【doc】構(gòu)筑塑料門窗異型材防老化性能的五道防線

1、構(gòu)筑塑料門窗異型材防老化性能的五道防線構(gòu)筇塑料門窗異型材陽老化性鏈硇五厘防線楊忠久北京北方國建塑業(yè)有限公司摘要:本文概括了國家行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對塑料型材老化性能指標(biāo)的改進過程:依據(jù)塑料門窗工程實踐中發(fā)生的型材老化缺陷,論述了各項影響因素,各類助荊抗老化性能,較全面,系統(tǒng)的提出減緩老化的技術(shù)措施;回顧了我國塑料門窗用型材生產(chǎn)企業(yè)解決老化性能的基本歷程.展望了發(fā)展前景.關(guān)鍵詞:塑料門窗;型材;老化;影響因素;解決措施;歷程;前景abstract:rlispapersummarizesthestateofplasticprofilesforindustrystandardstoimproveperfor

2、manceofagingprocess;plasticdoorsandwindowsaccordingtothepracticeoccurredintheagingdefectprofiles,discussestheimpactofplasticprofilesexternalandinternalfactors,anti-agingpropertiesofvarioustypesofadditives,amorecomprehensive,systemslowdowntheagingofthetechnicalmeasuresproposed;reviewedtheuseofplastic

3、doorandwindowprofilesmanufacturerstosolvethefundamentalagingprocessandlookforwardtotheprospect.keywords:plasticdoorsandwindows,profiles,aging,factors,solutions,history,prospects1緒言在生產(chǎn)加工,儲存,室外使用過程中,在熱,機械力,氧,光與輻射作用下,逐步老化降解.是塑料制品的本質(zhì)屬性.說塑料制品不老化是不客觀,不真實的,只不過老化降解速度有快有慢而已.截止目前,通過技術(shù)處理手段,添加對應(yīng)助劑,延緩塑料門窗老化降解,以滿

4、足使用期內(nèi)不變質(zhì)的要求.完全可以實現(xiàn).但問題是一方面隨之生產(chǎn)成本增加,產(chǎn)品價格相應(yīng)提高,消費者不易接受:另一方面有關(guān)技術(shù)人員在塑料門窗老化降解領(lǐng)域存在諸多認識誤區(qū)和盲點.尤其是近幾年來.受國際上經(jīng)濟危機的影響,各類原材料大幅度漲價,原材料質(zhì)量優(yōu)劣混雜:型材企業(yè)在產(chǎn)品價格無力提升的情況下,為保住市場.在質(zhì)量的問題上開始打擦邊球.產(chǎn)品質(zhì)量呈現(xiàn)下滑趨勢,尤其是事關(guān)產(chǎn)品老化,變色的問題,市場上屢屢發(fā)生消費者投訴事件.不得不引起行業(yè)內(nèi)有責(zé)任感的技術(shù),管理人員的關(guān)注和思考.依據(jù)筆者二十余年實踐經(jīng)驗.現(xiàn)就如何提高塑料門窗用型材老化性能,談幾點看法,不當(dāng)之處,敬請行業(yè)專家,同行批評指正.2國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對塑料門

5、窗和型材老化性能的改進過程隨gb/i8814-2004門窗未增塑聚氯乙稀(pvcu)型材標(biāo)準(zhǔn)頒發(fā),塑料門窗用型材老化性能由1000h提高至4000h6000h,并參照歐洲型材標(biāo)準(zhǔn)en12608和氣候地域條件情況,將型材抗老化類別劃分為兩類.其中:m類為全年總太陽能量<sgj/m2或最暖和月份平均最高溫度<22c,執(zhí)行4000h老化指標(biāo):s類為全年總太陽能量1>5gj/m或最暖和月份平均最高溫度22,執(zhí)行6000h老化指標(biāo).氣象資料顯示,我國大部分地區(qū)全年太陽總輻射量及最暖和月份平均最高溫度都超過了m類技術(shù)指標(biāo).建設(shè)事業(yè)推廣應(yīng)用與限制,禁止技術(shù)公告頒發(fā)的有關(guān)門窗部分的內(nèi)容,在禁

6、止使用技術(shù)中明確提出:型材老化時間小于6000h,禁止使用于外門窗.由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布,2011年5月113開582012.01始實施的jg/t263-2010建筑門窗用未增塑聚氯乙烯彩色型材標(biāo)準(zhǔn)再一次將老化時間調(diào)整為按室內(nèi)和戶外兩部分分類.即室內(nèi)側(cè)使用老化時間4000h指標(biāo),戶外側(cè)為6000h指標(biāo),糾正了gb/t8814-2004將pvcu型材按地區(qū)分類的規(guī)定.由此推論:外門窗用各類塑料型材老化性能將統(tǒng)一實施6000h檢驗指標(biāo).這一規(guī)定顯然是對塑料門窗在我國應(yīng)用和發(fā)展以來,長期,多次發(fā)生老化降解弊端的一次徹底革命.上世紀八九十年代,塑料異型材剛從國外引進時,依據(jù)國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求,一般將配方中

