PVC密封膠黏度穩(wěn)定性影響因素的研究

高蒲+王剛鋒+高明明

摘要本文研究了聚氯乙稀密封膠黏度穩(wěn)定性的影響因素，主要探討了基料糊樹脂種類，摻混樹脂加入量，增塑劑的種類以及生產(chǎn)溫度，混合時(shí)間對(duì)其的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同性質(zhì)的糊樹脂及增塑劑對(duì)黏度穩(wěn)定性影響差異較大；生產(chǎn)溫度升高會(huì)使產(chǎn)品初始黏度升高且黏度變化大；延長混合時(shí)間有利于獲得更好的黏度穩(wěn)定性，但溫度過高時(shí)，混合時(shí)間延長會(huì)造成初始黏度升高。

關(guān)鍵詞聚氯乙烯密封膠；糊樹脂；增塑劑；溫度；混合時(shí)間

PVC密封膠是指以性能各異的聚氯乙烯糊樹脂為基料樹脂，與增塑劑，補(bǔ)強(qiáng)劑，增黏劑，穩(wěn)定劑等混合而制成的一種增塑糊體系。通過施工后的高溫烘烤定型，以起到密封焊縫，隔離氣味及水漬，防腐，減震的作用。如今，國內(nèi)汽車工業(yè)快速發(fā)展，各個(gè)汽車廠家對(duì)焊縫密封膠的需求量日益增大，而PVC密封膠因其價(jià)格較低，施工方便而受到越來越多的主機(jī)廠的認(rèn)可并得到了廣泛的應(yīng)用。通常，車用PVC焊縫密封膠通過高壓擠涂于車身縫隙中，再經(jīng)過140℃ 30min烘烤后自然冷卻成型。為滿足流水線生產(chǎn)作業(yè)需要，這就要求在施工中PVC密封膠擁有適宜的黏度以使其在管道輸送中有一定的流動(dòng)性，能通過膠槍順利涂敷在車身電泳漆板上，并保持出口膠條連貫不發(fā)生斷節(jié)現(xiàn)象。因此施工方面即要求PVC增塑糊體系必須具有良好的黏度穩(wěn)定性。本文從原料和生產(chǎn)工藝兩方面出發(fā)，重點(diǎn)探討了影響PVC密封膠儲(chǔ)存黏度穩(wěn)定性的因素。通過控制優(yōu)化，滿足了正常生產(chǎn)的需要。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要原材料

PVC糊樹脂：P440，P450，種子乳液法，上海氯堿化工股份有限公司；PSM-31，PSH-50，PSH-10，微懸浮法，沈陽化工股份有限公司；PB1302，PB1152，MSP-3法，安徽天辰化工股份有限公司；碳酸鈣，1200目，常州碳酸鈣廠。DINP，DOP，DBP，山東齊魯石化。朗盛Mosema11增塑劑，已二酸已二醇類聚酯增塑劑，鈣鋅熱穩(wěn)定劑等助劑均為市售。

1.2試樣的制備及測(cè)試

PVC增塑糊（密封膠）制備：依照一定的比例，將增塑劑加入混合器內(nèi)，隨后邊攪拌邊依次加入增黏劑，PVC糊樹脂，摻混樹脂，攪拌成糊后，再依次加入碳酸鈣，降黏劑，熱穩(wěn)定劑，攪拌完后研磨，抽真空熟化靜置待測(cè)。

PVC糊黏度測(cè)試NDJ-79黏度計(jì)，1號(hào)轉(zhuǎn)子，720轉(zhuǎn)/分下測(cè)量。初始黏度n表示剛制備好的PVC增塑糊在120min后測(cè)定的黏度，隨后跟蹤測(cè)量PVC增塑糊樣品在室溫下放置1d至數(shù)天后的黏度。PVC增塑糊黏度穩(wěn)定性用黏度變化量表示：△n=n。n，其中n表示第n天的黏度。

