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，混合時間對其的影響。實驗結(jié)果表明，不同性質(zhì)的糊樹脂及增塑劑對黏度穩(wěn)定性影響差異較大；生產(chǎn)溫度升高會使產(chǎn)品初始黏度升高且黏度變化大；延長混合時間有利于獲得更好的黏度穩(wěn)定性，但溫度過高時，混合時間延長會造成初始黏度升高。

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，補強劑，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，各個汽車廠家對焊縫密封膠的需求量日益增大，而PVC密封膠因其價格較低，施工方便而受到越來越多的主機廠的認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)，重點探討了影響PVC密封膠儲存黏度穩(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實驗部分

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。

PVC糊黏度測試NDJ-79黏度計，1號轉(zhuǎn)子，720轉(zhuǎn)/分下測量。初始黏度n表示剛制備好的PVC增塑糊在120min后測定的黏度，隨后跟蹤測量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)定性從大到小順序為PSbl31，PSHV10，P440，PSH-50，P450，PB1302，PB1152。因此，采用PSM-31樹脂有利于長時間儲存。

2.2增塑劑種類對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黏度穩(wěn)定性的影響，實驗結(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)，可能是因為隨著分子量依次變大，增塑劑分子空間延伸性越大，空間位阻也越大。滲透進PVC顆粒中的趨勢逐漸變小，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，由于混料時會產(chǎn)生熱量，進而使得料溫升高明顯。料溫過高會使得樹脂預(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個室溫溫度區(qū)間而引起的分散溫度變化時，對產(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，黏度隨儲存時間的增長，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。混合料溫40℃～45℃，9d黏度變化量較大，為1 550cp。因此，當分散溫度在10℃～15℃時，黏度變化量最小且穩(wěn)定性較好。

2.4分散時間對黏度穩(wěn)定性的影響

在室溫10℃下，改變分散時間，考察不同分散攪拌時間對產(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，當分散長達80min時，第二天黏度變化量最小。原因可能是由于各個原料顆粒在長時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，降低了因長時間放置時顆粒團聚和對增塑劑的再吸收的趨勢。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℃，此時長時間攪拌會引起初始黏度升高，且會造成熟化黏度突變。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，對分散工藝進行調(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黏度穩(wěn)定性影響不同。本實驗中，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PVC體系的黏度的升高，不利于施工操作。下一步實驗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）室溫溫度的升高會使PVC密封膠黏度穩(wěn)定性降低。試驗中，產(chǎn)品分散料溫在10℃～15℃時，黏度穩(wěn)定型較好。

4）室溫溫度較低時，分散攪拌時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，長時間攪拌會造成第二天黏度變化增大，將不利于生產(chǎn)控制，應(yīng)適當控制攪拌時間及速度。endprint