7、鈦白粉的劑量控制在5份6份左右.在業(yè)內(nèi)人士的意識中,認為只要鈦白粉質(zhì)量和劑量符合要求,塑料型材的老化性能就可以高枕無憂.在gb,r8814-2004頒發(fā)之前,全國塑料制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會曾對國內(nèi)一些大型骨干塑料型材企業(yè)的送檢產(chǎn)品按這一型材新國標(biāo)進行試驗驗證.僅有一家通過全部指標(biāo)與4000h老化檢驗.特別是在1.5m低溫落錘,拉伸沖擊強度,4000h老化試驗等項目不合格的企業(yè)居多.事實證明,只需控制鈦白粉的觀點顯然是有失偏頗,站不住腳.各塑料型材生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)人員為了適應(yīng)塑料型材新標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求.除鈦白粉外.在配方中又添加適量紫外線吸收劑收到了明顯效果21世紀初期彩色塑料門窗受到消費者青睞.通體彩

8、色塑料型材,pmma雙色共擠型材,asa雙色共擠型材,貼膜彩色型材陸續(xù)進入人們的視野.jg/t180-2005(未增塑聚氯乙烯(pvcu)塑料門,jg廠r140-2005(未增塑聚氯乙烯(pvcu)塑料窗規(guī)定:通體著色型材不宜用于建筑外門窗,促使通體彩色門窗型材逐漸退出建筑門窗市場.老化性能較好的pmma雙色共擠型材,asa雙色共擠型材,貼膜彩色型材開始成為彩色建筑門窗市場的主流產(chǎn)品.3塑料門窗發(fā)生老化的癥結(jié)分析塑料門窗型材老化,降解有兩個基本特征:一是隨塑料黃色指數(shù)增加,產(chǎn)品外觀光澤減弱,顏色泛黃;二是力學(xué)性能下降,主要是彈性模量與抗沖擊性能下降.因此當(dāng)今國家塑料型材和門窗行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也是用顏色

9、變化值e及6與老化試驗后沖擊強度保留率做為衡量塑料型材老化程度的依據(jù).不可否認某些生產(chǎn)企業(yè)不嚴格按照標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)規(guī)范,隨意調(diào)整配方中相關(guān)助劑組分和劑量.生產(chǎn)的產(chǎn)品無疑存在各類質(zhì)量性能及老化缺陷.但即使.照是嚴格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范控制鈦白粉和紫外線吸收劑質(zhì)量和劑量的企業(yè)生產(chǎn)的型材,制作成門窗就不會發(fā)生老化降解嗎?實際情況并非如此.筆者在某企業(yè)服務(wù)時,企業(yè)生產(chǎn)的型材鈦白粉并不少加,還加有硅酸鋁.但生產(chǎn),安裝塑料門窗后時間不長,依然時有消費者投訴門窗老化變色.筆者采集多家企業(yè)生產(chǎn)的型材.進行穩(wěn)定性試驗發(fā)現(xiàn):除了譬如海螺,實德,高科,華之杰等國內(nèi)大型正規(guī)企業(yè)外.其它中小企業(yè)生產(chǎn)的型材大都存在在烘箱內(nèi)180c加熱3

10、0min變色的情況.據(jù)調(diào)查,除穩(wěn)定劑質(zhì)量性能有問題外,是企業(yè)生產(chǎn)時加入過多磨粉料造成的.磨粉料經(jīng)過粉碎,磨粉等幾道再加工過程.導(dǎo)致型材熱穩(wěn)定性出現(xiàn)嚴重缺失.一些中小企業(yè)技術(shù)人員可能認為.穩(wěn)定劑只是為塑料型材加工服務(wù)的,穩(wěn)定劑劑量或品質(zhì)的優(yōu)劣僅憑擠出加工時是否發(fā)生物料過塑化與型材變色為基準(zhǔn).有些企業(yè)當(dāng)生產(chǎn)中出現(xiàn)型材變色時意識不到是穩(wěn)定劑或樹脂穩(wěn)定性出現(xiàn)問題,而是盲目采取低溫操作來掩飾型材穩(wěn)定性不足,問題將更為復(fù)雜.實際上穩(wěn)定劑劑量不僅在塑料型材擠出過程中發(fā)揮抑制和防范材料過熱而分解,變色的作用,同時在制品有效使用期內(nèi).能保持其足夠的熱穩(wěn)定性,以減少熱,光,氧化作用,規(guī)避產(chǎn)品初期老化降解和力學(xué)性能

