PVC-U制品用原料標準化現狀及其影響

朱海軍，吳盛祺，扈廷勇

(1.梧州市產品質量檢驗所,廣西 梧州 543002；2.廣西五一管業股份有限公司,廣西 梧州 543000)

PVC-U制品加工須使用多個品種的原料，這些原料產品標準的技術性能指標設定直接影響著PVC-U制品加工用混配料的質量，從而對PVC-U制品的加工性能和產品質量產生影響。

1 PVC-U制品用原料產品標準概況

目前，PVC-U制品用原料產品標準化狀況有兩種：一種是有相應的國家、行業產品標準；另一種是沒有國家、行業產品標準，由原料生產企業自行設定企業標準。PVC-U制品用主要原料產品標準現狀見表1。

從表1可知:目前PVC-U制品用原料并不是都有國家、行業產品標準。

按標準化法規定，推薦性國家標準適用于滿足基礎通用、與強制性國家標準配套、對各有關行業起引領作用等需要的技術要求；行業標準適用于沒有推薦性國家標準，需要在全國某個行業范圍內有統一的技術要求；企業標準由企業根據需要自行制定。由此可知：聲稱符合國家、行業產品標準的原料具有較統一的技術要求，適用范圍較廣，不同企業生產的滿足相同國家、行業產品標準原料的技術性能與使用效果之間具有良好的可比性與互換性。而企業標準因是由各企業根據自身產品特性而制定的，不同企業依據各自企業標準生產的同種或類似品種原料的性能特性值并不一致，可比性與互換性較差。

目前，根據國家、行業產品標準生產的PVC-U制品用原料的質量情況主要有：①符合原料產品標準要求且基本滿足PVC-U制品加工需要；②符合原料產品標準要求，能滿足PVC-U制品加工需要的主要要求；③不符合原料國家、行業產品標準，其部分性能也不能很好地滿足PVC-U制品的加工需要。

表1 PVC-U制品用主要原料產品標準現狀Table 1 Current status of standards of main raw materials for producing PVC-U products

依據企業標準生產的PVC-U制品用原料的質量有兩種情形：①沒有國家、行業產品標準的新材料或建立在國家、行業產品標準通用性能之上并賦予新型獨特性能的材料；②參照國家、行業產品標準制定但全部或部分性能指標值低于相應國家、行業產品標準要求的企業標準產品。前一種產品的結構或功能的創新性亮點并不能依據現有原料國家、行業產品標準進行確認，在這些新型原料沒有廣泛應用在行業并得到普遍認可而制定國家、行業標準前以企業標準形式生產；后一種產品則屬于企業規避現有國家、行業產品標準的要求，以低于現有國家、行業產品標準性能要求進行生產的原料。

2 PVC-U制品用原料產品標準現狀分析

2.1 樹脂粉

PVC樹脂粉是PVC-U制品配方中用量最大且對PVC-U制品質量影響最大的原料。目前，PVC-U制品用PVC樹脂粉有相應的行業或國家產品標準。這些國家、行業產品標準有相對全面的通用性能指標，能滿足PVC-U制品生產的基本要求。

同時也應注意，滿足這些產品標準要求的不同廠家生產的原料可能存在使用性能的差異。如有兩個廠家的PVC樹脂粉，以GB/T 5761—2006標準檢測其性能一致，其中使用一個廠家原料所加工的給水PVC-U管材符合GB/T 10002.1—2006的要求，而另一家的則存在耐液壓性能不合格問題，其原因可能與兩家原料的分子質量分布存在差異有關。

2.2 穩定劑

穩定劑用于減緩PVC-U制品加工過程中PVC樹脂粉的自分解反應，維持加工過程的正常進行。除考慮對PVC-U制品加工性能和制品性能的影響外，加工過程的穩定效果是判定穩定劑有效性的主要指標[1]。

單一成分穩定劑的穩定活性成分含量與其在PVC-U制品加工過程的穩定效果之間具有較明確的量化關系，控制其穩定活性成分含量可獲得較為明確的預期穩定效果。復合穩定劑的穩定效果由其組分中各穩定活性成分綜合貢獻而得，難以依據組分中某一穩定活性成分的含量或機械地根據各穩定活性成分的配比來確定該穩定劑的穩定效果，不便于制定統一適用的產品標準。

