nèi)潤(rùn)滑劑與樹脂親和力大，其作用是降低分子間的作用力;外潤(rùn)滑劑與樹脂的親和力小，其作用是降低樹脂與金屬表面之間的摩擦。
內(nèi)外潤(rùn)滑劑之分只是相對(duì)而言，并無嚴(yán)格劃分標(biāo)準(zhǔn)。(在極性不同的樹脂中，內(nèi)、外潤(rùn)滑劑的作用有可能發(fā)生變化。例如硬脂酸醇、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯及硬脂酸單甘油酯對(duì)極性樹脂(如PVC及PA)而言，起內(nèi)潤(rùn)滑作用；但對(duì)于非極性樹脂(如PE、PP)，則顯示外潤(rùn)滑作用。相反，高分子石蠟等與極性樹脂相容性差，如在極性PVC中用做外潤(rùn)滑劑，而在PE、PP等非極性樹脂中則為內(nèi)潤(rùn)滑劑。
在不同加工溫度下，內(nèi)、外潤(rùn)滑劑的作用會(huì)發(fā)生變化，如硬脂酸和硬脂醇用于PVC壓延成型初期，由于加工溫度低與PVC相容性差，主要起外潤(rùn)滑作用;當(dāng)溫度升高后，與PVC相容性增大，則轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)潤(rùn)滑劑作用。
按潤(rùn)滑劑的組成可分為:飽和烴類、金屬皂類、脂肪族酰胺、脂肪酸類、脂肪酸酯類及脂肪醇類。
①飽和烴類
飽和烴類按極性可分為非極性烴(如聚乙烯蠟和聚丙烯蠟)、 極性烴(如氯化石蠟、氧化聚乙烯等)。飽和烴類按分子量大小可分為;液體石蠟(C16-C21)、固體石蠟(C26-C32 )微晶石蠟(C32-C70)及低分子量聚乙烯(分子量1000～10000)等，主要用于PVC無毒外潤(rùn)滑劑 。
a.液體石蠟 ：俗稱白油，為無色透明液體，可用于PVC的透明性外潤(rùn)滑劑，用量為0.5份左右，用量大會(huì)嚴(yán)重影響焊角強(qiáng)度。
b.固體石蠟，又稱為天然石蠟，白色固體，可用于PVC的外潤(rùn)滑劑，用量為0.1～1.0份，用量太大會(huì)影響透明度 。
c.微晶石蠟，又稱為高熔點(diǎn)石蠟，外觀為白色或淡黃色固體，因結(jié)晶微細(xì)而稱為微晶石蠟。潤(rùn)滑效果和熱穩(wěn)定性好于其他石蠟。在PVC中用量較小， 一般為0.1～0.3份 。
e.低分子量聚乙烯，又稱聚乙烯蠟，外觀為白色或淡黃色固體粉末， 透明性差，可用于PVC擠出和壓延加工外潤(rùn)滑劑，用量一般為0.5份以下。
f.氧化聚乙烯蠟，為聚乙烯蠟部分氧化產(chǎn)物，外觀為白色粉末。有優(yōu)良的內(nèi)、外潤(rùn)滑作用，透明性好，價(jià)格低，用量在0.2～1.0份 。
g.氯化石蠟，與PVC相容性好，透明性差，與其他潤(rùn)滑劑并用效果好，用量0.5份以下為宜。
②金屬皂類
即是優(yōu)良的熱穩(wěn)定劑，又是一種潤(rùn)滑劑，其內(nèi)、外潤(rùn)滑作用兼有，不同品種側(cè)重稍有不同，潤(rùn)滑性以硬脂酸鈣、硬脂酸鉛為最好。
③脂肪族酸胺
包括單脂肪酸酰胺和雙脂肪酰胺兩大類，單脂肪酸胺主要呈內(nèi)潤(rùn)滑作用，主要品種包括乙基雙硬脂酰胺、N，N·亞乙基雙蓖麻醇酸酰胺等。
④脂肪酸類
如硬脂酸，是僅次于金屬皂類而廣泛應(yīng)用的潤(rùn)滑劑，可用于PVC，用量少時(shí)，起內(nèi)潤(rùn)滑作用；用量大時(shí)，起外潤(rùn)滑作用。硬脂酸的加入量低于0.5份。
⑤脂肪酸酯類
a.硬脂酸丁酯，外觀為無色或淡黃色油狀液體，在PVC中以內(nèi)潤(rùn)滑為主兼具外潤(rùn)滑作用，用量0.5～1.5份。
b.單硬脂酸甘油酯，代號(hào)GMS，外觀為白色蠟狀固體，為PVC優(yōu)良內(nèi)潤(rùn)滑劑，對(duì)透明性影響小,加入量低于1.5份，可與硬脂酸并用。
c.酯蠟和皂化蠟,主要指以褐煤蠟為主要原料、經(jīng)漂白等工序制成的后序產(chǎn)品。漂白蠟有S蠟和L蠟，皂化蠟有0蠟和OP蠟。主要用于HPVC，用量0.1～0.3份。
⑥脂肪醇類
硬脂醇，外觀為 白色細(xì)珠狀物，起內(nèi)潤(rùn)滑作用，透明好，在PVC中用量0.2～0.5份。還可用于PS中。如季戊四醇，作為PVC高溫潤(rùn)滑劑，用量0.2～0.5份。