11、下降.一些塑料門窗安裝期間或竣工后發(fā)生的框扇泛黃變色問題.除與增白劑與群青的褪色有關(guān)外.大多和配方中穩(wěn)定劑的質(zhì)量和劑量有關(guān).某企業(yè)生產(chǎn)的型材使用后短期內(nèi)變色但經(jīng)改進配方,增加穩(wěn)定劑劑量或另添加適量二鹽,生產(chǎn)的型材在一些地區(qū).短期內(nèi)老化變色現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn).適當(dāng)增加穩(wěn)定劑劑量或調(diào)整品種,不僅有利于物料充分塑化.防止物料過塑化對消除與減緩因擠出設(shè)備因素產(chǎn)生的黃線或黑線也有十分明顯的效果.反之若過多添加熱穩(wěn)定劑,不僅會提高生產(chǎn)成本,而且在擠出機間隙磨損較嚴重時,不能引起高度重視而及時處理事實證明:光輻射降解需經(jīng)歷一個相對較長的過程,而熱降解在很短時間就會發(fā)生.鈦白粉和紫外線吸收劑的抗老化性能,主要作用于

12、塑料門窗的中后期,而熱穩(wěn)定性能卻是抑制塑料制品老化變色的基礎(chǔ)性能.倘若基礎(chǔ)性能不牢固,鈦白粉和紫外線吸收劑中后期的抗老化性能也難以充分體現(xiàn).筆者曾在深圳某型材企業(yè)服務(wù)多年.深圳是一2012.01個氣候炎熱,背靠大海,多雨,空氣潮濕的城市.改革開放以來,發(fā)展較快經(jīng)濟發(fā)達.2003年研制塑料門窗用彩色通體型材時,對通體彩色型材加不加鈦白粉進行過研究.研究認為鈦白粉在型材中的抗老化作用,主要是通過屏蔽,反射紫外線光來體現(xiàn)對型材的著色,遮蓋,增白,吸收等作用.若生產(chǎn)彩色型材,除吸收作用外,鈦白粉的其它作用都難以實現(xiàn).同時加鈦白粉還需要增加更多色母料才能配置出同樣的顏色,從經(jīng)濟上得不償失.考慮到型材的老

13、化降解是溫度,紫外線,氧等因素共同作用的結(jié)果,若不加鈦白粉,適當(dāng)多添加紫外線吸收劑來取代鈦白粉的吸收功能.適當(dāng)添加抗氧劑提高抗氧化性能,也會達到同樣的抗老化效果.按此設(shè)想調(diào)試配方中有關(guān)助劑組分和劑量.并選用無機色母料與炭黑生產(chǎn)通體彩色型材,經(jīng)國家化學(xué)建筑材料測試中心測試,完全達到6000h老化標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo),破解了國內(nèi)通體彩色型材不耐老化的難題.以上實踐證明,在不加鈦自粉的情況下,適當(dāng)提高產(chǎn)品紫外線吸收與抗氧化性能,選用無機色母料與炭黑,通過工藝充分發(fā)揮各類助劑在生產(chǎn)中復(fù)合,協(xié)調(diào)作用,在提高產(chǎn)品老化性能方面也能起到異功同曲之效果.某公司生產(chǎn)的塑料門窗用型材在山西某高煤炭污染城市屢屢發(fā)生塑料門窗安裝后

14、時間不長就老化變色的問題,但在所營銷的其它地區(qū)卻從未發(fā)生過類似于老化變色缺陷.筆者在陪同企業(yè)售后服務(wù)技術(shù)人員到該地隨訪時發(fā)現(xiàn),除該企業(yè)外.幾乎所有在這個地區(qū)安裝的塑料門窗都出現(xiàn)不同程度的老化變色,只不過變色時間有早有晚.變色程度有深有淺而已.相比之下.國內(nèi)知名企業(yè)型材變色稍輕一些,不變色的塑料門窗基本不存在.這個地區(qū)消費者對塑料門窗變色反應(yīng)很大,認可度已降至冰點.為什么塑料門窗在該地區(qū)老化性能如此差?是否與空氣中的煤炭污染有關(guān)?這讓筆者想起十多年一件往事.那時筆者還在一家國營企業(yè)型材分廠工作,當(dāng)時引進了奧地利型材生產(chǎn)配方和技術(shù),但由于剛涉足塑料門窗行業(yè).對技術(shù)掌握還不是很精,但對產(chǎn)品質(zhì)量很重視

15、,嚴格按配方組織生產(chǎn).生產(chǎn)的塑料門窗曾安裝在兩棟建筑上.一棟是分廠辦公樓,遠離公路.并一直堅持每星期打掃衛(wèi)生.清潔窗戶;一棟是總廠辦公樓,地處繁華街道,緊挨著一家飯店的煙筒,且機關(guān)干部缺乏每星期打掃衛(wèi)生,清潔窗戶的習(xí)慣.同樣的配方,同樣的產(chǎn)品,安裝在兩棟建筑上,因采取不同的維護清理方式,幾年以后出現(xiàn)了明顯反差:分廠辦公樓朝陽面窗戶依然白凈,明亮,沒有任何老化變色跡象;總廠辦公樓卻灰塵滿面,出現(xiàn)不均勻變色泛黃現(xiàn)象,在煙筒出口排煙位置,變色更嚴重.由此說明塑料門窗的老化降解和使用環(huán)境關(guān)系很大.由于材料的靜電吸附作用,致使大的化學(xué)塵埃粘浮在窗戶表面.長期在紫外線輻射,溫度,水,濕氣,酸,堿侵蝕作用下

