一、CPVC樹脂綜述
· CPVC樹脂是PVC樹脂氯化改性產(chǎn)品，PVC樹脂性能對(duì)CPVC樹脂的質(zhì)量有至關(guān)重要的作用。
·國內(nèi)CPVC樹脂研究開發(fā)、生產(chǎn)工藝控制、產(chǎn)品性能及加工性能仍與進(jìn)口產(chǎn)品存在差距。
·面對(duì)國內(nèi)CPVC行業(yè)的困局，齊魯分公司開發(fā)了系列可氯化PVC專用樹脂，如QS-C65、QS-C62、QS-C60等，使國產(chǎn)CPVC樹脂質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍，推動(dòng)了國內(nèi)CPVC行業(yè)健康快速的發(fā)展。
特點(diǎn)：皮膜覆蓋率低
特點(diǎn)：內(nèi)部疏松多孔，結(jié)構(gòu)均勻
專用樹脂特點(diǎn)：
1、專用樹脂皮膜薄、覆蓋率低；
2、專用樹脂顆粒疏松，內(nèi)部孔隙多、結(jié)構(gòu)均勻；
3、專用樹脂增塑劑吸收速率快；
4、顆粒規(guī)整性好、粒徑大小均勻，分布適中。
氯化產(chǎn)品優(yōu)勢：
1、易于氯化；
2、利于樹脂的深度氯化及氯化的均勻性；
3、氯化溫度低、壓力小、速度快；
4、利于樹脂的輸送及高速加工。
5、CPVC樹脂產(chǎn)品質(zhì)量高、物理機(jī)械綜合性能好。
·CPVC樹脂經(jīng)PVC樹脂氯化后，氯含量由56.7%提高到63%～69%，分子鍵的極性增加，樹脂的的溶解性增大，化學(xué)穩(wěn)定性增強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度提高50%左右。
·CPVC耐熱、耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕、阻燃等性能優(yōu)異，維卡溫度比PVC提高30℃～40℃，耐酸、堿、鹽、氧化劑，氧指數(shù)達(dá)60%。
·國內(nèi)CPVC樹脂迅速崛起，國外CPVC樹脂總產(chǎn)量達(dá)到30萬噸/年，國內(nèi)產(chǎn)能達(dá)到10萬噸/年左右，還在繼續(xù)擴(kuò)大。
CPVC樹脂與PVC樹脂性能比較：
CPVC樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域 ：
1、冷熱水用管道及管件—耐熱性能、較高的機(jī)械強(qiáng)度、方便可靠的擴(kuò)口承插柔性密封圈連接方式。
2、化工用耐溫、耐腐蝕管道/管件、板材、片材及化工塔器填料—良好的耐溫和耐化學(xué)侵蝕性，能夠承受強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及鹽水的腐蝕，且最高使用溫度可達(dá)95-98℃，亦能滿足化工設(shè)備中所要求的機(jī)械強(qiáng)度。
3、埋地式高壓電力電纜用CPVC套管—電纜護(hù)管要求具有優(yōu)良的耐熱性、絕緣性，易敷設(shè)性及阻燃性。
4、有嚴(yán)格消防要求的場合用材料—阻燃性及消煙性。
5、油田原油集輸用管材—導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫性能好；摩擦系數(shù)小，流量大；質(zhì)量輕，安裝快捷方便；化學(xué)穩(wěn)定性、耐溫性及塑料管固有的耐磨損、不結(jié)垢的優(yōu)點(diǎn)。
6、涂料及黏合劑—CPVC易溶于多種有機(jī)溶劑，可用于制造涂料和黏合劑。
7、用作塑料的改性劑—用于其他熱塑性及熱固性工程塑料，以改善其耐熱、阻燃等性能。
8、用作發(fā)泡材料—高溫收縮相當(dāng)小，機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣性及耐高溫性好，還可用于建筑材料、電器零件及化工設(shè)備等。
二、管材配方及工藝
·PVC樹脂氯化后賦予CPVC樹脂優(yōu)異的性能，但部分缺陷相伴而生。氯化過程中，造成分子鏈斷裂，分子鏈缺陷結(jié)構(gòu)增多，樹脂的熱穩(wěn)定性能變差。氯含量的增加，熔體粘度高、沖擊強(qiáng)度低，加工溫度范圍窄、加工成型非常困難。
·下游廠家技術(shù)力量薄弱，CPVC相關(guān)產(chǎn)品配方研究熱情度不高，復(fù)配材料的配方、工藝開發(fā)處于起步階段。下游加工企業(yè)習(xí)慣依賴采購國外CPVC廠商的專用料（CPVC各種配混料）。