1.4.加工改性助劑的選用
1.4.1.加工助劑的作用原理
由于PVC熔體延展性差，易導(dǎo)致熔體破碎；PVC熔體松弛慢，易導(dǎo)致制品表面粗糙，無光澤及鯊魚皮等。因此，PVC加工時(shí)往往需要加入加工助劑，以改善其熔體上述缺陷。
加工助劑為一類可以改善樹脂加工性能的助劑，其主要作用方式有三種:促進(jìn)樹脂熔融、改善熔體流變性能及賦予潤(rùn)滑功能。
(l)促進(jìn)樹脂熔融：PVC樹脂在加熱的狀態(tài)下，在一定的剪切力作用下熔化時(shí)，加工改性劑首先熔融并粘附在PVC樹脂微粒表面，它與樹脂的相容性和它的高分子量，使PVC粘度及摩擦增加，從而有效地將剪切應(yīng)力和熱傳遞給整個(gè)PVC樹脂，加速PVC熔融。
(2)改善熔體流變性能：PVC熔體具有強(qiáng)度差、延展性差及熔體破裂等缺點(diǎn)，而加工改性劑可改善熔體上述流變性。其作用機(jī)理為:增加PVC熔體的粘彈性，從而改善離模膨脹和提高熔體強(qiáng)度等。
(3)賦予潤(rùn)滑性：加工改性劑與PVC相容部分首先熔融，起到促進(jìn)熔融作用;而與PVC不相容部分則向熔融樹脂體系外遷移，從而改善脫模性。
1.4.2.常用加工改性劑品種
(l)ACR類：
ACR為甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯、苯乙烯等單體的共聚物。除可用做加工助劑外，還可用做沖擊改性劑。我國(guó)的ACR可分為ACR201、ACR301和ACR401、ACR402幾種,國(guó)外的牌號(hào)有：K120N、K125、K175、P530、P501、P551、P700、PA100等。表2-1-3是國(guó)內(nèi)外ACR加工助劑牌號(hào)對(duì)照。
表2-1-3 國(guó)內(nèi)外ACR加工助劑牌號(hào)對(duì)照
產(chǎn)地 | Rohm—Haas | Kanegafuchi | Metco | 蘇州安利 | |
型號(hào)與組成 | 型號(hào) | 組成 | |||
K120 | MMA-EA | PA20 | P530 | 201 | |
K125 | MMA-BA | PA50 | PA-551 | 301 | |
K175 | MMA-BA-ST | PA-100 | P-700 | 401 |
ACR加工改性劑的重要作用是縮短塑化時(shí)間，促進(jìn)PVC的塑化，提高熔體塑化的均勻性，降低塑化溫度。表2-1-4是用BLANBENDE塑度儀測(cè)定的ACR對(duì)塑化時(shí)間、溫度等的影響。
表2-1-4 ACR加工改性劑改性PVC的效果
ACR用量 | 塑化時(shí)間 S | 塑化扭距 N．m | 塑化溫度 ℃ | 平衡扭距 N．m | 平衡溫度 ℃ |
無ACR | 97 | 20．3 | 180 | 16.5 | 194 |
1.5%201 | 62 | 22.0 | 178 | 17.0 | 196 |
1.5%301 | 63 | 23.0 | 179 | 17.2 | 196 |
1.5%401 | 89 | 20.5 | 180 | 16.5 | 194 |
在PVC塑料門窗型材中一般使用ACR201或ACR401，用量為1.5～3份。
1.5.沖擊改性劑的使用
高分子材料改性的一個(gè)重要內(nèi)容是改善其耐沖擊性能，PVC樹脂是一個(gè)極性非結(jié)晶性高聚物，分子之間有較強(qiáng)的作用力，是一個(gè)堅(jiān)硬而脆的材料，當(dāng)受到?jīng)_擊時(shí)，抗沖擊強(qiáng)度較低。加入沖擊改性劑后，沖擊改性劑的彈性體粒子可以降低總的銀紋引發(fā)應(yīng)力，并利用粒子自身的變形和剪切帶，阻止銀紋擴(kuò)大和增長(zhǎng)，吸收掉傳入材料體內(nèi)的沖擊能，從而達(dá)到抗沖擊的目的。改性劑的顆粒很小，以利于增加單位重量或單位體積中改性劑的數(shù)量，使其有效體積份數(shù)提高，從而增強(qiáng)了分散應(yīng)力的能力。目前應(yīng)用比較廣泛的主要是有機(jī)抗沖擊改性劑。