使用較久的單一成分的穩定劑(如無機鉛鹽、硬脂酸鉛、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣等穩定劑)有行業產品標準。這些標準中均有產品穩定活性成分指標，是影響其在PVC-U制品加工過程穩定效果的決定性因素。

復合穩定劑中，鈣鋅穩定劑由其活性成分中的鈣鹽、鋅鹽和其他成分(如有機穩定劑)協同作用而起到穩定作用。市場化的各生產廠家的鈣鋅穩定劑的成分和含量也并不統一。鈣鋅穩定劑目前沒有國家、行業產品標準，各生產廠家自行設定企業標準，產品性能的可比性和量化替代性較差。其他復合穩定劑和一些新品種單一成分的穩定劑(如復合鉛、稀土類、有機銻類、水滑石類穩定劑)也存在類似情況。有機錫中既有單一成分也有復合成分的商品，但具有統一適用的行業產品標準的有機錫并不多，目前國家標準只有GB/T 26026—2010《硫醇甲基錫》[2]。

2.3 加工、沖擊改性劑

加工、沖擊改性劑中，用量較大的CPE有行業產品標準，根據該標準的性能值可以明確其在PVC-U制品加工過程中的使用。

其他加工、沖擊改性劑，如ACR 、MBS，由于各廠家產品的成分與性能指標不統一，難以用統一的性能指標控制這些原料的質量。各PVC-U制品加工企業通常根據試驗數據及生產經驗確定如何使用。

2.4 著色劑與增白劑

鈦白粉、群青、熒光增白劑是PVC-U制品常用的顏料與增白劑，其主要用于調整白色和淺色PVC-U制品外觀的顏色和色調。PVC-U制品多為白色和淺色制品，其他顏色較少，故其他著色劑的使用并不多。彩色PVC-U制品主要用于非填埋PVC-U制品(如型材等)，其使用的著色劑分有機染料和無機顏料[3-4]。由于市場容量不大，缺乏PVC-U制品專用著色劑的國家、行業產品標準。

目前PVC-U制品用著色劑與增白劑基本以粉料形式加入PVC-U制品混配料中。國內PVC-U制品用色母料生產的并不多，相關專利報道也少[5]。根據生產經驗，PVC-U制品混配料中使用色母料比使用粉料所得PVC-U制品顏色均勻性要好。

熒光增白劑在PVC-U制品中起著增白調色的作用。目前，熒光增白劑具有多個產品的行業或國家標準。PVC-U制品在加工過程中可依據熒光增白劑對產品標準的符合性要求選擇使用。同時，各廠家生產的熒光增白劑存在著一定的色澤偏差，故此原材料的使用由各PVC-U制品加工企業根據色澤要求和生產經驗選擇。

鈦白粉為PVC-U制品常用的紫外線抗老化劑和增白劑[1]。GB/T 1706—2006《鈦白粉》只對TiO2含量、水溶物和揮發物等輔助指標有基本要求，只能滿足下游產品的基本使用要求。例如，其對影響白色PVC-U制品鈦白粉底色的色調沒有明確的量化要求，只是要求“與商定的參比樣相近”，這與國際慣例方法不一致[6]，也不能完全滿足淺色和白色PVC-U制品的色調控制要求。

2.5 增塑劑

PVC-U制品用增塑劑有多種，如石蠟，PE蠟，硬脂酸，鄰苯二甲酸二辛酯，環氧大豆油，單、雙硬脂酸甘油酯等。這些增塑劑多數有國家、行業產品標準。

目前，PVC-U制品生產配方所使用的增塑劑品種和用量并無統一規定。對于PVC-U制品加工而言，對所用有國家、行業產品標準的增塑劑，可根據增塑劑實物對其產品國家、行業標準符合性的確認，較合理地應用于PVC-U制品生產中，而不需要過多考慮各生產廠家產品的品質差異。而PE蠟由于沒有統一的國家、行業產品標準，各廠家生產的PE蠟性能指標各不一致，PVC-U制品加工企業更多地是根據PE蠟使用效果進行生產，不便于不同原料廠家生產的PE蠟的性能對比，同時，對于同一供應商的不同批次的PE蠟性能差異也需要進行控制。

