PVC加工助剂-ACR的应用和有效的把产品卖给客户
PVC用ACR加工助剂的作用
and Technology , Qingdao 266042 ,China)
关键词 PVC 加工助剂 ACR
加工助剂对 PVC 熔融加工有很大影响 , 而对 其物理性能几乎没有影响 。PVC 的加工需要控制 PVC 的熔融状态和最终熔融流变性 。PVC 的加工 也包括与不同助剂的混合 , 如填料 、抗冲击改性剂 和颜料 。加工助剂能促进树脂融化 、改进树脂熔体 流变性和润滑性能 。
6 对表面质量的影响
36
塑料助剂
2004 年第 5 期 (总第 47 期)
在板材压延时产生表面缺陷是熔体断裂的结 果 。这个情况在门窗注射成型时有时出现 。熔体断 裂与共混料配方 、剪切力 、剪切速率和加工温度 有关 。当熔体的剪切应力超过材料的临界应力值 时 , 稳定的熔体流动被破坏 , 熔体发生断裂 。临 界剪切应力可以用毛细管流变仪来测定 。加工生 产速度受到这个临界剪切应力的限制 。通过改进 加工条件和重新设计离模条件 , 就可以获得更高 的剪切应力 。另一种方法就是用适合的加工助剂 来改变熔体熔融流变性 。通过改变加工条件和添 加加工助剂 , 可以在很宽的生产条件下生产 , 从 而增加产量 。
图 1 PVC 颗粒形成过程
加工助剂对 PVC 融化的影响 (见图 2) 可以采 用不同方式检测 , 最常用的测定仪器是哈克流变 仪和 Brabender 塑度仪 。
较低温度的第一个扭矩峰是粉料粉碎成次级 颗粒所需的扭矩 。第二个扭矩峰是树脂颗粒和次
ACR研究——精选推荐
ACR研究关于ACR加⼯助剂的介绍⼀、PVC加⼯助剂简介加⼯助剂在国外最早由美国罗门哈斯（Rohm & Hass）公司于1958年⾸先开发成功，同年推出第⼀个牌号K-120。
此后，国外许多公司开始纷纷涉⾜这⼀领域，开发出相类似的产品。
70年代之后，随着PVC制品的迅速增长，加⼯助剂得到了⼴泛应⽤。
⽬前，国外主要⽣产⼚家及相关产品有⽇本三菱（MITSUBSHI ROYAL）公司P系列、钟渊化学（KANEKA）PA系列、美国罗门哈斯（Rohm & Hass）公司K系列、德国熊牌（BEAR）F系列，阿托菲娜（ATOFINA） P系列，还有韩国LG化学的PA系列等。
国内较早从事PVC加⼯助剂研究的是北京化⼯研究院、⼭西化⼯研究所等。
上海珊瑚化⼯⼚于80年代初最早实现⼯业化⽣产，推出的牌号国内统称为ACR201、ACR401。
进⼊90年代后期，随着我国聚氯⼄烯⾏业的发展，特别是塑料异型材和塑料管道⾏业的迅猛发展，对加⼯助剂的需求量也迅速增长,⽬前⼭东产量第⼀，江苏、浙江紧随其后。
据不完全统计，2005年全国共⽣产各类PVC 加⼯助剂5万吨左右，其中⼭东省占全国助剂⽣产总量的70%以上。
国内主要⽣产ACR的⼚家如下：国外对抗冲改性剂ACR的研究始于20世纪70年代，并于1972年由罗姆哈斯公司推出了第⼀个丙烯酸酯类抗冲改性剂KM-323B。
随后⽇本钟渊推出了FM 系列，阿托菲娜推出了D系列，LG化学推出了IM系列。
抗冲改性剂ACR与加⼯助剂ACR都是丙烯酸酯聚合物，但因其配⽅⽐例和结构不同⽽性能⼤不相同，抗冲ACR中甲基丙烯酸甲酯约占10-20%，⽽丙烯酸酯约占80-90%。
ACR属于核壳结构的冲击改性剂，甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸⼄酯⾼聚物组成的外壳，以丙烯酸丁酯类交联形成的橡胶弹性体为核的链段分布于颗粒内层。
抗冲改性剂ACR象MBS⼀样同为核壳结构。
与MBS、CPE等抗冲改性剂相⽐，其加⼯性能和耐候性能好，表⾯光洁度⾼，尤其适⽤于户外制品，在国外，丙烯酸酯类抗冲改性剂因其环保，性能优良，耐候性能⾼已经取代CPE抗冲改性剂。
ACR简介
一、ACR简介ACR树脂是由甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸酯类单体经乳液聚合得到的一种热塑型接枝聚合物，兼具有抗冲击改性和加工改性双重功能的塑料助剂。