·各種管材是CPVC樹脂的最大應(yīng)用領(lǐng)域，CPVC樹脂的應(yīng)用以管材配方和工藝的研究為主。
管材配方設(shè)計(jì)：
管材配方—穩(wěn)定體系：
·CPVC樹脂在加工過程中較PVC更容易分解，因此需要加入比PVC更多的熱穩(wěn)定劑，可以按照PVC加入量的1.5-2.5倍加入，然后再根據(jù)試制情況適當(dāng)增減，總的原則是：熱穩(wěn)定劑不得添加過多，否則會(huì)影響CPVC樹脂的塑化。
·PVC的熱穩(wěn)定劑都可以加工CPVC，如鉛鹽穩(wěn)定劑、鈣鋅穩(wěn)定劑、復(fù)合鉛穩(wěn)定劑、金屬皂類穩(wěn)定劑和液體有機(jī)錫穩(wěn)定劑等。隨著全球環(huán)保要求的增強(qiáng)，一般選用無毒的鈣鋅穩(wěn)定劑或有機(jī)錫穩(wěn)定劑；
·液體穩(wěn)定劑的加入會(huì)對(duì)材料的維卡軟化溫度影響較大，每多增加1份穩(wěn)定劑，維卡降低 4-5 ℃。
動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性能
管材配方—潤滑體系
·潤滑劑的作用與熱穩(wěn)定劑的作用同等重要，加入量過少，會(huì)造成加工困難，甚至?xí)o設(shè)備帶來相當(dāng)大的損害；加入量過多，不僅影響塑化質(zhì)量，還會(huì)降低管材的維卡軟化溫度。因此如何掌握好潤滑劑的加入量是關(guān)鍵，也是CPVC管材配方的設(shè)計(jì)關(guān)鍵。
·CPVC樹脂的熔體粘度大，至少是PVC樹脂的2倍，因此潤滑劑的加入量要稍多于PVC樹脂。當(dāng)使用不同的穩(wěn)定劑時(shí)，其配方中內(nèi)、外潤滑劑的配比是不同的，一般來講，使用鉛鹽穩(wěn)定劑，需要配置較多的內(nèi)潤滑劑和適量的外潤滑劑；使用有機(jī)錫穩(wěn)定劑，需要配置較多的外潤滑劑和適量的內(nèi)潤滑劑；使用帶潤滑體系的復(fù)合穩(wěn)定劑時(shí)，內(nèi)、外潤滑劑用量均要適當(dāng)減少。
塑化曲線
潤滑劑復(fù)配使用結(jié)果
管材配方—抗沖改性體系：
·由于CPVC樹脂氯含量較高，它的抗沖擊性能比PVC樹脂更差，必須加入抗沖擊劑加以改性，常用的抗沖擊劑有：CPE、MBS、ABS和抗沖型ACR等。
·在CPVC管材的加工中加入CPE，其增韌效果十分明顯，添加量在8～12份之間增韌效果最好，但加入CPE會(huì)明顯降低管材的維卡軟化溫度；MBS、ABS對(duì)維卡軟化溫度影響較小，但由于它們的分子鏈中含有不飽和雙鍵，耐候性較差；抗沖型ACR是較為理想的抗沖擊改性劑，但價(jià)格較高。
·綜合上述原因，推薦使用CPE/MBS復(fù)合抗沖改性體系，可以兼顧產(chǎn)品對(duì)維卡軟化溫度、抗沖擊性、耐候性及價(jià)格等諸方面的要求，二者的配比以1.5：1為宜。
管材配方—其它助劑：
·加工助劑主要為ACR,它是丙烯酸酯類共聚物，可以提高樹脂的塑化程度，但CPVC樹脂由于熔融粘度較大，它比PVC樹脂更容易塑化，因此在擠出加工CPVC管材時(shí)應(yīng)少加或不加。
·加入適量的填充劑不僅可以降低成本，還可以改善加工性能。它可以降低CPVC樹脂的加工粘度、改善配混料分散性、減少擠出加工時(shí)對(duì)設(shè)備和模具的粘附性。最常用的填充劑是碳酸鈣，加入量以不超過5份為宜，否則會(huì)影響制品的性能。
·CPVC管材比PVC管材顏色略深，呈灰白色，但可以根據(jù)需要，添加一些著色劑，在加入著色劑的同時(shí)應(yīng)加入鈦白粉，以掩蓋住CPVC管材的灰色，減少其對(duì)著色劑的影響。
管材加工設(shè)備：
·擠出加工CPVC管材通常選用平行或錐形雙螺桿擠出機(jī)，鑒于CPVC比PVC更易塑化的特性，選用平行雙螺桿擠出機(jī)更容易控制CPVC管材的擠出生產(chǎn)。管材規(guī)格較大時(shí)，選用平雙，規(guī)格較小時(shí)，選用錐雙。配方中如果用的是鉛鹽穩(wěn)定劑，要求擠出機(jī)要有較好的塑化性能；如果配方是用有機(jī)錫為穩(wěn)定劑，則要求擠出機(jī)螺桿的壓縮比不要太大。
·用于生產(chǎn)CPVC樹脂的擠出機(jī)機(jī)筒，螺桿和成型模具內(nèi)的熔料流經(jīng)面要進(jìn)行鍍鉻防腐處理，以延長設(shè)備零件的使用壽命。
·生產(chǎn)CPVC管時(shí)，螺桿要通循環(huán)油降溫；模具內(nèi)芯棒要有加熱和降溫裝置，控制工藝溫度的穩(wěn)定性，以改善熔融料的流動(dòng)性，保證制品的成型質(zhì)量（芯棒溫度的控制對(duì)管材內(nèi)壁成型質(zhì)量影響較大）。