2.6 填充劑

碳酸鈣是PVC-U制品最常用的填充劑。目前，PVC-U制品用碳酸鈣有多個不同的國家、行業產品標準。這些標準能滿足不同PVC-U制品加工的基本需要。通過不同碳酸鈣實物與產品標準符合性的確認，可有效對比不同廠家碳酸鈣的性能差異。碳酸鈣生產所用設備種類較多，不同生產設備所制得同一產品標準碳酸鈣的性能有時會存在差別，如雷蒙機和立磨機生產的重質碳酸鈣的粒徑分布值存在較大差別，對PVC-U制品加工性能和產品質量的影響也不同。這是PVC-U制品選用碳酸鈣時應加以注意的問題。

PVC-U制品用碳酸鈣在使用中存在的問題為：不同品種碳酸鈣產品標準同一性能的指標值及其檢驗方法不完全相同，不同標準的碳酸鈣的部分性能指標值可比性略有不足。如在粒度指標上， HG/T 3249.3—2013《塑料工業用重質碳酸鈣》采用激光粒度法進行粒度檢測，而HG/T 2226—2010《普通工業沉淀碳酸鈣》則采用3 h沉降體積法進行檢測，兩種檢測方法所得的粒度檢測結果可比性較差。例如，使用3 h沉降體積法進行重質碳酸鈣的粒度檢測，容易將含大量大粒徑成分的寬粒徑分布的劣質重質碳酸鈣誤判為高目數的優質重質碳酸鈣；采用激光粒度法檢測輕質碳酸鈣粒度，容易因部分輕質碳酸鈣初級粒子的團聚而導致所得粒度結果偏高[7]。

此外，目前多個碳酸鈣產品標準存在一個重要的缺陷——采用藍光白度作為碳酸鈣的白度控制指標。藍光白度僅為光波長的一個點，采用藍光白度控制碳酸鈣產品白度，不能有效反映碳酸鈣白度底色的色調偏差，導致不同底色偏差(偏紅、偏藍或偏黃)，采用符合該碳酸鈣產品標準要求的碳酸鈣所生產的白色或淺色PVC-U制品的色調存在差異，不利于產品外觀色調的控制[8]。

3 PVC-U制品解決原料標準化問題的方法

3.1 充分利用現有原料產品標準控制原料的質量

混配料的定級是高分子材料制品標準中依據制品各項性能指標值的要求確定所用混配料的性能指標值。進行高分子材料制品加工時，應使用符合其產品標準所設定性能指標要求的混配料。

目前，相關PVC-U制品產品標準沒有混配料的定級要求。各PVC-U制品加工企業無法以統一明確的技術性能值確定加工同一產品標準PVC-U制品所用混配料的性能指標，以滿足PVC-U制品的加工需要。

在PVC-U制品加工中，加工企業通常以PVC-U制品標準性能指標(一般是低成本、短期檢驗時間的性能指標值而非產品標準所有指標——包括長期性能指標)要求為依據，以經驗模式確定所用原料的質量要求、混配料所用原料成分和配比，并根據加工情況進行調整。通過混配料的小試、中試，確定最終用于工業化生產的混配料配方。在這一過程中，原料質量控制的目的是保持原料質量的穩定性，實現PVC-U制品加工用混配料的穩定，有效加快原料由小試到工業化生產的進度，降低試驗過程費用，減少加工過程與產品質量波動。

PVC-U制品加工用混配料組分較多，影響加工性能和產品質量的因素多。工業化生產混配料所用原料與配方一旦確認，如果由于原料質量原因導致混配料性能波動，再尋找原因并加以解決，并重新回到正常生產的過程較為費時、費力。因此，在PVC-U制品加工過程中，對所用原料質量進行有效控制，保持其穩定地符合原設置的采購質量要求就顯得很重要。

在PVC-U制品加工中，按國家、行業產品標準生產的原料通用性能較好，不同廠家原料質量易于對比，替代性較好，在其性能指標與使用效能之間量化關系較好，易于在進廠檢驗中把握質量，使用較為安全穩定。在進廠檢驗時，可依據國家、行業產品標準檢測這些原料的通用性能。