主要用于硬、半硬聚氯乙烯（PVC）制品中特别是化学建材，如异型材、管材管件、板材、发泡材料（管材、板材）、木塑等。
它不仅能提高制品的抗冲击性能而且可以明显地改善树脂的熔体流动性、热变形性、耐候性及制品表的光泽等显示出优异的综合性能。
可分为加工改性剂和抗冲改性剂两大类：以改善塑料冲击性能为目的而使用的助剂称为抗冲改性剂，具有核-壳结构；加工型ACR以改善PVC的加工性能为主要目的。
二、ACR在PVC加工中的应用⑴促进PVC的熔融。
一般用于由悬浮聚合和本体聚合生产的PVC，颗粒状直径为100微米左右，颗粒中的初级粒子大小约为1微米。
为了使加工成有用的熔融状态需要加热和增加剪切力以使PVC 颗粒分散为初级粒子，并通过初级粒子界于分子间的相互扩散形成熔体，但是粒状PVC对热量和剪切力的传递不佳，使得形成的熔融体不均匀，有的部分已经全部熔化，而另一部分还可能保持颗粒状态。
ACR加工助剂通过增加热量和剪切力的传递促进PVC熔融，因加工助剂与PVC具有混熔性和较高的分子量，其颗粒在PVC体系中增加摩擦力，使熔融过程加速，并使熔融体更加均一，使模制品等缺陷减少，表面状态和外观得以改善，PVC制品的物理机械性能得到提高。
⑵改进熔融流变性PVC熔融体系为粘弹性流体既有粘性，阻滞熔融体流动；又有弹性，变形后倾向回复初始状态。
这两种性能皆在很大程度上依赖于PVC体系聚合物分子的缠结状态ACR加工助剂分子插入分子链之间，起着缠结和交联作用。
因此可以明显增加PVC熔融体的粘性和弹性。
⑶改进润滑性能许多聚合物因其本身化学性质决定在加工过程中易于粘结到热的金属表面，添加润滑剂可以减少或避免此类问题。
目前已经有很多常规润滑剂可以使用。
但ACR不仅能促进PVC 加工改性，而且有促进外部润滑的作用，使用有润滑作用的ACR对PVC的透明性并无影响，也不会产生加工后的迁移。
PVC型材常用助剂及配方设计
PVC型材常用助剂及配方设计常用的PVC型材助剂有稳定剂、增塑剂、润滑剂、填充剂、着色剂等。
下面将分别介绍这些助剂的作用和配方设计。
1.稳定剂：稳定剂是防止PVC型材在加工和使用过程中分解和颜色变化的重要助剂。
常用的稳定剂有铅盐类、锰盐类、有机锡类等。
通常稳定剂的含量为2-4%，具体配方设计根据不同的工艺要求和使用环境来确定。
2.增塑剂：增塑剂是为了改善PVC型材的柔韧性和延展性而添加的。
常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯、绿原酸酯等。
增塑剂的含量一般在20-40%，具体配方设计根据所需的柔韧性和加工方式来确定。
3.润滑剂：润滑剂是为了提高PVC型材的流动性和降低摩擦系数而添加的。
常用的润滑剂有聚乙烯蜡、硬脂酸酯等。
润滑剂的含量一般在0.5-2%，具体配方设计根据所需的加工性能和表面光滑度来确定。
4.填充剂：填充剂是为了提高PVC型材的强度、硬度和降低成本而添加的。
常用的填充剂有碳酸钙、滑石粉等。
填充剂的含量一般在10-30%，具体配方设计根据所需的强度和硬度来确定。
5.着色剂：着色剂是为了给PVC型材增加颜色和美观性而添加的。
常用的着色剂有有机颜料和无机颜料等。
着色剂的含量一般在1-5%，具体配方设计根据所需的颜色和色泽来确定。
此外，还可以添加其他的助剂，如泡沫剂用于生产泡沫PVC型材、阻燃剂用于提高PVC型材的阻燃性能等。
配方设计需要考虑到助剂之间的相容性、加工工艺和最终产品的使用要求。
通过调整不同助剂的含量和比例，可以得到满足不同需求的PVC型材。
同时，还需要进行实验验证和不断改进，以提高PVC型材的性能和加工效果。
PVC加工助剂系列产品简介
PVC加工助剂系列产品简介PVC加工助剂是丙烯酸酯类共聚物（ACR）。
PVC加工助剂的基本功能就是改进PVC 的加工性能，促进PVC混合料的塑化，以便在尽可能低的温度下获得塑化良好的物料，提高制品的质量。
我们针对不同产品的需要，开发了以下五种类型的加工助剂。