按有機(jī)抗沖擊改性劑的分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可將其分為如下幾類。
（1）預(yù)定彈性體（PDE）型沖擊改性劑， 它屬于核一殼結(jié)構(gòu)的聚合物，其核為軟狀彈性體，賦予制品較高的抗沖擊性能，殼為具有高玻璃化溫度的聚合物，主要功能是使改性劑微粒子之間相互隔離，形成可以自由流動(dòng)的組分顆粒，促進(jìn)其在聚合物中均勻分散，增強(qiáng)改性劑與聚合物之間相互作用和相容性。此類結(jié)構(gòu)的改性劑有：MBS、ACR、MABS和MACR等，它們都是優(yōu)良的沖擊改性劑。
（2）非預(yù)定彈性體型（NPDE）沖擊改性劑，它屬于網(wǎng)狀聚合物，其改性機(jī)理是以溶劑化作用（增塑作用）機(jī)理對(duì)塑料進(jìn)行改性。因此，NPDE必須形成一個(gè)包覆樹脂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它與樹脂不是十分好的相容體。此類結(jié)構(gòu)的改性劑有：CPE、EVA。
（3）過度型沖擊改性劑，其結(jié)構(gòu)介于兩種結(jié)構(gòu)之間，如ABS。用于PVC樹脂的有機(jī)沖擊改性劑具體品種有如下幾種。
a.氯化聚乙烯(CPE)是利用HDPE在水相中進(jìn)行懸浮氯化的粉狀產(chǎn)物，隨著氯化程度的增加使原來結(jié)晶的HDPE逐漸成為非結(jié)晶的彈性體。做為增韌劑而使用的CPE，含Cl量一般為25～45%。CPE來源廣，價(jià)格低，除具有增韌作用外，還具有耐寒性、耐候性、耐燃性及耐化學(xué)藥品性。目前在我國(guó)CPE是占主導(dǎo)地位的沖擊改性劑，尤其在PVC管材和型材生產(chǎn)中，大多數(shù)工廠使用CPE。加入量一般為5～15份。CPE可以同其它增韌劑協(xié)同使用，如橡膠類、EVA等，效果更好，但橡膠類的助劑不耐老化。
b. ACR為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等單體的共聚物，ACR為近年來開發(fā)的最好的沖擊改性劑，它可使材料的抗沖擊強(qiáng)度增大幾十倍。ACR屬于核殼結(jié)構(gòu)的沖擊改性劑，甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯高聚物組成的外殼，以丙烯酸丁酯類交聯(lián)形成的橡膠彈性體為核的鏈段分布于顆粒內(nèi)層。ACR沖擊改性劑尤其適用于戶外使用的PVC塑料制品的沖擊改性，在PVC塑料門窗型材使用ACR作為沖擊改性劑與其它改性劑相比具有加工性能好，表面光潔，耐老化好，焊角強(qiáng)度高的特點(diǎn)，但價(jià)格比CPE高1/3左右。國(guó)外常用的牌號(hào)如K-355，一般用量6～10份。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)ACR沖擊改性劑的廠家較少，使用廠家也較少。
c. MBS是甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯三種單體的共聚物。MBS的溶度參數(shù)為9.4～9.5之間，與PVC的溶度參數(shù)接近， 因此同PVC的相容性較好，它的最大特點(diǎn)是：加入PVC后可以制成透明的產(chǎn)品。 一般在PVC中加入10～17份，可將PVC的沖擊強(qiáng)度提高6～15倍，但MBS的加入量大于30份時(shí)，PVC沖擊強(qiáng)度反而下降。MBS本身具有良好的沖擊性能，透明性好，透光率可達(dá)90%以上，且在改善沖擊性同時(shí)，對(duì)樹脂的其他性能 ，如拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等影響很小。MBS價(jià)格較高，常同其他沖擊改性劑 ，如EAV、CPE、SBS等并用。MBS耐熱性不好， 耐候性差，不適于做戶外長(zhǎng)期使用制品，一般不用做塑料門窗型材生產(chǎn)的沖擊改性劑使用。
