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发布时间:2020-07-20 21:35:54

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作者:王文广、严一丰 主编

出版社:化学工业出版社

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塑料配方大全

塑料配方大全试读:

编写人员名单

主编 王文广 严一丰

副主编 田雁晨 肖望东

编写人员 王文广 严一丰 田雁晨 肖望东王晓铁 孙立清 张军 王诗画 张向南 韩军 贾莉 林基义 吴少云

第二版前言

《塑料配方大全》第一版自2002年出版以来,受到读者极大的欢迎,累计印数高达2万余册。

六年来,我国的塑料配方领域发生了翻天覆地的变化,有很多新的配方急需介绍给读者,用以指导科研和生产。为此应广大读者要求,出版《塑料配方大全》第二版。《塑料配方大全》第二版与第一版相比,显著的变化如下。

内容上——在改性部分增加了无卤阻燃配方、刚性增韧配方、纳米塑料配方、导热配方、成核配方、接枝配方、PTC材料配方和热塑性弹性体配方等。在制品部分增加了废塑料配方和塑木配方两部分。

环保性——绝大部分配方符合欧盟的RoHS标准,只有少部分其他配方仅供对比参考。

结构上——每个配方除组成外,还尽量包括成型加工方法、工艺条件和相关性能,以让读者全面掌握此配方。

需要读者注意的是,书中很多配方参考于科研论文,距离实际生产会有一定差距,且配方中百分数主要为质量百分数,读者在实际生产时切记要先试验、后生产。

对于书中的疑问和后续开发试验,可通过邮箱wwg1962@126.com联系作者。王文广二〇〇八年八月

第一版前言

本书为《塑料配方设计》的姊妹篇。自《塑料配方设计》一书于1998年出版以来,虽多次印刷,仍满足不了广大读者的需求。很多读者与作者联系,要求再奉献一本专门介绍具体塑料配方实例的图书。为此,我们将多年的科研工作经验进行了总结,并参考了同行的丰硕成果,在此基础上编写了这本《塑料配方大全》。

本书作者均为大专院校学术带头人和生产第一线高级工程师,书中所搜集的配方一部分来自最新研究成果,一部分为经典应用范例,实用性较强。

需要提醒读者注意的是书中所列部分配方为专利和最新成果,因保密原因对这些配方做了保留,读者需稍加完善才可用于生产。另外,有很多配方采自参考文献,作者没有一一验证其可靠性,希望读者在使用前最好经小批量试验后,再成批量生产。

由于编写时间紧,书中可能存在各种不足之处,希望读者及时指出。同时若读者发现有本书尚未包括的配方,并推荐给我们以待再版时收录,作者将不胜感激,并代广大读者致谢。作者二〇〇二年春于沈阳

第一章 塑料填充配方

欧盟的RoHS标准在2006年7月1日正式实行了,其标准规定电子-6产品用塑料的镉含量小于100×10(0.1mg/kg,0.01%),铅、汞、-6六价铬、八溴二苯醚、五溴二苯醚的含量小于1000×10(1mg/kg,0.1%)。这就要求塑料原料和所用助剂都要符合环保要求。对填充剂而言,具体要求为所加无机填料要注意重金属超标问题,具体如碳酸钙、滑石粉、云母粉、硅灰石、硫酸钡、高岭土、炭黑、玻璃微珠、石墨及二硫化钼等,尤其要注意的是铅和镉的超标问题。

第一节 聚乙烯填充配方

[1]1.纳米碳酸钙填充POE(质量份)

POE 100

纳米碳酸钙(30~50nm)3

相关性能 拉伸强度15.1~18.93MPa,断裂伸长率800%~876%,邵氏硬度75~79,撕裂强度36~41N/mm。[2]2.超细碳酸钙填充HDPE2

相关性能 冲击强度12.3kJ/m,维卡软化点126℃,拉伸强度25.3MPa,伸长率40%。与ABS接近,但价格低,可代替ABS。3.碳酸钙填充LDPE(质量份)4.碳酸钙填充LLDPE(质量份)5.滑石粉填充LDPE配方(质量份)6.滑石粉填充LDPE/LLDPE配方(质量份)[3]7.云母填充HDPE(质量份)

HDPE(6366M)100

云母(16μm,硅烷表面处理)变量

加工条件 用双螺杆挤出机,在料筒温度160~190℃、螺杆转速50r/min条件下造粒。

相关性能见表1-1。表1-1 不同云母含量时HDPE/云母复合材料的性能[4]8.空心玻璃微珠填充LLDPE(质量份)

LLDPE 100

空心玻璃微珠(未表面处理、5000目)变量

相关性能见表1-2。表1-2 不同空心玻璃微珠含量LLDPE的性能[5]9.玻璃微珠填充HDPE(质量份)