1、通用型：促进物料的塑化。
2、润滑型：除促进物料塑化外，兼有金属剥离的作用，防止熔体与金属表面的粘连，延长开车周期。
3、光亮型：除促进物料塑化外，能显著增进制品的表面光亮度，适宜于对表面光洁度需要较高的制品。
4、超强塑化型：促进物料塑化的能力高于其它类型，适宜于难以塑化的物料配方，例如碳酸钙组份高、润滑剂用量大或添加碳黑、纤维等改性剂的配方。
5、超强熔体强度型：除促进物料塑化外，还能大幅度地增加物料的熔体强度，提高生产的稳定性，延长生产周期，提高制品的力学性能，尤其是适宜于碳酸钙含量高（大于wt30%）的制品。
一、促进塑化机理无论哪一种PVC的加工形式，均需使PVC混合料均匀地得到塑化，只有塑化均匀良好的物料，其制品才具有良好的外观和机械性能。
但与其它通用塑料相比，无增塑PVC只有在较高的温度和剪切条件下才能塑化，但高温下PVC很容易分解，为保证均匀塑化，提高硬PVC制品的质量，应在尽可能低的加工温度和尽可能大的剪切力下，使物料塑化。
一般来说PVC加工助剂必须具有下列特性，才具有促进塑化的功能。
1、熔融温度低于PVC，在加工过程中先于PVC熔化。
2、因其与PVC具有良好的相容性，在加工过程中熔化后可以粘连PVC粒子，增加内摩擦，提高剪切扭矩，产生内热，使物料中的温度分布均匀，塑化程度均一，从而促进了PVC物料的均匀塑化。
3、加工助剂具有足够大的分子量，在加工过程中增大了熔体粘度（或强度），提高了熔体压力，防止物料的打滑现象从而提高了剪切扭矩，使熔体和金属表面的摩擦热大幅度上升，促进了PVC混合料的混合均匀程度和塑化程度。
二、使用方法加工助剂ACR的本质为固体增塑剂。
ACR改性剂在PVC化学建材中应用技术
表 3 三菱丽阳株式会社 ACR 加工助剂
商品牌号 METABL EN
P - 570A P - 501A P - 550A P - 551A P - 530A
P - 531
P - 700 P - 710
性能及用途
低分子加工助剂
标准型 ,各种配料中均能使用 ,改进外观 和成型性 ,适于压延加工、挤出成型、吹 塑成型等
≤1. 0 美 K- 175
ACR - 401
白色易 流动粉末 3. 0～4. 0 1. 05～1. 25
98 % 通过 60 目
≤1. 0 美 K- 125
3 国产 ACR 主要品种及其性能[6]
311 ACR - 201 ACR - 201 是一种全丙烯酸酯共聚物 ,是
一种性能优良的 PVC 加工助剂 。 31111 流变性能
(5) 耐候性良好 ,离模膨胀性好 ; (6) 与树脂容易共混 。 聚丙烯酸酯类 ACR 冲击改性剂赋予制 品优良的抗冲击性和耐候性 ,并兼具加工助 剂的特点 。它和 CPE 相比 ,有较好的成型加 工性能 ,制品表面光洁 ;和 EVA 相比 ,能在很 宽的加 工 温 度 范 围 内 保 持 其 最 佳 的 冲 击 强 度 。此外 ACR 还有良好的热稳定性 ,十分优 异的耐老化性 。因此在国内外被广泛用于 PVC 塑料制品中 ,例如塑料窗 、披叠板 、管材 、 雨水槽和各种异型材 。
以改善塑料冲击性能为目的而使用的助 剂称为抗冲改性剂 。PVC 塑料用抗冲改性剂 主要是一些共聚树脂 ,如 ABS 树脂 、MBS 树 脂 、EVA 树脂 、CPE、ACR 等 。
PVC 抗冲改性剂应满足如下要求 : (1) 与 PVC 的相容性适中 ; (2) 玻璃化温度低 ; (3) 分子量高 ; (4) 对 PVC 的表观性能及物理力学性能 无明显影响 ;
ACR抗冲改性剂对PVC的增韧机理和性能的影响
室温下硬质PVC的缺口冲击强度为2～3LJ／m2，属于半脆性聚合物。
采用ACR抗冲改性剂增韧PVC，壳层PMMA聚合物主要起保护橡胶相内核和提高ACR与PVC 相容性的作用，真正起增韧作用的是交联PBA橡胶相。
典型的ACR增韧PVC的相态结构如图1所示。
图中白色的是橡胶粒子，分散在PVC连续相中，呈现典型的橡胶增韧塑料体系的“海—岛”型相态结构。