對于依據企業產品標準生產的原料，除判定該企業的產品質量口碑外，如能確認該企業的原料產品標準是有效的，確能控制該原料質量，則可依據該企業產品標準進行原料質量控制。

3.2 根據產品性能確定原料性能控制項目

原料產品標準性能值設定并不能滿足下游制品加工對原料性能控制要求，這種情況在不少產品標準中存在。PVC-U制品加工中還存在著所用原料的國家、行業產品標準并不能完全滿足PVC-U制品加工對原料的質量控制需要的情況。出現這種情況時，應根據問題所在及加工所需，增設相應的原料性能指標的控制要求，以盡可能保證原料質量符合生產需要。

生產白色或淺色PVC-U制品時，要求控制制品外觀色澤以適應客戶需求，而對白色或淺色PVC-U制品外觀色澤有重要影響的原料碳酸鈣國家、行業產品標準如采用藍光白度檢測碳酸鈣白度指標，則須考慮增設甘茨白度或黃度來檢測所用碳酸鈣白度和色調，以減少該類PVC-U制品的色調波動。

在碳酸鈣的粒度控制上，應考慮相關碳酸鈣產品標準存在的缺陷，制定相應的控制方法，以解決其不足。輕質碳酸鈣產品標準的粒度控制指標——3 h沉降體積并不能很好地表征輕質碳酸鈣，需要同時觀察其0～30 min過程沉降體積的變化，以免產生對粒度的誤判；重質碳酸鈣行業產品標準所使用的激光粒度法沒有明確規定激光粒度儀檢驗模式，而不同檢驗模式所得的碳酸鈣粒度檢測值差異明顯，故應根據經驗確定激光粒度儀的檢驗模式，以降低檢測誤差[7]。

許多PVC-U制品用原料的企業產品標準的有效性欠佳，并不能滿足原料的控制要求，此時PVC-U制品企業應考慮另行設置有效的檢驗方法控制原料質量。如有的非鉛穩定劑生產廠家的企業產品標準的穩定活性成分為“金屬氧化物含量”，顯然符合這一指標要求的非鉛穩定劑并不能保證能滿足PVC-U制品用穩定劑的使用要求，則應采用同配比標準混配料測試的方法，對比其與已知成分或在用穩定劑的穩定時間等方法進行解決。

PVC-U制品用原料除了品種繁多、性能各異外，還存在著原料市場魚龍混雜、造假現象層出不窮等問題，一些標稱符合國家、行業產品標準的原料并不符合標準要求，如很多重質碳酸鈣的D97粒度遠未達到其標值。這時，可根據PVC-U制品實際加工情況，針對所用原料質量，設計不同原料的性能參數及檢驗方法[9]。

3.3 加強生產質量管理，減少原料質量波動造成的產品質量波動

具有一定規模的PVC-U制品企業通常采用質量較為穩定的大型供應商的原料，其原因為：①大型供應商供應能力更有保證；②通過企業實力壓低原料供應價，以并不明顯高于低品質原料的價格購買高品質原料；③大型供應商的原料質量更為穩定，可避免規模生產PVC-U制品時因批量原料質量問題而造成的重大產品質量事故，降低質量管理成本。這一原料質量控制方法適合大部分PVC-U制品企業。

在PVC-U制品加工過程中，嚴格按照質量管理體系的管理原則進行原料采購管理，有效追蹤所用原料質量與使用效果，并依據評定結果選擇原料供應商，也可減少由于原料質量不穩定或不確定帶來的產品質量波動。當然，這種方式有時要依據事后分析的手段來處理原料的質量問題，不如在進廠檢驗中采用有效的檢驗方法更有效。

4 結語

PVC-U制品用原料的質量直接影響混配料性能指標的穩定性，并最終影響PVC-U制品加工的正常進行及產品質量。因此，應依據各級有效的原料產品標準嚴格檢驗、控制加工生產所用原料質量；根據實際需要有針對性地選擇增加檢驗項目，自行確定有效的檢驗方法，以解決現有原料標準不能滿足原料質量控制要求的問題；應用質量管理體系控制原料質量、減少因原料質量波動影響混配料性能的穩定而給PVC-U制品加工性能和產品質量帶來的影響，以實現對PVC-U制品用原料質量的控制，滿足PVC-U制品加工需要。