2結(jié)果與討論

2.1糊樹脂種類對(duì)PVC增塑糊黏度穩(wěn)定性的影響

PVC增塑糊的糊黏度及穩(wěn)定性很大程度上受基體樹脂初級(jí)離子的表面形態(tài)，崩解難易程度，顆粒的大小分布以及分子量大小影響。分別選用了微懸浮法，種子微懸浮法，種子乳液法生產(chǎn)的共7種樹脂，測(cè)試了樣品糊黏度變化情況，如圖1、圖2所示。

從圖1和圖2可見，7種樹脂初始黏度相比由低到高為PB1302，PSH-10，PB1152，PSM-31，P440，PSM50，P450。儲(chǔ)存21d后，采用微懸浮法生產(chǎn)的PSM-31黏度上升幅度最小，約上升500cp。而采用種子微懸浮法生產(chǎn)的PB1152上升幅度最大，約上升2 400cp，相同方法生產(chǎn)且分子量較大PB1302上升較PB1152低，約1800cp。采用種子乳液法生產(chǎn)的P440和分子量較小的P450黏度上升幅度分別為1100cp，1400cp。但同樣采用微懸浮法生產(chǎn)的PSH-50和PSH-10樹脂分子量約1 500～1 800，大于PSMV31樹脂的分子量，約1230～1430，理應(yīng)更難澎潤，有更好的黏度穩(wěn)定性，但實(shí)際穩(wěn)定性卻不如PSM-31，分別上升了1 300CP和900CP，可能由于樹脂顆粒表面所覆蓋的乳化劑不同，31牌號(hào)的乳化劑能更好地阻擋增塑劑分子的滲透難易，間接提高了自由增塑劑的含量，提高了黏度穩(wěn)定性。最終，21天的黏度穩(wěn)定性從大到小順序?yàn)镻Sbl31，PSHV10，P440，PSH-50，P450，PB1302，PB1152。因此，采用PSM-31樹脂有利于長時(shí)間儲(chǔ)存。

2.2增塑劑種類對(duì)PVC增塑糊黏度穩(wěn)定性的影響

增塑劑作為PVC密封膠成膜過程中的主要成份，能使PVC密封膠在烘烤定型后具有柔韌性。但不同的增塑劑，對(duì)PVC糊樹脂的滲透澎潤能力也不相同，即使得增塑糊體系黏度變化也有較大的差異。采用鄰苯二甲酸二丁酯（DBP），鄰苯二甲酸二異壬脂（DINP），朗盛MOSEMALL脂肪酸酯，己二酸己二醇類聚酯增塑劑共4種增塑劑，按相同配方制備樣品。研究隨著增塑劑種類不同對(duì)黏度穩(wěn)定性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

雖然DBP增塑糊初始黏度最低，為2 000cp，但是其黏度穩(wěn)定性最差，21d后黏度上升了3 400cp，至5 400cp。而隨著分子量加大，DINP，朗盛Mosem011，聚酯增塑劑的初始黏度雖然升高，但穩(wěn)定性越來越好。采用聚酯增塑劑的增塑糊21d后黏度上升約800cp，表現(xiàn)最優(yōu)，可能是因?yàn)殡S著分子量依次變大，增塑劑分子空間延伸性越大，空間位阻也越大。滲透進(jìn)PVC顆粒中的趨勢(shì)逐漸變小，使體系中自由增塑劑量保持的較好。

2.3分散料溫對(duì)黏度穩(wěn)定性的影響

PVC密封膠在生產(chǎn)過程中，由于混料時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，進(jìn)而使得料溫升高明顯。料溫過高會(huì)使得樹脂預(yù)凝膠現(xiàn)象加重，不利于黏度的穩(wěn)定，降低了產(chǎn)品質(zhì)量。研究了4個(gè)室溫溫度區(qū)間而引起的分散溫度變化時(shí)，對(duì)產(chǎn)品的黏度穩(wěn)定性的影響。表1顯示不同室溫溫度，分散60min所對(duì)應(yīng)物料溫度。圖4表示黏度隨料溫變化的黏度變化圖，圖例溫度表示為料溫。