d. SBS為苯乙烯、丁二烯、苯乙烯三元嵌段共聚物，也稱為熱塑性丁苯橡膠，屬于熱塑性彈性體，其結(jié)構(gòu)可分為星型和線型兩種。SBS中苯乙烯與丁二烯的比例主要為30/70、40/60、28/72、48/52幾種。主要用做HDPE、PP、PS的沖擊改性劑，其加入量5～15份。SBS主要作用是改善其低溫耐沖擊性。SBS耐候性差，不適于做戶外長(zhǎng)期使用制品。
e. ABS為苯乙烯（40%～50%）、丁二烯（25%～30%）、丙烯晴（25%～30%）三元共聚物，主要用做工程塑料，也用做PVC沖擊改性，對(duì)低溫沖擊改性效果也很好。ABS加入量達(dá)到50份時(shí)，PVC的沖擊強(qiáng)度可與純ABS相當(dāng)。ABS的加入量一般為5～20份，ABS的耐候性差，不適于長(zhǎng)期戶外使用制品，一般不用做塑料門窗型材生產(chǎn)的沖擊改性劑使用。
f.EVA是乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物，醋酸乙烯酯的引入改變了聚乙烯的結(jié)晶性，醋酸乙烯酯含量在5～17%時(shí)主要用于農(nóng)膜，它與聚乙烯的相容性很好；當(dāng)醋酸乙烯酯含量40～50%用做PVC沖擊改性劑。醋酸乙烯酯含量大于50%一般做熱熔膠使用。單獨(dú)使用EVA作抗沖擊劑有許多缺點(diǎn):拉伸強(qiáng)度下降，熱變形溫度變低，耐化學(xué)性較差，而且EVA與PVC折光率不同，難以得到透明制品，因此，常將EVA與其他抗沖擊樹脂并用。EVA添加量為10份以下。
上述幾種沖擊改性劑改性PVC性能比較見表2-1-5所示。
表2-1-5 幾種沖擊改性劑改性PVC性能比較
改性劑 CPE EVA MBS ACR |
耐腐性 優(yōu) 好 好 好
耐候性 好-優(yōu) 好-優(yōu) 差 好-優(yōu)
低溫韌性 好 中 好-優(yōu) 中
缺口敏感性 好 中 好-優(yōu) 中
透明性 差 差 好-優(yōu) 差
拉伸強(qiáng)度 好 差 中 優(yōu)
（4）橡膠類抗沖擊改性劑
這是一類性能優(yōu)良的增韌劑，主要品種有:乙丙橡膠(EPR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、丁睛橡膠(NBR)及丁苯橡膠、天然橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、聚異丁烯、丁二烯橡膠等，其中EPR、EPDM、NBR三種最常用，它們的特點(diǎn)是改善其低溫耐沖擊性優(yōu)越，但都不耐老化，作為PVC塑料門窗型材一般不使用這類沖擊改性劑。
1.6.在塑料門窗型材中常用的其它助劑
1 6.1.光穩(wěn)定劑
光穩(wěn)定劑大體可以分為四類：
光屏蔽劑，如鈦白和碳黑，它可以阻擋紫外線進(jìn)入型材的內(nèi)部，以阻止聚合物的光降解進(jìn)行。如加入2%的碳黑的LDPE片材其耐老化程度比不加碳黑的LDPE片材提高20倍。鈦白對(duì)型材的耐老化程度有較大的提高，鈦白應(yīng)使用金紅石型的，在PVC塑料門窗型材中的使用量為3～6份。
紫外線吸收劑，它可以強(qiáng)烈吸收280～400nm的紫外線，轉(zhuǎn)換成可見光或熱量。常用的有UV-531、UV-327、UV-326、UV-P等產(chǎn)品，用量一般為0.1～0.5%。但價(jià)格較高。
淬滅劑，它主要是消滅受激發(fā)的聚合物分子的能量，使之回到基態(tài)。具體品種為鎳、鈷絡(luò)合物，品種有光穩(wěn)定劑2002、光穩(wěn)定劑1084等。一般與其它光穩(wěn)定劑配合使用，用量0.1～0.5%。
自由基捕捉劑，它是一種高效的光穩(wěn)定劑，它捕捉光降解分解出的自由基，終止降解反應(yīng)的進(jìn)行。一般使用在LDPE農(nóng)膜中。它的品種主要有：光穩(wěn)定劑GW-540、GW-544、GW-310、BW-10LD、光穩(wěn)定劑744、光穩(wěn)定劑622、光穩(wěn)定劑944等，用量0.02～0.5%。
1.6.2.填料