16、,導(dǎo)致塑料門窗變色,表面粗糙,光潔度降低.承熱量增加,加速了老化降解.事實證明,除熱,氧,光穩(wěn)定性外,在一些嚴重污染地區(qū)塑料型材的靜電吸附和硫化污染等因素對型材老化也會產(chǎn)生重要作用.4塑料門窗用型材老化變色的外部影響因素塑料門窗型材老化變色的原因很多,也較為復(fù)雜,既有外部因素又有內(nèi)部因素.在研討內(nèi)部因素之前.有必要首先了解影響塑料門窗型材老化變色的外部因素.塑料門窗不同于其他塑料制品.其安裝到建筑上的外門窗長期承受自然界日照,風(fēng)吹,雨淋,甚至是暴風(fēng)雨的襲擊.概括起來:影響塑料型材和門窗老化變色的外部因素主要有紫外線輻射,氣候,溫度,濕度,灰塵污染等.4.1紫外線輻射的影響據(jù)有關(guān)資料可知:地球上

17、接受太陽輻射光的波長范圍約為190nm1400nm,其中除紅外線(780nm1400nm)外:可見光(400nm780nm)約占43%:紫外光(290nm400nm)約占4%6%,在山區(qū)和高原地區(qū)紫外光部分可達7%.其中波長為310nm的紫外光對pvc塑料能量最高,最敏感,破壞性最大,具有足以引起化學(xué)鍵斷裂,產(chǎn)生自由基的能量,使pvc塑料分子中cci鍵斷裂脫出hci,生成多烯共軛雙鍵,導(dǎo)致老化.特別是在有氧,水和熱存在時,制品會出現(xiàn)裂紋,脆化,白惡化等,嚴重時會導(dǎo)致沖擊強度,拉伸強度下降f】1.4.2溫度和濕度的影響在塑料門窗降解老化過程中,熱,氧,光老化作用相互影響和轉(zhuǎn)化.溫度在pvc塑料老

18、化過程中起主要作用.戶外使用的pvcu塑料窗框表面溫度并不高,并不足以引起立即分解,但由于pvcu窗框吸收太陽光中的紅外線后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?使其表面2012.01溫度升高,熱對材料的老化起加速作用,熱降解和光降解相互疊加,其化學(xué)分解過程則會加速,熱降解的反應(yīng)速度隨溫度升高而加快.試驗表明:溫度增加1o,降解過程就加快一倍.由于我國各地氣候與溫度差異很大.各地接受紫外線輻射的時間和強度有所不同.即使同一地區(qū)隨四季氣候變化.溫差很大.直接影響塑料門窗老化,變色的程度和速度.溫度對彩色塑料門窗老化性能的影響更加明顯.不同顏色窗框在相同氣溫下,表面差異很大.譬如在陽光直射,氣溫35的環(huán)境條件下,灰色材料溫

19、度達58ci=,棕色材料溫度達68,黑色材料達78.不同顏色材料的光,熱穩(wěn)定性會出現(xiàn)明顯差異.有隨材料顏色越深,老化變色速度呈現(xiàn)越快的趨勢.濕度也是影響老化的一個重要原因.在非常潮濕的地區(qū)比在同樣氣溫下干燥地區(qū)老化的快.氣候濕潤時,臭氧會固著在水點上,變成暫時的氧化水,與材料相接觸,可使聚合物氧化.4.3灰塵污染的影響對地球表面物體的輻射由太陽直射光和散射光兩部分組成.光散射能力與波長成四次方反比.空氣中懸浮顆粒(塵埃)比太陽光散射波長更容易接近地面,增加了對地面上的紫外線輻射能力,加速了pvc材料的降解.大氣中存在的各種有機物,包括生成氧化劑煙霧的光化學(xué)物質(zhì),有可能生成臭氧層,增加紫外線輻射

20、能量.而附著在pvc制品表面的氧化產(chǎn)物醇,酮,醛都是水溶性的.下雨后,型材表面會形成微裂紋.這是裂紋擴張的癥結(jié)所在.由于斷鏈和耦合作用而使制品表面變脆.采取鉛鹽穩(wěn)定體系生產(chǎn)的塑料型材.在空氣含硫比較高的情況下,會產(chǎn)生硫化污染,使材料表面顏色變黑.當(dāng)型材被酸雨淋后.在陽光輻射下.形成的沉淀物也會導(dǎo)致材料表面老化,變色.5塑料異型材原材料老化性能機理與影響因素由以上論述可見:環(huán)境因素對塑料型材和門窗的老化變色起著非常重要的作用,是塑料型材和門窗老化變色的客觀,外部因素.由于我國地大物博,東西南北地理,氣候,溫度等差異很大.因此不可能在全國統(tǒng)一采取某一種技術(shù)措施或同一個配方.研究抑制和防范塑料異型材