由表1可見，在各個(gè)室溫變化區(qū)間內(nèi)，分散60min后，料溫比室溫高約10℃。且在料溫10℃～15℃產(chǎn)品初始黏度最低，由圖4可見，黏度隨儲(chǔ)存時(shí)間的增長，變化量最小，為250cp。隨著混合料溫增加，產(chǎn)品初始黏度逐漸升高，放置1天后黏度變化量也依次增大?；旌狭蠝?0℃～45℃，9d黏度變化量較大，為1 550cp。因此，當(dāng)分散溫度在10℃～15℃時(shí)，黏度變化量最小且穩(wěn)定性較好。

2.4分散時(shí)間對(duì)黏度穩(wěn)定性的影響

在室溫10℃下，改變分散時(shí)間，考察不同分散攪拌時(shí)間對(duì)產(chǎn)品黏度穩(wěn)定性的影響，圖例中溫度表示為室溫溫度，如圖5所示。

隨著分散攪拌時(shí)間的延長，初始黏度逐漸降低，由圖5可見，第二天黏度上升幅度越小，當(dāng)分散長達(dá)80min時(shí)，第二天黏度變化量最小。原因可能是由于各個(gè)原料顆粒在長時(shí)間剪切力的作用下充分崩解為更小的粒子，顆粒表面得到充分潤濕，減小了顆粒間的相互作用力，降低了因長時(shí)間放置時(shí)顆粒團(tuán)聚和對(duì)增塑劑的再吸收的趨勢(shì)。并且，顆粒間的空隙得到充分的填充，釋放出其中的增塑劑，增加了自由增塑劑的含量，降低的初始黏度。但是，夏季環(huán)境溫度升高，分散料溫在40℃～45℃，此時(shí)長時(shí)間攪拌會(huì)引起初始黏度升高，且會(huì)造成熟化黏度突變。如圖5所示，室溫30℃下，分散80min產(chǎn)品黏度放置前3天黏度升高幅度較同溫度下攪拌60min高，這不利于生產(chǎn)的有效控制。所以，應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度的不同，對(duì)分散工藝進(jìn)行調(diào)整以便得到性能均衡的產(chǎn)品。

3結(jié)論

1）采用微懸浮生產(chǎn)的PSM 31樹脂黏度上升最小，具有較好的黏度穩(wěn)定性。其次是PSH-10，P440，PSH50，P450。PB1302和PB1152黏度上升幅度最大，黏度穩(wěn)定性較差。

2）不同種類的增塑劑對(duì)黏度穩(wěn)定性影響不同。本實(shí)驗(yàn)中，采用大分子的聚酯增塑劑黏度穩(wěn)定性最好，而DBP黏度穩(wěn)定性最差。但是聚酯增塑劑因其本身黏度較高，造成整個(gè)PVC體系的黏度的升高，不利于施工操作。下一步實(shí)驗(yàn)可考慮與小分子增塑劑復(fù)配使用，提高黏度穩(wěn)定性并兼顧性能。

3）室溫溫度的升高會(huì)使PVC密封膠黏度穩(wěn)定性降低。試驗(yàn)中，產(chǎn)品分散料溫在10℃～15℃時(shí)，黏度穩(wěn)定型較好。

4）室溫溫度較低時(shí)，分散攪拌時(shí)間的增長有利于降低體系初始黏度，并提高黏度穩(wěn)定性。但是，在夏季高溫環(huán)境中，長時(shí)間攪拌會(huì)造成第二天黏度變化增大，將不利于生產(chǎn)控制，應(yīng)適當(dāng)控制攪拌時(shí)間及速度。endprint