HDPE(6000S)100

空心玻璃微珠(5000目、EB251表面处理)变量

加工条件 先将空心玻璃微珠在100℃温度下干燥12h,用偶联剂进行表面处理后,再干燥24h。处理过的空心玻璃微珠与HDPE混合均匀,在双辊塑炼机上于160℃温度下塑炼,最后压制成样条。

相关性能见表1-3。表1-3 不同含量表面处理空心玻璃微珠填充HDPE的性能[6]10.纳米凹凸棒石(ATP)/PE增强复合材料(质量份)

相关性能 拉伸强度7.5MPa(纯PE为6.3),缺口冲击强度200J/m,熔体流动指数1.69g/10min(纯PE为2.75g/10min)。[7]11.凹凸棒石(AT)填充POE(质量份)

相关性能见表1-4。表1-4 不同凹凸棒石含量PP的性能[8]12.凹凸棒黏土增强LDPE

LDPE(2102TN26)97%

凹凸棒黏土 3%

加工条件 先将凹凸棒黏土在甲苯溶液中超声波分散2h;然后加入水解后的硅烷偶联剂KH-570中,加热回流1h;在50℃温度下干燥处理后,与LDPE混合均匀,于130℃温度下在双辊塑炼机上塑化10min,最后在160℃温度下模压样品。

相关性能 拉伸强度7.6MPa,比纯LDPE增加20%,冲击强度26.7kJ/m。[9]13.EVA悬浮填料配方(质量份)

加工条件 料筒温度/℃:135、145、155、165、175;口模温度/℃:185。相关性能 密度0.85g/mL,孔隙率60%。[10]14.木质素填充PE复合薄膜(质量份)

LDPE 100

木质素 变量

相关性能见表1-5。表1-5 不同木质素含量LDPE薄膜的性能注:如40%的木质素用钛酸丁酯进行表面处理,其性能有所提高,拉伸强度可达到12.3MPa,断裂伸长率为78%。[11]15.LDPE/废纸填充复合材料(质量份)

加工条件 先将PE用开炼机熔融,加入发泡剂和三碱式硫酸铅,最后加交联剂混炼。混炼物用单螺杆挤出机造粒。

相关性能 相对密度0.206,邵氏硬度(A)1.3,拉伸强度60.4MPa,断裂伸长率54.1%。第二节 聚丙烯填充配方[12]1.PP-g-MAH增容PP/CaCO填充PP(质量份)32

相关性能 缺口冲击强度10kJ/m,比纯PP提高1倍多,拉伸强度32.5MPa,弯曲强度46MPa。[13]2.超细CaCO填充PP3

PP 80%

超细CaCO(0.1μm)20%32

相关性能 缺口冲击强度53.4kJ/m,无缺口冲击强度不断,弯曲3强度31.6MPa,弯曲模量1.55×10MPa,断裂伸长率150%,球压痕硬度61MPa,收缩率1.36%。[14]3.接枝聚乙烯蜡增容PP/滑石粉复合材料

相关性能 悬臂梁冲击强度19.5J/m(不加接枝PP为12.4J/m,加接枝PP为16.4J/m)。[15]4.超细滑石粉增强PP(质量份)

PP(T30S)100

超细滑石粉(1%硅烷偶联剂处理)变量

加工条件 滑石粉在高速混合机中于1000r/min和90℃温度下搅拌30min后,加入稀释过的硅烷偶联剂A-151再搅拌30min;与PP混合均匀后,在双螺杆挤出机中熔融塑化造粒。

相关性能具体见表1-6和表1-7。表1-6 不同粒度15%超细滑石粉填充PP的性能表1-7 不同填充量超细滑石粉(1.19μm)对PP性能的影响[16]5.滑石粉填充聚丙烯(质量份)

加工条件 将聚丙烯、抗氧剂、辅助抗氧剂及经硅烷偶联剂处理的滑石粉经过高速混合,然后采用有组装剪切元件的双螺杆混炼挤出技术进行造粒,挤出工艺各段温度控制在170~220℃。

相关性能 拉伸屈服强度36.8MPa(纯PP33.7MPa),弯曲强度59.6MPa(纯PP49.7MPa),冲击强度39.6MPa(纯PP71.3MPa),球压痕硬度80.0MPa(纯PP63.6MPa),热变形温度(0.45MPa)132.5℃,耐热老化性(150℃)910.0h。

注:宜用于轿车摇窗机卷筒外壳及电器接插件外壳等。[17]6.滑石粉/CaCO复合填充PP(质量份)3注:填料为500目,经偶联处理。

相关性能 拉伸强度38.8MPa,断裂伸长率20%,冲击强度45kJ/2m。[18]7.云母填充PP

PP(F401)50%

云母(400目)50%

加工条件 云母在120℃下干燥10h。

相关性能 冲击强度为纯PP的70%,熔体流动指数0.5g/10min。[18]8.稀土偶联剂处理云母填充PP

PP(F401)50%

云母(400目、2.5%稀土偶联剂处理)50%

加工条件 云母在120℃下干燥10h后,在高速混合机内85℃温度下混合10min。

相关性能 冲击强度为纯PP的98%,熔体流动指数1.18g/10min。[19]9.玻璃微珠填充PP(质量份)

