秦皇岛开发区奥格塑料型材厂 高永萍 塑料门窗是继木窗，钢窗，铝合金门窗之后的第四代门窗，由于塑钢门窗具有优良的隔热、保温、密封、隔声、耐腐蚀等性能，被人们普遍认同，呈现了迅猛的发展势头。到一九九九年底统计全国已有型材挤出生产线2300多条，生产能力达到80万吨，门窗生产线3300多条，生产能力达6000万平方米。随着人们生活水平的提高，国家住房制度的改革，人们对塑料门窗用塑料异型材的质量要求也愈来愈高，如何生产出优质的塑料异型材是我们每个技术人员研究的课题。 由于加工异型材用的UPVC树脂是硬性材料，抗冲强度低，一般仅为3~5KJ/m2，在紫外线照射下易老化变脆，因此，必须对UPVC抗冲击性能加以改进。目前加工异型材使用最多的为CPE和ACR类抗冲改性剂，在德国、奥地利等发达国家多采用ACR类抗冲改性剂，我国目前多采用CPE抗冲改性剂。 下面介绍这两种抗冲改性剂制作的异型材性能比较。 1、CPE抗冲击改性剂 CPE是由高密度聚乙烯（HDPE）以氯化制得的无规则氯化物。HDPE结晶聚合物，随着氯的取代破坏了它的结晶性而使它变软，玻璃化温度降低。PVC与ca3358CPE共混时的相容性，取决于CPE氯含量多少和氯原子在PE骨架上的分布（以残余结晶度表示）氯含量25%以下CPE与PVC相容不好，氯含量25~40%的CPE与PVC半相容，其改性的PVC制品的冲击强度相应提高，但加工流动性差；氯含量为30~36%的CPE，其结晶度和玻璃化温度较低，具有良好的弹性及与CPE相容性，因此，通常选用Cl含量为35~36%的CPE作为PVC型材抗冲击改性剂。CPE改性的增韧作用是CPE在PVC材料中形成网络，许多试验证明CPE加工范围很窄，加工条件对其增韧效果影响明显。下面是塑炼温度对抗冲强度的影响图就说明了这点。 由于CPE改性效率低，加工范围狭窄，生产中常不稳定；制品表面光泽低；离膜膨胀及热缩率较高，因而更优质的ACR类抗冲击改性剂会取代CPE。
2、固态高频ACR类抗冲改性剂
ACR类改性剂是丙烯酸酯类共聚物，它最早是由美国的Rohm and Haas公司研制的，是一种以交联的丙烯酸酯橡胶弹性体为核，核外是甲基丙烯酸甲脂----丙烯酸乙酯共聚物组成，ACR改性剂可在室温和低温下大大提高硬PVC的冲击性能。ACR与PVC的相容性很好，ACR的壳层与PVC结合弹性核起着应力集中作用，它吸收冲击能并转移到周围的PVC树脂，从而达 到抗裂纹扩展的效果。ACR类抗冲改性剂容易加工，加工范围宽，减少加工粘度，由于加工性好从而可以减少机筒和螺杆磨损，并使制品有优秀的光洁度，优秀的热稳定性。下面是加工温度对PVC/ACR抗冲击强度的影响曲线，说明其加工范围很宽。
下面是CPE配方与ACR类抗冲改性剂配方实验结果比较。
设备采用德国KRAUSSMAFFEI KMD60挤出机，奥地利Greiner公司产模具。试验结果均由国家化学检测中心测试。
表1 采用美国罗门哈斯公司生产的KM355ACR类抗冲改性剂配方和CPE配方比较
以58框为例 项 目 | 指 标 | 单 位 | 手动注油器测试结果 | KM355 6份 （加工助剂1份） | CPE10份 （加工助剂2份） | 热收缩率 落球冲击 焊角强度 缺口冲击强度 23℃ -10℃ 拉伸断裂强度 断裂伸长率 弯曲弹性模量 维卡软化点 洛氏硬度 | ≤2.5 1/10(-10℃) ≥3000 ≥12.7 ≥4.9 ≥36.8 ≥100 ≥1961 ≥83 ≥85 | % 破裂个数 N KJ/m2 MPA % Mpa ℃ HRR | 1.22 0 7740 29.35 12.24 41.8 143 2447.2 91.2 103 pst168 | 1.6 1 4540 15.2 9.54 42.8 75 2091.6 90.5 103 | | | | | |
表2 采用美国阿托化学公司生产的D200 ACR类抗冲改性剂与CPE配方性能比较
以50框料为例 | 项 目 | 指 标 | 单 位 | 测试结果 | 10份CPE （加工助剂2份） | D200 7份 （加工助剂1份） | 模 塑 料 | 硬度线路板制作HRR 拉伸断裂伸长率 拉伸强度 弯曲弹性模量 美光隐形眼镜简支梁缺口 冲击强度 维卡软化点 | 不小于85 不小于100 不小于36.8 不小于1961 不小于12.7(23℃) 4.9(-10℃) 不小于83 | % Mpa Mpa KJ/m2 KJ/m2 ℃ | 106 113 42.2 2260 17 6.5 87.9 | 107 125 42.2 2280 20.4 5.8 89 | 50 框 | 加热尺寸变化率 高低温度反复 尺寸变化率 低温落锤冲击 | 不大于2.5 不大于0.2 不大于1（10℃） | % % 破裂个数 | 1.4（收缩） 0.1（收缩） 1/10（-20℃） | 1.2（收缩） 0.09（收缩） 0/10（-20℃） | | | | | | |
从以上两试验结果我们看出，无论是KM355还是D200 ACR类抗冲改性剂有以下优点，有杰出的低温冲击性能，其加工范围宽，离模膨胀热收缩率低，不易变形，制品的刚度好，维卡软化点高，还可以改善熔融，比CPE配方少用加工助剂，就能达到同样的塑化效果。
CPE加工条件苛刻，难加工，需要较多的加工助剂及润滑剂，光洁度差，易热变形，离模膨胀高。ACR类抗冲改性剂由于价格比CPE高所以在我国目前还没有大量采用，我想随着人民生活水平的提高，CPE将逐渐被ACR类抗冲改性剂取代，随着ACR类抗冲改性剂的使用，我们国家的型材质量将越来越好。 | 
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