管材加工工藝：
·樹脂的混合工藝與PVC樹脂一樣，需要高速混合和低速冷卻攪拌兩個(gè)過程，通常高速混合溫度宜控制在110-120℃，不能太高，時(shí)間不能過長，否則消耗配混料的熱穩(wěn)定性，物料容易發(fā)黃，低速冷卻攪拌的溫度控制在40-50℃，物料與室溫相差不要太大。
·混合好的物料，使用雙螺桿擠出機(jī)可直接用粉料進(jìn)行擠出成型，對(duì)于注射成型或使用單螺桿擠出機(jī)成型時(shí)，則應(yīng)用粒料。
·CPVC管材的加工溫度范圍比較窄，CPVC管材的擠出工藝重點(diǎn)是工藝溫度的控制，一般工藝溫度會(huì)因擠出機(jī)塑化性能的不同，會(huì)有很大差異，有時(shí)這種差異會(huì)有20-30℃。
·CPVC管材擠出整個(gè)工藝溫度的控制大體可以分為三部分：機(jī)筒、合流芯和模具。機(jī)筒溫度從一區(qū)開始依次遞減，合流芯溫度又要比機(jī)筒溫度略低一些；在模具溫度設(shè)定中，重點(diǎn)控制口模和芯模的溫度，口模的溫度要低于加料段的溫度5-10℃，芯模溫度在正常生產(chǎn)后僅靠熔體的溫度便可以維持，基本不需要加熱。
CPVC管材標(biāo)準(zhǔn)：
▲GB/T 18993.2-2003《冷熱水用氯化聚氯乙烯（PVC-C）管道系統(tǒng)》
·管材指標(biāo)要求：
·密度，1.450-1.650kg/cm3；
·維卡軟化溫度，≥110℃；
·縱向回縮率，≤5%；
·落錘沖擊試驗(yàn)，TIR≤10%；
·拉伸屈服強(qiáng)度，≥50MPa；
·長期靜液壓試驗(yàn)；
·系統(tǒng)適應(yīng)性試驗(yàn)（內(nèi)壓試驗(yàn)和熱循環(huán)試驗(yàn)）。
▲GB/T 18998.2-2003《化工用氯化聚氯乙烯（PVC-C）管道系統(tǒng)》
·管材指標(biāo)要求：
·密度，1.450-1.650kg/cm3；
·維卡軟化溫度，≥110℃；
·縱向回縮率，≤5%；
·落錘沖擊試驗(yàn)，TIR≤10%；
·氯含量（質(zhì)量百分比），≥60%；
·長期靜液壓試驗(yàn)；
·系統(tǒng)適應(yīng)性試驗(yàn)（液壓試驗(yàn)）。
▲QB/T 2479-2005《埋地式高壓電力電纜用氯化聚氯乙烯護(hù)套管》
·管材指標(biāo)要求：
·維卡軟化溫度，≥93℃；
·縱向回縮率，≤5%；
·落錘沖擊試驗(yàn)，TIR≤10%；
·體積電阻率，≥1.0?1011?.m；
·環(huán)段熱壓縮率。
冷熱水用CPVC管材性能
三、CPVC樹脂發(fā)展前景
1、CPVC塑料具有比PVC更好的耐高溫性和耐化學(xué)腐蝕性,材質(zhì)潔凈抗菌、環(huán)保衛(wèi)生、機(jī)械性強(qiáng)度優(yōu)異,且具有安全的阻燃性能,是近年來應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展速度較快的新穎塑料材料,美國、歐洲及日本等先進(jìn)國家和地區(qū)對(duì)CPVC材料的研制和開發(fā)技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。
2、在中國,CPVC產(chǎn)品的研發(fā)還處于起步階段,是塑料加工業(yè)中的一個(gè)比較薄弱的項(xiàng)目,CPVC塑料尚屬新產(chǎn)品、新材料,其利潤空間和市場發(fā)展空間均有很大的吸引力,具有很大市場潛力。
·雖然CPVC樹脂的生產(chǎn)在國內(nèi)取得了較大的進(jìn)展，但與國外產(chǎn)品相比仍有較大差距，主要表現(xiàn)水相懸浮法氯化和后處理生產(chǎn)技術(shù)、CPVC 硬制品加工應(yīng)用技術(shù)等方面比較落后， CPVC樹脂只能用于低端市場，加工性能較差、對(duì)設(shè)備的適應(yīng)性較差。
3、另外，國內(nèi)的CPVC樹脂主要用于出口，國內(nèi)市場需求較小，所以說規(guī)范產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和市場，在產(chǎn)品牌號(hào)上做到系列化、專業(yè)化，加強(qiáng)CPVC樹脂的改性研究及應(yīng)用推廣是我國CPVC行業(yè)發(fā)展急需解決的問題。
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