填料的種類很多，使用填料的主要目的是占據(jù)空間以降低成本，當(dāng)然，一些填料也賦予材料一些特殊的性能，如阻燃、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、剛性等。
填料的主要指標(biāo)為：白度、粒徑、顆粒形狀和顆粒表面活性。填料的主要品種有：
(1)碳酸鹽類 主要為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣和活性碳酸鈣。一般在PVC塑料型材使用的是活性輕質(zhì)碳酸鈣，粒徑為300目～700目。
(2)炭黑 如天然氣槽黑、混氣槽黑、高耐磨爐黑、熱裂法炭黑、乙炔炭黑等。主要作橡膠的補(bǔ)強(qiáng)用，有些品種亦作填充劑，如用于導(dǎo)電和防靜電高分子材料制品中。
(3)硫酸鹽類 有硫酸鋇、硫酸鈣、鋅鋇白(立德粉)等，主要作填充劑，也有著色作用，硫酸鋇可減少X光透過度。
(4)金屬氧化物 如氧化鋁、氧化鐵、氧化錳、氧化鋅、氧化銻、氧化鎂、氧化鐵、磁粉等，作填充劑和著色劑。
(5)金屬粉 如鋁、青銅、鋅、銅、鉛等粉末，作裝飾用。也可改善導(dǎo)熱性。在塑料型材生產(chǎn)中有時(shí)用銅粉、鋁粉生產(chǎn)仿鋁窗的型材。
(6)含硅化合物 陶土中最常使用的為高嶺土，作填充劑。硬質(zhì)陶土有補(bǔ)強(qiáng)作用?；圩魈畛鋭?， (7)纖維類 如玻璃纖維、硼纖維、碳纖維等，作增強(qiáng)劑。
2. PVC型材的配方的設(shè)計(jì)
2.1．PVC塑料型材配方設(shè)計(jì)原則
⑴.樹脂應(yīng)選擇PVC-SG5樹脂或PVC-SG4樹脂，也就是聚合度在1200～1000的聚氯乙烯樹脂。
⑵.必須加入熱穩(wěn)定體系，熱穩(wěn)定體系可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際要求選擇不同體系的熱穩(wěn)定體系，并注意熱穩(wěn)定劑之間的協(xié)同效應(yīng)和對(duì)抗效應(yīng)。不同熱穩(wěn)定體系的特點(diǎn)如下所述：
衛(wèi)生性：稀土穩(wěn)定劑＝有機(jī)錫穩(wěn)定劑＞復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑＞鉛鹽穩(wěn)定劑
焊角強(qiáng)度：有機(jī)錫穩(wěn)定劑＝稀土穩(wěn)定劑＞鉛鹽穩(wěn)定劑＝復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑
操作性；復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑＝稀土穩(wěn)定劑＞鉛鹽穩(wěn)定劑＞有機(jī)錫穩(wěn)定劑
經(jīng)濟(jì)性：鉛鹽穩(wěn)定劑＞復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑＞稀土穩(wěn)定劑＞有機(jī)錫穩(wěn)定劑
注：衛(wèi)生性--指加工時(shí)毒性，污染。
焊角強(qiáng)度--指型材焊接強(qiáng)度。
操作性--指生產(chǎn)過程操作的難易程度。
經(jīng)濟(jì)性--指價(jià)格低
⑶.必須加入沖擊改性劑，可以選擇CPE和ACR沖擊改性劑。根據(jù)配方中其它組成以及擠出機(jī)塑化能力，加入量在8～１２份。CPE價(jià)格較低，來源廣泛；ACR耐老化能力、焊角強(qiáng)度高。
⑷.適量加入潤(rùn)滑系統(tǒng)，潤(rùn)滑系統(tǒng)可以降低加工機(jī)械負(fù)荷，使產(chǎn)品光滑，但過量會(huì)造成焊角強(qiáng)度下降。
⑸.加入加工改性劑可以提高塑化質(zhì)量，改善制品外觀。一般加入ACR加工改性劑，加入量1～2份。
⑹.加入填料可以降低成本，增加型材的剛性但對(duì)低溫沖擊強(qiáng)度影響較大，應(yīng)選擇細(xì)度較高的活性輕質(zhì)碳酸鈣加入，加入量在5～15份。
⑺.必須加入一定量的鈦白以起到屏蔽紫外線的作用，鈦白應(yīng)選擇金紅石型，加入量在4～6份。必要時(shí)可以加入紫外線吸收劑UV-531、UV327等以增加型材的耐老化能力。