图1 ACR增韧PVC的相态结构2、增韧机理有关橡胶对塑料的增韧机理主要有银纹、银纹—剪切带、空化理论等。
脆性塑料如PS、PMMA等用ACR增韧时，增韧作用主要来自海岛型弹性体微粒作为应力集中物与基体间引发大量银纹，从而吸收大量冲击能，同时，大量银纹间应力场相互干扰，降低了银纹端应力，阻碍了银纹的进一步发展。
对于ACR增韧的半脆性(脆—韧过渡态)的PVC塑料，大量力学性能的研究表明了橡胶粒子空穴的产生，并认为是主要的增韧机理。
WU等，11提出了“渗滤概念” ，并逐步完善了“橡胶穴化”增韧理论，该理论认为基体中相邻橡胶粒间距(1PD)是影响材料韧性的·重要因素，它与橡胶粒子粒径(d。
)和橡胶相体积分数(φf)的关系是：如果橡胶粒子能在基体内部穴化，形成的空穴又足够近，则橡胶粒子之间的基体层能够屈服，起到增韧效果。
Dompas等[2，3]，提出了橡胶内部穴化准则，认为橡胶内部穴化可以看作穴化产生的应力能与穴化产生新表面能的平衡，由此得到的模型表明存在能够穴化的最小橡胶粒子粒径，通过拉伸试验发现橡胶内部穴化的开始仅决定于橡胶粒子的大小，穴化配方：TK-100 100，PA-30 5，FM-21 变量，CaCO38，XP-R301 6，TiO20.6；测试条件：恒温法170℃×30rpm；升温法80℃→10℃/min×10min(180℃)→8min 由表可见，在PVC混合料中加人FM-21型ACR抗冲改性剂后，塑化时间缩短、塑化温度下降、转矩增加、功耗下降、塑化因子值增大，表现出类似ACR加工助剂的作用。
ACR CPE
ACR（Acrylic copolymer）是具有核—壳结构的丙烯酸酯类共聚物，是一种综合性能优良的PVC抗冲改性剂。
通常人们把以提高塑料韧性为目的而使用的助剂称为抗冲改性剂，以改进加工性能为目的而使用的助剂称为加工改性剂。
ACR是兼具抗冲击改性和加工改性双重功能的塑料助剂，由于其具有核/壳结构，使其PVC制品具有优良的抗冲击性、低温韧性、与PVC相容性、耐候性、稳定性、加工性，且性能与价格比适中，可明显改善PVC熔体流动性、热变形性, 促进塑化、制品表面光洁美观。
其主要用于硬、半硬聚氯乙烯制品中，特别是化学建材，如异型材、管材管件、板材、发泡材料等，而且特别适合于户外用制品中。
是当今用量大也是今后重点发展的一类抗冲改性剂。
PVC是产耗量最大的塑料品种之一，其具有许多宝贵的特性，但也存在着不少缺点，韧性差即是其一大缺点，为了提高其韧性而又不损害其抗张强度和其它物性，PVC抗冲击改性剂便应运而生。
另外，ACR 抗冲改性剂在聚碳酸酯（PC）、聚酯（PET）等工程塑料及其共混合金中也可应用。
促进塑化增加熔体强度改善冲击性能及提高伸长率。
CPE 氯化聚乙烯材料Chlorinated Polyethylene结构式：[ CH2-CHCl-CH2-CH2 ]n英文简称：CPE 或CM氯化聚乙烯（CPE）为饱和高分子材料，外观为白色粉末，无毒无味，具有优良的耐侯性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能。
氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯（HDPE）经氯化取代反应制得的高分子材料。
根据结构和用途不同,氯化聚乙烯可分为树脂型氯化聚乙烯(CPE)和弹性体型氯化聚乙烯(CM)两大类。
增加制品的韧性，提高抗冲击性能，以及穿线管的弯曲强度起增加韧性的作用啊CPE是抗冲改性剂，增加产品抗冲击能力，不容易摔破，另外还有一点润滑效果，可增加塑化。
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ACR 学习资料整理
一、产品分类
ACR 抗冲改性剂
ACR 抗冲改性剂的结构，核-壳结构的ACR 抗冲改性剂含有丙烯酸酯类交联弹性体组成的核，核外是甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯共聚物组成的壳。
