關于鈦白粉在塑料中的應用一.PVC塑料簡介

1.

概況：

PVC是五大熱塑性合成樹脂之一，產量僅次于PE，居第二位。PVC約占世界合成樹脂總消費量的30％。2003年PVC全球總產量能達到3500萬噸。總產量約為2800萬噸。PVC塑料是以PVC樹脂位基材，添加各種助劑的一類塑料，經過不同的成塑方法制成制品的泛稱。

第2頁,共20頁，星期六，2024年，5月PVC塑料按照成塑方法分為：壓延制品；注射制品；擠出制品；中空成型制品；吹塑制品按照制品硬度分類位：軟制品；半硬制品；硬制品按照產品形狀可分為：板；片；膜；棒；管；線；異型材等等產品的成型方法與產品的外觀形態均取決于產品的性質，用途及技術指標，第3頁,共20頁，星期六，2024年，5月附1：到2003年，國內PVC異型材生產廠有600多家，型材生產線4000多條，2003年產能達300萬噸，實現銷售量為150萬噸~，按國內PVC異型材通用配方計算年消耗金紅石TiO2約11萬噸~18萬噸（年產能計），即產品用途決定產品的生產工藝和技術。第4頁,共20頁，星期六，2024年，5月2．國內狀況

2003年我國年用PVC樹脂560萬T~年產量360萬噸。氯堿行業已規劃投入建設的新生產線約超過100萬T。PVC塑料制品中70%上為硬制品，其中以PVC型塑料管材、管件等化學建材為主導產品，另外是PVC片材、薄膜、共混材料等工、農、民用途產品等等。（下接附1）第5頁,共20頁，星期六，2024年，5月二、PVC塑料性質及組分（一）性質

1.PVC樹脂是非結晶型線性高分子聚合物，具有與低分子物明顯不同的表征：受熱后形態變化為玻動態→高彈態→粘流態這一形態變化反復進行，而大分子中無本質的變化，所以是熱塑性塑料。同時，這種形態變化決定了PVC塑料的成型加工特性。2.

PVC是熱敏性高聚物，對溫升反應敏感，當受熱到130℃~時開始分解放出HCL，隨著溫度升高，放出HCL加劇，分子斷鏈，至完全碳化。

3.

PVC樹脂的熔融溫度高于其分解溫度，這給成型加工帶來困難。為使成型加工順利進行，必須要抑制其分解，這就是PVC樹脂在成型加工中必須加入穩定劑的原因。由于PVC樹脂熔融后呈硬脆性之物態；所以在軟PVC制品中必須加入增塑劑使其變得柔軟。當需要硬PVC制品硬且韌時，則需加入增強劑或稱沖擊改性劑改善其本身的脆性。綜上所述知：PVC塑料是熱塑性朔料，是熱敏性塑料，是多組分塑料

第6頁,共20頁，星期六，2024年，5月（一）

組分

PVC分子本身為硬脆性，但可以制成柔軟、半硬或硬而韌的制品，PVC樹脂是白色粉末，熔融后為呈一定黃色指數的透明物質，通過配方設計加入不同品種添加劑制成或無色透明或五彩繽紛或潔白如玉的各種制品——這完全取決于PVC與不同品種、規格、數量的助劑的配伍，這就是PVC助劑的功能。

PVC塑料的助劑按作用分為穩定劑（熱穩定劑、光穩定劑）、增塑劑、增強劑、加工改良劑、潤滑劑、著色劑、填充劑、阻燃劑、抗靜電劑……第7頁,共20頁，星期六，2024年，5月三．TiO2在PVC塑料中的應用

TiO2在PVC塑料中的應用目的是作為白色顏料和光屏蔽劑金紅石型TiO2的化學性質極穩定，常溫下幾乎不與其它元素和化合物作用，也不溶于水、稀酸和弱無機酸，更由于其具有白色顏料中最高的折射率、最大比表面積以及最低的密度，這些性質符合作為PVC塑料白色顏料的基本要求。作為PVC塑料的光屏蔽劑，主要是用于戶外制品如用作PVC門窗的硬PVC異型材，建筑用灌水管，管件，廣告燈箱用的白色PVC板片等等。第8頁,共20頁，星期六，2024年，5月

在這些PVC塑料制品中以白色為多數，所用白色顏料均為金紅石型TiO2，國外在這些制品比如門窗用異型材中加入8－10phrTiO2，使TiO2能夠有效地抵御紫外線PVC基材的破壞，PVC商品壽命已達40余年且還在繼續正常使用，國內門窗塑料為成本價格所限，一般TiO2加入量僅為3－6份，由于TiO2在PVC塑料中的“濃度”小，不能有效地屏蔽紫外線，使PVC基材的耐候性差，使用壽命大大縮短，更有不自律企業用銳鈦型TiO2生產門窗型材，這種型材制成門窗安裝？建筑洞口上，即使在北京地區，用不了1－2年，使用功能就會喪失殆盡。金紅石型TiO2在PVC塑料中的應用，除要求TiO2具有良好的光學性質，適中的粒徑外，分散性亦是重要的技術指標，——當然這些性質？涂料，造紙，纖維等產品對TiO2的總要求卻是相適的。對硬PVC塑料用TiO2，以戶外用硬PVC門窗異型材所用金紅石型TiO2為例，還要考慮TiO2對加工性能，熱性能，耐候性等的影響。第9頁,共20頁，星期六，2024年，5月1.TiO2對PVC塑料加工性能的影響