⑻.適量加入蘭色和熒光增白劑，可以明顯改善型材的色澤。
⑼.在設(shè)計(jì)配方中應(yīng)盡量簡(jiǎn)化，盡量不加入液體助劑，并且根據(jù)混合工序要求（見混合問題）分批按加料順序把配方分為Ⅰ號(hào)料、Ⅱ號(hào)料、Ⅲ號(hào)料分別包裝。
2.2.各類配方實(shí)例及特點(diǎn)有哪些？
從使用的熱穩(wěn)定劑分類：
⑴.有機(jī)錫穩(wěn)定劑配方
PVCSG-5 100份
硫醇錫（京錫8113） 2-3份
硬脂酸鈣 1-2份
ACR401 1～2份
CPE（35%） 8～10份
活性輕鈣 6～8份
鈦白（金紅石型） 4～6份
PE蠟 0.5～1份
該配方特點(diǎn)：無毒，粉塵污染小，型材焊接強(qiáng)度高。缺點(diǎn)：價(jià)格高，生產(chǎn)時(shí)有味，不能與使用鉛鹽穩(wěn)定劑的PVC物料混合使用。
⑵.稀土穩(wěn)定劑配方
PVC-SG5 100份
稀土復(fù)合穩(wěn)定劑 4～6份
ACR401 1～2份
CPE（35%） 8～10份
活性輕鈣 6～8份
鈦白（金紅石型） 4～6份
PE蠟 0.2～0.5份
該配方特點(diǎn)：無毒，型材焊接強(qiáng)度較高。缺點(diǎn)：價(jià)格較高。
⑶.復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑配方
PVC（K66-68） 100 份
復(fù)合鉛SMS50011FP 5 份
Baerorapid 10F 1 份
Baerodur EST-3 8 份
活性輕鈣 5 份
鈦白（金紅石型） 5 份
PVC-SG5 100 份
復(fù)合鉛（HJ-301） 5 份
硬脂酸 0.3 份
ACR401 2 份
CPE（35%） 10 份
活性輕鈣 6 份
鈦白（金紅石型） 4 份
該配方特點(diǎn)：生產(chǎn)中鉛污染小，加工流動(dòng)性好，操作簡(jiǎn)便，價(jià)格適中。
⑷.鉛鹽穩(wěn)定劑配方
PVC-SG5 100 份
三鹽 3 份
二鹽 1.5 份
硬脂酸鈣 0.5 份
硬脂酸鋇 0.5 份
硬脂酸鉛 0.5 份
硬脂酸 0.5 份
ACR401 2 份
CPE（35%） 10 份
活性輕鈣 8 份
鈦白（金紅石型） 4 份
氧化PE蠟 0.3 份
石蠟 0.3 份
該配方特點(diǎn)：成本低，穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)：生產(chǎn)中鉛污染，配料操作麻煩。
從使用的沖擊改性劑有CPE和ACR兩種，以上列舉的均為CPE的配方，CPE我國(guó)有許多工廠生產(chǎn)，價(jià)格較低。而ACR沖擊改性劑在國(guó)外使用較多，特點(diǎn)是加工性能好，型材焊接性能好，耐老化好，價(jià)格比CPE稍高一些。下面列舉ACR沖擊改性劑的配方：
⑸.ACR沖擊改性劑配方
PVC（K65） 100 份
二鹽 3 份
硬脂酸鈣 0.5 份
硬脂酸鋇 0.5 份
硬脂酸鉛 0.5 份
硬脂酸 0.5 份
ACR K125P 0.8 份
ACR K175 0.5 份
ACRKM355P 6 份
活性輕鈣 6 份
鈦白（金紅石型） 4 份
PE蠟 0.2 份
以上列舉一些配方僅供參考，在確定自己企業(yè)生產(chǎn)配方時(shí)還要根據(jù)企業(yè)的設(shè)備能力，各種助劑的來源以及質(zhì)量穩(wěn)定情況和價(jià)格成本來確定。但一旦配方確定后，不要經(jīng)常改變配方，這樣對(duì)穩(wěn)定生產(chǎn)是十分不利的。因?yàn)榕浞降母淖兺斐晌锪系牧鲃?dòng)性能的變化，它直接影響模具和擠出工藝控制。
3．原料和各種助劑對(duì)塑料型材質(zhì)量的影響
3．1低溫沖擊強(qiáng)度的影響因素