PVC/ACR 制品冲击强度较高，表面光洁，耐老化性能优良。
通常硬质聚氯乙烯户外制品多用ACR 抗冲改性剂。
丙烯酸类交联弹性体的作用主要体现在：耐候性和高抗冲能力。
甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯共聚物作用主要体现在：与PVC resin 的相融性，提高流动性。
ACR 加工助剂
1.ACR 加工助剂
根据原材料可以分为如下三类：
（1）纯酯加工助剂：甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯。
（2）苯乙烯加工助剂：苯乙烯和丙烯腈
（3）苯乙烯，丙烯腈，双甲酯。
2.ACR 润滑剂：175系列产品
原料：甲酯和苯乙烯
此产品为低分子量的产品主要可以改善熔体的加工性能，金属热脱模，减少熔体破裂以及提高加工效率。
分子量低与PVC 的相融性不好，附着于pvc表面，起到润滑的作用。
3.ACR 发泡调节剂
产品的档次主要划分依据
高档次产品：甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯
低档次产品：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯等。
此产品为高分子量的产品主要用于pvc发泡领域，包括异型材，管材芯层发泡和发泡片材等。
二、误区：
1.产品牌号和档次划分的标准
（1）产品的牌号是通过产品的用途，通过原材料的配比划分的，因此价格也是有略微的差别。
（2）跟CPE 一样，填充物含量的增加，必然会影响产品价格。
这里的填充物，不仅仅局限在钙粉上，可以是其他软单体含量部分取代BA含量，或者添加PVC RESIN 等。
2.指标的概念
ACR 所有产品的指标均为物理指标。
Bulk Density:表观密度：指的是产品的颗粒形态（越大越好）为产品运输过程中的一个参考数值
比如：0.48g/cc 表示480KG/M3
Particle size 粒径；主要用生产过程中产品过振动筛（比如40目）时候的通过率来表示。
目为振动筛的孔数，如果数值越大表示，越细，产品的粒径越小。
Volatiles content：挥发份，不等同于水分，挥发份含量应该大于水分。
Viscosity :粘度，粘度和分子量没有线性关系。
粘度高，分子链长，融体强度大。
三、开发客户过程中常见的问题
板材的客户
需要跟客户确认的问题如下：
1.板材是否为发泡产品？是否为透明制品？若为发泡制品则需要问客户发泡板的厚度等！
2.目前所用产品的添加量、牌号（主要是稳定剂，润滑剂，发泡530的含量来推断，客户产品的档次）
3.目前生产过程中出现的问题（比如：发泡板的比重，板子是否出现变形上翘，蝴蝶斑等问题）这样可以在技术方面取得客户的好感。
因此平时需要学习一下产成品的知识。
发泡产品的相关问题：
（1）过度塑化：软单体的含量高（玻璃话温度低）融体强度低，发生气泡，窜泡等现象。
（2）塑化不充分：润滑体系太多
其中外润滑起到脱模的作用，内润滑摩擦热没有起作用，AC发泡剂却在二区提前分解，则会导致出现实壁产品。
（3）蝴蝶斑问题：原料方面：润滑体系问题，小分子量产品残留引起
硬件方面：小分子量产品积聚在模具上。
（4）破洞：钙粉问题，钛白粉或者CPE中添加的钙粉质量不好（重钙）。
不发泡产品的相关问题
润滑体系问题：稀出
留痕
型材的客户
需要跟客户确认的问题：
（1）产品的用途
（2）ACR 的添加量（推测需要产品为纯料还是纯料添加其他填料）来推测报价一般来说：纯料的添加量为0.8-0.9
苯乙烯的：1.2-1.3
纯料比苯乙烯的优点：分子量高，融体流动性好，分散好，添加量少
透明制品
主要可以推荐的原材料：润滑剂60.74，MBS 以及Tin STABILIZER
ACR Processing aids PA-20
透明产品控制不好会出现：喷霜，稀出问题。