21、抗老化,變色.有必要結(jié)合我國各個地區(qū)不同環(huán)境因素,在熱穩(wěn)定性,光屏蔽和反射性,光吸收性,抗氧化性,抗靜電性等五大圃性能的基礎(chǔ)上,對影響塑料門窗型材老化的各個要素進行系統(tǒng)分析,綜合平衡,研制對應(yīng)配方,分別制定相應(yīng)的抗老化性能技術(shù)措施.5.1穩(wěn)定劑老化機理與影響因素pvc樹脂是生產(chǎn)塑料型材的主要原料,約占配方中劑量的70%左右.pvc塑料受熱后脫hci,當(dāng)加工溫度達9o時.即發(fā)生微量降解,開始變色.當(dāng)溫度達到120c時.降解加速.塑料變色則逐步加重.降解是塑料老化變色的主因.生產(chǎn)塑料型材時,必須添加穩(wěn)定劑來抑制pvc樹脂受熱后脫hci.盡管如此pvc樹脂質(zhì)量也對塑料型材老化變色有一定影響.作為樹脂

22、生產(chǎn)企業(yè),控制pvc樹脂質(zhì)量的因素很多,但這不是本文主要論述的范疇.對型材企業(yè)來講控制pvc樹脂質(zhì)量所要檢驗的是pvc顆粒大小及分布,分子量多少及分布,表觀密度,外觀白度,熱穩(wěn)定性等.尤其是樹脂的熱穩(wěn)定性直接決定生產(chǎn)配方中熱穩(wěn)定劑劑量大小,極為重要.但這往往被一些型材企業(yè)所忽視,統(tǒng)一采用同樣的穩(wěn)定劑配方.生產(chǎn)型材出現(xiàn)顏色差異或變色就在所難免.門窗工程中短期內(nèi)變色也時有發(fā)生.雖然各型材企業(yè)使用的熱穩(wěn)定劑有所不同,但其熱穩(wěn)定機理是基本相同的.其主要職能大致有以下三個:吸收pvc塑料在熱,擠出機剪切力,自然光,氧作用下產(chǎn)生的hci;與pvc樹脂分子鏈上活潑的烯丙基率先發(fā)生置換反應(yīng).阻止連續(xù)脫hci反

23、應(yīng),有效抑制共軛多烯結(jié)構(gòu)的形成;與pvc樹脂降解產(chǎn)生雙鍵反應(yīng),起到隔斷共軛雙鍵的作用21.目前業(yè)界對各類穩(wěn)定劑抗老化性能研究的技術(shù)文獻很多,在此不再贅述.本文重點論述的是如何發(fā)揮穩(wěn)定劑在塑料型材和門窗使用初期抗老化變色的問題.除大型型材企業(yè)外,大多中小型型材企業(yè)使用穩(wěn)定劑的方法,一般都是按穩(wěn)定劑生產(chǎn)企業(yè)推薦的劑量調(diào)配.剛開始生產(chǎn)時,或許還能基本滿足生產(chǎn)需要.生產(chǎn)一段時間后,隨穩(wěn)定劑廠家,批次變化或擠出機螺桿磨損.就會出現(xiàn)機內(nèi)漏流,逆流或添加回收料(這些回收料經(jīng)過粉碎,磨粉,多次再加工,熱穩(wěn)定性發(fā)生不同程度的損耗).若不能加強對新進穩(wěn)定劑的質(zhì)量檢驗,適當(dāng)補充穩(wěn)定劑,及時維修設(shè)備,混合料熱穩(wěn)定性欠

24、缺問題就會顯露出來.有些企業(yè)不知具體原因,為了維持生產(chǎn),采用低溫操作,反過來又會影響塑化;還有企業(yè)忽視混料工作,2012.0161不限制每鍋的最大加料量,不按程序分步加料,采用一鍋燴混料方式,熱穩(wěn)定劑,潤滑劑,加工助劑,抗沖擊等助劑在樹脂中未充分分散,也會發(fā)生物料穩(wěn)定性不均或穩(wěn)定劑局部欠缺的問題.從而影響型材老化性能與其它性能.qb/t2976-2008(i-j,窗用未增塑聚氯乙烯(pvcu)彩色型材新增5.8熱穩(wěn)定性一節(jié),規(guī)定:型材pvc材料的熱穩(wěn)定時間應(yīng)不小于30min.對抑制塑料型材在生產(chǎn)加工與使用前期老化有非常重要的意義.塑料異型材前期老化變色往往是影響企業(yè)命運的大事,已經(jīng)安裝和使用的