PVC塑料門窗的異型材的低溫沖擊強(qiáng)度是異型材生產(chǎn)廠日常重要的檢驗(yàn)項(xiàng)目，也是塑料門窗質(zhì)量控制的重要指標(biāo)。影響PVC塑料門窗的異型材的低溫沖擊強(qiáng)度的因素很多，作為生產(chǎn)異型材廠來講應(yīng)從三個(gè)方面來分析解決型材低溫沖擊強(qiáng)度，一、原料和各種助劑質(zhì)量波動(dòng)造成低溫沖擊強(qiáng)度的下降；二、生產(chǎn)加工工藝控制的變化造成低溫沖擊強(qiáng)度的下降；三、生產(chǎn)配方的不合理造成低溫沖擊強(qiáng)度的下降。許多工廠往往把型材的低溫沖擊性能不好簡(jiǎn)單歸結(jié)到配方的問題，頻繁地調(diào)整配方，這不是解決問題的根本方法。因?yàn)楣S使用的配方是經(jīng)過篩選和一段生產(chǎn)的檢驗(yàn)已認(rèn)為是合格的，而配方的調(diào)整往往會(huì)造成生產(chǎn)工藝的變化，有的還會(huì)造成物料在模具中流動(dòng)的變化，會(huì)給生產(chǎn)帶來一系列的變化。正確的方法是首先排除PVC樹脂和所使用的各種助劑的質(zhì)量變化對(duì)PVC異型材低溫沖擊性能的影響。其次應(yīng)從生產(chǎn)工藝控制、生產(chǎn)環(huán)境、最后從模具結(jié)構(gòu)和配方來尋找造成低溫沖擊性能下降的因素。
3．1.1PVC樹脂對(duì)型材的低溫沖擊的影響
PVC的主要檢驗(yàn)指標(biāo)是①.外觀；②.粘數(shù)（或K值及聚合度）的測(cè)定；③.表觀密度； ④.增塑劑吸收量的測(cè)定；⑤.揮發(fā)物（包括水）含量的測(cè)定；⑥.篩余量的測(cè)定；⑦.“魚眼”數(shù)的測(cè)定；⑧.水萃取液電導(dǎo)率的測(cè)定；⑨.雜質(zhì)粒子數(shù)測(cè)定；⑩.殘留氯乙烯含量的測(cè)定及白度的測(cè)定。主要指標(biāo)見問題6.2所述。
PVC樹脂影響塑料異型材低溫沖擊強(qiáng)度的主要因素是粘數(shù)（或K值及聚合度）、揮發(fā)物（包括水）含量、雜質(zhì)粒子數(shù)。我們一般采用檢測(cè)PVC樹脂在稀溶劑中的粘度（GB3401聚氯乙烯樹脂稀溶液粘數(shù)的測(cè)定）來考察PVC樹脂的聚合度。PVC樹脂按聚合度大小劃分成1～8型樹脂，聚合度大的樹脂平均分子量大，其強(qiáng)度也大，但加工困難，適合加入增塑劑生產(chǎn)軟制品。而聚合度小的，樹脂的分子量也小，其強(qiáng)度也小，加工時(shí)流動(dòng)性好，適合加工生產(chǎn)硬制品。我們加工PVC異型材通常使用PVC-SG4、PVC-SG5樹脂，也就是聚合度為1000～1250的樹脂。聚合度過小PVC的分子鏈短，影響所生產(chǎn)的型材的抗沖擊強(qiáng)度。PVC樹脂的聚合度大小也直接影響了正常加工生產(chǎn)的進(jìn)行，同時(shí)也對(duì)最終制品的物理力學(xué)性能如拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度產(chǎn)生影響。有人做過實(shí)驗(yàn)，用不同廠家生產(chǎn)的同一種牌號(hào)，同一級(jí)別的PVC樹脂制造PVC型材然后加工塑料門窗，其加工工藝相同，型材的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和焊接門窗的焊角強(qiáng)度都有不同的差別。
PVC樹脂的揮發(fā)物含量應(yīng)小于0.5%，雜質(zhì)和揮發(fā)物含量增加往往造成型材質(zhì)量下降，反映在所生產(chǎn)的型材的截面上出現(xiàn)泡孔和在表面出現(xiàn)麻點(diǎn)，這些泡孔和麻點(diǎn)往往是受沖擊時(shí)的應(yīng)力集中點(diǎn)。有時(shí)因儲(chǔ)藏或運(yùn)輸中淋雨受潮導(dǎo)致PVC樹脂的含水量過大，這會(huì)給物料的高速、高溫混合帶來麻煩，同時(shí)也對(duì)型材的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，尤其反映在型材的抗沖擊能力上。揮發(fā)物（包括水）含量的測(cè)定并不復(fù)雜，各廠應(yīng)建立起入庫檢查揮發(fā)物含量的制度，可以有效的防止質(zhì)量的波動(dòng)。