因為TiO2生產時的工藝條件，包覆物品種用量不同，所以TiO2原生粒子的粒徑及其分布亦不盡相同，同時也決定了TiO2的著色力，色相，遮蓋力，分散性的差異，更重要的是這種差異還會影響到PVC塑料的成型過程，特別是擠出硬PVC型材的工藝過程，由于TiO2的包覆不同，是不同牌號的Ti在擠出成型時影響到擠出時的主機電流，機頭壓力等重要工藝參數的變化，進而影響產品的外形尺寸與內在質量。情況如下列所示：

第10頁,共20頁，星期六，2024年，5月⑴PVC異型材配方：

PVCSG-5

100

備注

有機SN穩定劑硫醇SN1.0CaSt2工業品

0.8增強劑丙烯酸酯型7.0

加工改良劑

201

1.5滑劑總量1.6CaCO3輕質

8.0TiO2各號金紅石型

5.0A,B,C均為進口不同牌號TiO2第11頁,共20頁，星期六，2024年，5月⑵擠出工藝參數：以A,B,C三種不同的物料作為下述配方編號

C1-4ADD1-5180-182178190

螺桿溫度100

主機轉數R/min

主機電流A機頭壓力M/Pa備注

A基本元>1℃的變化

11716.153.630.5B基本元>1℃的變化

11716.153.931.0C基本元>1℃的變化

11816.151.529.5第12頁,共20頁，星期六，2024年，5月

在擠出成型過程中，造成主機電流波動的原因是物料熔融塑化后的粘度的變化及加料量的脈動等；當加料的供料器轉動平穩給料均勻時，主機電流的變化基本是物料狀態引起的。在配方不變只變換了TiO2的品牌時，主機電流的變化無疑是由于TiO2引起的，這三種進口的TiO2是國外三個廠家生產的，據其產品說明介紹，這三種TiO2均有有機物包覆，但包覆物種類不同，TiO2粒徑也不同。在PVC混合料熔融過程中的表現行為不盡相同，所以表現出來的直接后果就是擠出時的主機電源和機頭壓力的變化。第13頁,共20頁，星期六，2024年，5月2.TiO2對PVC塑料物理力學性能的影響

⑴對焊接強度的影響85推拉柜（三位焊機同一工位焊角測試平均結果）

A．7541NB．7056NC．5694N

說明：取上述ABC三種TiO2的塑料，分別制成規格一致的焊角各5個，在本廠測試后取其算術平均值如左。

第14頁,共20頁，星期六，2024年，5月⑵對物理力學性能的影響。將其中的BC配方之型材送國家化學建材測試中心測試，結果如下，（按GB/T8814-1998測試）測試項目技術指標實測結果

BC1.洛氏硬度（R標尺）≥8598.698.22.拉伸屈服強度MPa≥37.042.642.13.拉伸斷裂伸長率%≥1001391334.彎曲彈性模量MPa≥1960241023455.簡支梁缺口沖擊強度KJ/(23±2)≥4065.567.2(-10±1)≥1577.583.56.維卡軟化點≥8390.489.6第15頁,共20頁，星期六，2024年，5月7.氧指數%≥3845.545.08.低溫落錘沖擊（10次）破壞≤10/100/109.加熱后的狀態無氣泡，裂痕，麻點無無10.加熱后尺寸變化率%±2.5-2.0-2.111.高低溫反復尺寸變化率±0.20.110.1012.焊角強度N≥300080265393

從上表可知：不同的Ti在同一配方體系，同一擠出生產線上擠出成型的硬PVC異型材的物理力學性能的差異。C配方的測試結果除5，比B高，8，9，二者相同外，其余均比B配方測試結果低，特別是焊角強度低2633N。即，C配方焊角強度是B配方的67.2%。這個差距表明：如果用C種Ti生產異型材需對生產配方作較大的調整。第16頁,共20頁，星期六，2024年，5月4.對初期著色的影響不同生產單位，不同生產工藝的TiO2,在硬pvc型材成塑過程中表現了明顯不同的顏色色相。由于一般硬pvc塑料廠不具備TiO2,粒徑以及其分布的檢測手段，對不同廠家的TiO2,“----”pvc—塑料的色相，一般是用pvc塑料的生產的配方在實驗室成塑試樣去比較祥定（如實驗報告---）。根據試樣顏色調整配方直至型材顏色符合標準要求。第17頁,共20頁，星期六，2024年，5月四.pvc塑料----評價TiO2,的方法1.

測試項目⑴熱老化性能：不同生產方法生產TiO2,