25、塑料門窗.一旦發(fā)生變色老化問題.不僅給企業(yè)造成難以彌補的經(jīng)濟損失,也直接影響企業(yè)產(chǎn)品的市場信譽.因此要吸取這些教訓(xùn),從經(jīng)營理念上充分認識到熱穩(wěn)定性的重要,不要在型材老化變色上動降低成本的歪腦筋.并應(yīng)在事前就采取相應(yīng)的措施加以防范.尤其在原材料價格變動期間,一定要密切注意一些廠家價格不變,質(zhì)量變的經(jīng)營傾向.在更換穩(wěn)定劑和樹脂廠家及批次時.一定要進行熱穩(wěn)定試驗.根據(jù)型材顏色變化情況.隨時調(diào)整熱穩(wěn)定劑劑量,調(diào)整后才能批量生產(chǎn).對各個企業(yè)生產(chǎn)的樹脂,穩(wěn)定劑性能一定要了如指掌,根據(jù)其性能特點,盡量實現(xiàn)優(yōu)化配比,避免原材料質(zhì)量變化或配比不當(dāng).影響型材質(zhì)量.擠出機經(jīng)長期運行會發(fā)生磨損,務(wù)必適時檢修.否則不但

26、會使型材老化,變色,也會影響型材內(nèi)在質(zhì)量性能.縮短設(shè)備運行壽命【3.5.2鈦白粉老化機理與影響因素由以上環(huán)境影響因素分析:鈦白粉是塑料型材抗老化性能的主角.鈦白粉從結(jié)構(gòu)上分為金紅石型和銳鈦型兩種.金紅石型是一個立方體,ti原子和氧原子排列緊密,晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,密度最高,比重最大,折射率高,能有效地散射光線,保護材料不受直接輻射,對紫外線有明顯的衰減作用,尤其是在高能端(350nm400nm)吸收光輻射能比銳鈦型大,光學(xué)穩(wěn)定性也比銳鈦型好,塑料表面所要分擔(dān)的紫外線就小的多.銳鈦型雖然白度比金紅石型高,但遮蓋力,透射率,阻光率和光密度均低于金紅石型,采用銳鈦型鈦白粉生產(chǎn)的制品.在戶外暴曬一段時間,顏

27、色就會泛黃.鈦白粉老化機理主要是通過屏蔽,反射紫外線光來實現(xiàn)對塑料的著色,增白,遮蓋,增亮,吸收等作用.鈦白粉的類型,白度,粒度,雜質(zhì)和添加劑量直接關(guān)系到制品抗老化性能.鈦白粉白度越高,粒度越細,分散性越好,雜質(zhì)越少.則產(chǎn)品密實度越高,光亮度越好,屏蔽,反射紫外線的作用越強,抗老化性能越優(yōu).有一段時期國內(nèi)生產(chǎn)的金紅石型鈦白粉質(zhì)量上不過關(guān),門窗用塑料異型材行業(yè)主張采用進口鈦白粉.美國杜邦專為塑料門窗型材用生產(chǎn)的105金紅石鈦白粉抗老化效果尤佳.而今不少型材企業(yè)也已開始采用國產(chǎn)鈦白粉,國產(chǎn)鈦白粉現(xiàn)今的質(zhì)量水平究竟如何,筆者沒有試驗,不敢冒昧斷言.在此只能提醒型材企業(yè)高度重視型材老化性能.加強對所購

28、鈦白粉和型材老化性能檢測.做到心中有數(shù)即可.倘若發(fā)生老化,變色,機械強度減弱等方面問題.可調(diào)整原料品種或劑量.尤其是目前鈦白粉價格暴漲,不能只貪圖價格便宜,購置市場上摻假,劣質(zhì)或銳鈦型鈦白粉.5.3紫外線吸收劑抗老化機理與影響因素鈦白粉在塑料制品中除對紫外線有吸收作用外,主要是增白及對光有屏蔽與反射作用.但也會因材料顏色變化而導(dǎo)致對光的反射和屏蔽功能減弱,譬如彩色通體或pvcu共擠型材等.在這些塑料產(chǎn)品配方中,就有必要適量加大紫外線吸收劑,添加抗氧劑.提高塑料制品光穩(wěn)定性和抗氧性.即使白色型材.在添加鈦自粉或適量減少鈦白粉的情況下,添加適量紫外線吸收劑予以補充,發(fā)揮兩類助劑的協(xié)調(diào)作用,也能達到