3.1．2各種助劑對(duì)型材的低溫沖擊的影響
PVC樹脂在加工中需要加入各種助劑，包括熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、加工改性劑、沖擊改性劑、填充劑、耐老化劑等。各種助劑的質(zhì)量都影響型材的質(zhì)量，其中使用量較大的熱穩(wěn)定劑（3～6份）、沖擊改性劑（6～10份）、填充劑（5～15份）對(duì)型材的質(zhì)量影響大，但也不能完全排除用量小的助劑的質(zhì)量，例如：潤(rùn)滑劑，潤(rùn)滑劑使用過量會(huì)造成物料通過機(jī)頭模具分流梭后，匯合困難產(chǎn)生合模縫，嚴(yán)重影響型材的強(qiáng)度，潤(rùn)滑劑過量同時(shí)對(duì)焊角強(qiáng)度影響很大。加工改性劑則影響物料的塑化均勻程度，影響物料的成型能力也不容忽視。
熱穩(wěn)定劑質(zhì)量的主要指標(biāo)是有效成分的含量，如使用復(fù)合鉛鹽，鉛的含量和有效成分的含量則是一個(gè)重要的指標(biāo)，它直接影響PVC樹脂在加工中的穩(wěn)定性；水分和揮發(fā)物也是對(duì)正常生產(chǎn)造成一定的影響；復(fù)合鉛鹽中潤(rùn)滑劑的含量也對(duì)穩(wěn)定生產(chǎn)有影響，目前我國(guó)對(duì)復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑尚未有統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因此各廠的復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑差異較大應(yīng)認(rèn)真篩選使用。
大多數(shù)的型材生產(chǎn)廠都使用CPE作為沖擊改性劑，CPE是由聚乙烯氯化得到的，氯化的程度直接影響氯化聚乙烯的性質(zhì)，當(dāng)氯的含量達(dá)到30%～40%，聚乙烯轉(zhuǎn)化成為高彈體，是我們所需要的沖擊改性劑。當(dāng)氯的含量超過50%時(shí)，氯化的聚乙烯的性能則接近聚氯乙烯的性能。目前使用的沖擊改性劑是氯含量35%的產(chǎn)品，氯的含量過低或過高都影響改善沖擊性能的作用。此外，在生產(chǎn)氯化聚乙烯的生產(chǎn)過程中往往加入無機(jī)粉末作為氯化聚乙烯的成粒劑，這些無機(jī)粉末并不起沖擊改性的作用。顯然無機(jī)粉末的過量加入只能使生產(chǎn)氯化聚乙烯的成本降低，但嚴(yán)重影響了CPE的作為沖擊改性劑的作用。
PVC異型材配方中的填充劑一般都使用碳酸鈣，碳酸鈣的種類較多，輕質(zhì)碳酸鈣是人工合成的產(chǎn)品；重質(zhì)碳酸鈣則是用天然的礦石磨細(xì)加工成的；膠體碳酸鈣則是在合成輕質(zhì)碳酸鈣過程中用硬脂酸與碳酸鈣共沉淀產(chǎn)生的一種活性碳酸鈣。碳酸鈣的一個(gè)重要的指標(biāo)是碳酸鈣的細(xì)度，粉末越細(xì)其比表面積越大，與聚合物接觸面也越大；表面活化能大，容易自聚成團(tuán)，不宜分散在聚合物中。因此，超細(xì)的碳酸鈣都應(yīng)是經(jīng)表面活化的，與聚合物易分散的產(chǎn)品。目前在塑料異型材生產(chǎn)中普遍使用的碳酸鈣是活性輕質(zhì)碳酸鈣，細(xì)度在400目；超細(xì)的可達(dá)到800目。碳酸鈣在PVC塑料門窗異型材中主要的作用是降低成本，它對(duì)型材的剛度有一定的提高，但對(duì)低溫沖擊性能有較大的負(fù)面影響。碳酸鈣的細(xì)度、表面活化度、水分含量和白度是重要的質(zhì)量指標(biāo)。
總之，原材料的質(zhì)量變化往往是造成生產(chǎn)型材質(zhì)量波動(dòng)的首要因素，因此，建立進(jìn)廠原料的主要質(zhì)量控制指標(biāo)的檢測(cè)制度是十分必要的環(huán)節(jié)，它將不合格的原料擋在廠外，減少許多質(zhì)量問題的發(fā)生，使生產(chǎn)穩(wěn)定。
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