PP(共聚物8303)100

玻璃微珠(10μm、KH-550处理)102

相关性能 拉伸强度29MPa,冲击强度16.5kJ/m,流动性提高。[20]10.玻璃微珠改性PP(质量份)

PP(F401)100

玻璃微珠(5000目)变量

相关性能见表1-8。表1-8 不同玻璃微珠含量PP的性能

玻璃微珠的粒度对冲击强度影响大,但对拉伸强度、弯曲强度影响很小。[21]11.表面处理玻璃微珠填充PP(质量份)

加工条件 一步法:先用偶联剂处理玻璃微珠表面,与PP按比例混合均匀,用双螺杆挤出机熔融混合挤出;二步法:先用偶联剂处理玻璃微珠表面,与PP按比例混合均匀后先用双螺杆制造母料,再与PP混合造粒。

相关性能具体见表1-9。表1-9 不同玻璃微珠含量填充PP的性能注:从表中可以看出:1.拉伸强度、弯曲强度和流动性随玻璃微珠含量增大先升后降,在玻璃微珠含量10份时最高;2.冲击强度随玻璃微珠含量增大而一直下降,但幅度不大,二步法更慢;3.维卡软化点随玻璃微珠含量增大一直升高;4.二步法填充PP的性能好于一步法填充PP。[22]12.空心玻璃微珠填充PP(质量份)

PP(F1002)100

空心玻璃微珠(2.6μm、KH-550处理)变量

相关性能见表1-10。表1-10 不同空心玻璃微珠含量填充PP的性能[6]13.纳米凹凸棒石(ATP)/PP增强增韧复合材料(质量份)

相关性能 拉伸强度30.24MPa(纯PP为29.3MPa),缺口冲击强22度5.38kJ/m(纯PP为5.32kJ/m),弯曲强度51.26MPa(纯PP为51.26MPa),熔体流动指数2.94g/10min(纯PP为2.13g/10min)。[23]14.表面处理纳米凹凸棒石(ATP)/PP复合材料

相关性能 拉伸强度21.5MPa,冲击强度22J/m。[24]15.硬石膏增强增韧增刚改性PP(质量份)

PP(F401)100

硬石膏(1250目)变量

相关性能 冲击强度先升后降,在硬石膏含量10%时最大,达到226.5kJ/m(纯PP为4.5kJ/m);拉伸强度先升后降,在铝酸酯处理后含量10%时最大,达到37MPa(纯PP为31.5MPa);弯曲强度逐渐升高,在铝酸酯处理后硬石膏含量20%后升幅减缓,此时值为41.94MPa(纯PP为31MPa);弯曲模量逐渐升高,在铝酸酯处理后硬石膏含量20%时,达到1626MPa(纯PP为900MPa)。[25]16.甘蔗渣填充PP(质量份)

相关性能 拉伸强度30MPa,弯曲强度38MPa,简支梁冲击强度225.3kJ/m,悬臂梁冲击强度2.4kJ/m,吸水率0.14%,维卡软化点154℃。[26]17.硅灰石填充PP

PP 80%

硅灰石(粒径13.35μm、1.5%硬脂酸处理)20%2

相关性能 冲击强度19.18kJ/m,比纯PP提高18.8%;拉伸强度27.68MPa,比纯PP提高3.1%。[27]18.PP-g-MAH增容PP/煤酐石填充PP(质量份)2

相关性能 缺口冲击强度10.5kJ/m,比纯PP提高不多;拉伸强度24.1MPa。[28]19.镁盐晶须填充PP(质量份)

PP(045-2)100

镁盐晶须(钛酸酯TZ-201处理)变量

加工条件 镁盐晶须在105℃温度下干燥6h,然后用钛酸酯TZ-201进行表面处理,与PP混合均匀。加入双螺杆挤出机中,在温度180~200℃、螺杆转速为175r/min条件下熔融塑化造粒,注塑样条。

相关性能见表1-11。表1-11 不同镁盐晶须含量下PP的性能[29]20.花生壳粉填充PP复合材料

PP(T30S)70%

花生壳粉(150μm)30%

加工条件 花生壳粉先烘干10h,与PP在高速混合机中混合均匀,在双螺杆挤出机中于190~205℃温度下造粒。

相关性能 熔体流动指数0.30g/10min,拉伸强度28MPa,弯曲强度34MPa,洛氏硬度63,断裂伸长率7%,维卡软化点133℃,简支梁2冲击强度1.3kJ/m。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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