29、較佳的光穩(wěn)定性,提高耐候性效果.紫外線吸收劑抗老化機理是利用自身的分子結(jié)構(gòu).吸收光能或?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)變?yōu)闊崮?避免塑料型材發(fā)生光氧化反應(yīng).起到光穩(wěn)定的作用.紫外線吸收劑種類很多,吸收紫外線的作用和效果也有所不同.如果選擇的鈦白粉和紫外線吸收劑不相匹配,也會與鈦白粉發(fā)生不良反應(yīng),反而會降低光穩(wěn)定效果.筆者在型材生產(chǎn)中長期使用國內(nèi)品牌企業(yè)生產(chǎn)的紫外線吸收劑530和杜邦105金紅石鈦白粉搭配.經(jīng)試驗型材的老化性能一直很穩(wěn)定,多次經(jīng)國家化學(xué)建材質(zhì)量檢測中心檢驗,均能達到標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求.5.4抗氧劑老化機理與影響因素塑料型材光老化過程是伴隨著氧老化而發(fā)生的.在陽光作用下,聚合物分子鏈激化而斷裂生成自由基.在空氣

30、中氧的參與下產(chǎn)生更多的自由基,而使622012.o1分子鏈發(fā)生連鎖反應(yīng)式降解,最終使其老化,變色.塑料異型材耐候性差的原因復(fù)雜,單純從鈦白粉的耐候性分析是片面的.實際上鈦白粉中的有色多價態(tài)金屬鐵,銅,錳等離子,通過電子轉(zhuǎn)移可以催化過氧化合物的分解.從而使得塑料的熱氧化性降低.特別是塑料在儲存過程中,加熱或者遇到堿性環(huán)境自己分解,引起耐熱氧化性能降低.其次鈦白粉和紫外線吸收劑將光能轉(zhuǎn)化為熱能.又加重了塑料產(chǎn)品熱穩(wěn)定性的荷載.溫度是塑料熱降解的首要因素.氧化是熱降解的另一個重要因素.溫度可以使pvc塑料脫hci,pvc塑料在受熱后氧化作用下也產(chǎn)生hci.塑料在氧氣中的降解比在惰性氣體和真空中要快得

31、多.盡管塑料制品老化降解原因很多,可能有幾種化學(xué)反應(yīng)同時進行,既有脫出hci的過程,也有氧化斷鏈與交聯(lián)和其它反應(yīng)過程.但在熱,氧,光穩(wěn)定性方面.抗氧劑可以有效抑制hci的生成和分子氧化斷鏈與交聯(lián),能在潮濕環(huán)境或多雨季節(jié).顯著提高塑料異型材熱穩(wěn)定性能.塑料門窗工程中之所以屢屢發(fā)生老化變色.材料氧化也是其中重要原因之一.抗氧劑可分為主抗氧劑和輔助抗氧劑.主抗氧劑的機理是與塑料中因氧化作用產(chǎn)生的自由基r.r00反應(yīng),中斷活性鏈的增長.輔助抗氧劑的機理是通過自身分子中磷原子或硫原子化合價的變化,把塑料中的氧化物分解成低活性分子.國內(nèi)生產(chǎn)的主抗氧劑主要是受阻酚抗氧劑.按分子結(jié)構(gòu)分為單酚,雙酚,多酚,氧雜

32、環(huán)多酚等品種.多酚抗氧劑1010和1076是當(dāng)今國內(nèi)外塑料抗氧劑的主導(dǎo)產(chǎn)品.1010以分子量高,與塑料材料相容性好,抗氧化效果優(yōu)異.成為抗氧劑中消費量大的最佳產(chǎn)品,和1076抗氧劑占國內(nèi)抗氧劑生產(chǎn)總量的60%左右.國內(nèi)生產(chǎn)的輔助抗氧劑主要是含硫抗氧劑.按分子結(jié)構(gòu)可分為硫代脂抗氧劑,硫代雙酚抗氧劑和硫醚型酚三類.其中亞磷酸脂生產(chǎn)消費量約占國內(nèi)輔助抗氧劑生產(chǎn)消費總量的30%左右.不同類型抗氧劑或同類型不同分子結(jié)構(gòu)的抗氧劑各有所長.復(fù)合抗氧劑由兩種或兩種以上不同類型或同類型不同品種的抗氧劑復(fù)配而成.在塑料材料中可取長補短,顯示出協(xié)同效應(yīng),可達到以最小的加人量,而產(chǎn)生最佳抗氧化的效果.協(xié)同效應(yīng)是指兩種

33、或兩種以上助劑復(fù)合使用時.其應(yīng)用效應(yīng)大于每種助劑的單獨使用效應(yīng).大幅度提高了塑料圃_門窗型材的熱,光,氧穩(wěn)定作用.應(yīng)該指出:如果在塑料型材配方中采用的抗氧劑和鈦白粉不相匹配.反而會加速塑料熱氧化作用.行業(yè)內(nèi)對于抗氧劑的認識和應(yīng)用,可能還是一個比較陌生的領(lǐng)域.不少人認識上還存在差距,應(yīng)用方面還有很多新課題需要試驗和破解.因此對抗氧劑性能的認識和應(yīng)用需要進一步加強,完善.5.5抗靜電劑老化機理與影響因素pvc塑料具有優(yōu)異的絕緣性.表面會因摩擦產(chǎn)生靜電積累.其產(chǎn)生的電壓可達幾千伏,甚至上萬伏,容易引起靜電放電,造成火災(zāi).除此之外,即使不存在外力摩擦現(xiàn)象,靜電作用也會在pvc塑料門窗表面產(chǎn)生一個弱磁場

34、.在污染較嚴重的環(huán)境使用時,受外界溫度影響,陽光輻射與靜電吸附作用,大量帶有化學(xué)雜質(zhì)的塵埃被吸附在門窗外表面,破壞了門窗表面的白度和亮度,使其表面粗糙.增加了紫外線輻射面積,吸蝕潮氣和熱量.產(chǎn)生酸,堿,硫,氧等化學(xué)反應(yīng),加速材料老化降解.由于筆者接觸塑料行業(yè)這方面文獻有限.型材行業(yè)添加抗靜電劑的企業(yè)不多.個別企業(yè)采用不同型號抗靜電劑生產(chǎn)的塑料制品還在試驗中.試驗結(jié)果還沒有最終鑒定.筆者在2010年山東日照某企業(yè)做技術(shù)服務(wù)時,曾發(fā)現(xiàn)他們?yōu)槊禾坎块T專門生產(chǎn)的地下坑道塑料門板材料,配方中加有抗靜電劑,效果不錯.由于企業(yè)技術(shù)尚處于保密階段.本文不便過多披露.需要說明的是,對于消費者而言,當(dāng)塑料門窗在高

35、污染環(huán)境或居住離繁華街道太近時,務(wù)必要堅持對房間室外門窗定期打掃清理.以消除靜電吸附對塑料門窗老化性能的影響.對于生產(chǎn)企業(yè)而言.務(wù)必重視和提高對靜電吸附影響塑料門窗老化性能的認識.積極通過各類渠道和途徑,對塑料門窗型材抗靜電性能進行研究和試驗,用技術(shù)手段解決國內(nèi)一些高污染地區(qū)靜電吸附的技術(shù)難題.除熱穩(wěn)定劑之外.抗氧劑亦屬于塑料材料抗老化的基礎(chǔ)功能,鈦白粉,紫外線吸收劑,抗靜電劑則是建立在基礎(chǔ)功能之上,發(fā)揮相互協(xié)調(diào),促進的增強功能.除上述因素外.在原料與生產(chǎn)工藝中.還存在一些影響塑料門窗型材老化,變色的不良因素:譬如添加含苯乙烯加工助劑,含氯量過高,不耐酸群青,耐熱性差的pf型瑩光增白劑,采用c

36、pe抗沖改性劑,操作溫度過高或生產(chǎn)塑化不良及擠出廢料回收利用不當(dāng)?shù)葐栴}.由于篇幅關(guān)系,在此不一一贅述.2012.016結(jié)論綜上所述可知:抗老化一直是影響和制約塑料門窗推廣及發(fā)展的大問題.影響塑料門窗老化的因素很多,原因很復(fù)雜.同時解決塑料門窗老化問題的技術(shù)含量也很高.但長期以來,行業(yè)內(nèi)不少人不清楚塑料門窗用型材老化,變色是熱,作用力,光,氧,灰塵共同作用的結(jié)果.僅把穩(wěn)定劑當(dāng)做衡量擠出生產(chǎn)時穩(wěn)定性的標(biāo)志.在擠出穩(wěn)定性能不足時往往又盲目采用降低溫度操作,忽視塑化不好對老化性能的影響;僅把鈦白粉當(dāng)做解決塑料門窗老化問題的唯一途徑,忽視了穩(wěn)定劑對塑料門窗初期老化性能的作用;忽視了不同地區(qū)氣候,溫度,濕

37、度,紫外線輻射強度,靜電吸附對戶外塑料產(chǎn)品老化性能的復(fù)合作用;有一些企業(yè)僅以塑料門窗能順利交工為原則.即使添加了鈦白粉,也在不影響產(chǎn)品色澤的情況下.以盡量少加為宗旨,不考慮其型材的長期耐候性.筆者撰寫本文的目的是針對塑料門窗工程中多次發(fā)生老化的質(zhì)量弊端,從理論上盡量詳盡,全面地探討影響塑料門窗老化的各類因素.并針對這些因素,提出技術(shù)改進方案,以促進企業(yè)全面提高塑料門窗型材的老化性能.當(dāng)然,也不是在我國任何地區(qū)生產(chǎn)塑料門窗型材都必須構(gòu)筑以上五項抗老化防線.各企業(yè)應(yīng)依據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量現(xiàn)狀或存在問題及產(chǎn)品營銷區(qū)域的自然氣候,溫度,紫外線輻射強度等情況各有側(cè)重,分別對應(yīng)設(shè)計和布防.譬如沿海炎熱,多雨地區(qū),應(yīng)重點解決熱,光老化和氧化問題;高原紫外線輻射強度較高地區(qū),應(yīng)重點考