几种碳酸钙对给水用硬PVC管材性能的影响

研究与开发齐鲁石油化工，2014，42(1)：13—19QILUPETROCHEMICALTECHNOLOGY几种碳酸钙对给水用硬PVC管材性能的影响孔秀丽，张学明，贾小波，肖恩琳，李素真(中国石化齐鲁分公司研究院，山东淄博255400)摘要：研究几种PVC常用的碳酸钙物理形貌及其对给水用硬PVC管材性能的影响。研究证明重钙在PVC颗粒上的吸附能力较轻钙差，轻钙颗粒越细，越易被PVC颗粒吸附，干混料的流动性越好；几种碳酸钙中，使用纳米钙的给水用硬PVC管材的冲击强度最高，重钙的最低；加不同碳酸钙的给水用硬PVC管材的密度和维卡软化温度相近。关键词：碳酸钙硬PVC管材性能中图分类号：TQ320．63文献标识码：B文章编号：1009—9859(2014)01—0013—07众所周知，碳酸钙在PVC加工过程中作为填充剂应用已十分普遍，在PVC材料尤其是硬质材料中加入碳酸钙可以提高产品的尺寸稳定性、强度、耐热性，并巳成为降低制品成本的主要手段¨]。作为一种填充剂，碳酸钙功能的好坏主要取决于碳酸钙产品的化学组成、形态特征、粒度大小等。根据化学组成、形态特征、粒度大小等碳酸钙分为许多种类。PVC中常用的有制备工艺不同的轻质碳酸钙和重质碳酸钙，有粒径大小不同的微细碳酸钙、超细碳酸钙和纳米碳酸钙等。碳酸钙种类繁多，导致PVC加工用户对碳酸钙的选择难免存在一定的盲目性。因此，本文对PVC加工中常用的几种碳酸钙的物理形貌及其对给水用硬PVC管材性能的影响进行了对比研究。1试验部分1．1试验原材料@pvcQs一1050P树脂，中国石化齐鲁分公司；②有机锡，美国罗门哈斯公司；③抗冲改性剂，13本钟渊化学工业株式会社；④润滑剂，市售；⑤钛白粉，市售；⑥轻质碳酸钙，淄博张店富源重钙厂；⑦重质碳酸钙，市售；⑧微细活性碳酸钙，常州碳酸钙有限公司；⑨超细活性碳酸钙，淄博东高化工有限公司；⑩纳米活性碳酸钙，陕西海泽纳米材料有限公司。1．2试验仪器与设备①EVO18扫描电子显微，德国ZEISS公司；②WSB—lId／o白度计，温州仪器仪表有限公司；③LR016A型热老化试验箱，重庆银河实验仪器有限公司；④DHS16一A型多功能红外水分仪，上海精密科学仪器有限公司；⑤RL—Z10A型混合机组，张家港市万塑机械有限公司；⑥BMY—I表观密度测定仪，承德市金建检测仪器有限公司；⑦P一600型Brabender转矩流变仪，德国Bra—bender公司；~IDT一5—37A型压机，日本安田株式会社；⑨SC一80轻便色差仪，北京康光仪器有限公司；⑩D—HIO0型No265．自动密度计，13本安田精制所；⑩智能摆锤冲击仪，意大利CEAST公司；M一2型维卡热变形仪，13本东洋精机株式会社。2结果与讨论2．1几种碳酸钙的颗粒形态对其在干混料中分散性的影响2．1．1几种碳酸钙的颗粒形态用作PVC填充剂的碳酸钙根据分类方法不同，可以分为许多种。按照生产工艺即制备方法的不同，碳酸钙可分为重质碳酸钙(物理法制备)和轻质碳酸钙(化学法制备)。通常以天然方解石、大理石、白奎、贝壳、石灰石等为原料借助机械经粉碎及超细研磨等方法制取的产品称为重质碳酸钙；以石灰石为原料经锻烧、消化、碳酸化、分收稿日期：2013—11—13；修回日期：2014一叭一03。作者简介：孔秀丽(1969一)，女，工程师。现在中国石化齐鲁分公司研究院从事PVC加工和售后服务方面的工作。电话：0533—7581929；E—mail：kongxl0@126．corn。第1期孔秀丽，等．几种碳酸钙对给水用硬PVC管材性能的影响的PVC树脂颗粒形态看，碳酸钙颗粒越小，在树脂颗粒表面的吸附能力越好，干混料中PVC颗粒表面越光滑。为进一步验证以上结论，本试验又对配方G1～G5干混料的表观密度和干流性进行了检测和分析。PVC树脂及配方G1～G5干混料表观密度和干流时间见表2。表2PVC树脂及配方G1～G5干混料表观密度和干流时间由表2可以看出，干混料的表观密度大于树脂的表观密度；加有不同碳酸钙的干混料的表观密度大小顺序：纳米钙>超细钙>轻钙>微细钙>重钙；干混料的干流时间的排序则与表观密度相反，表观密度越大，干流时间越短。干混料的表观密度较树脂的表观密度大，这是由于树脂颗粒表面吸附了大量表观密度较其大得多的碳酸钙，同时由于树脂颗粒表面吸附了碳酸钙颗粒，树脂颗粒变得较纯树脂规整了，这也有利于表观密度增大。干混料的表观密度越大，说明干混料中PVC颗粒表面吸附的碳酸钙越多，说明碳酸钙在PVC树脂颗粒表面的吸附能力越大，所以不同碳酸钙在PVC树脂颗粒表面的吸附能力大小与其干混料的表观密度大小与一致，即纳米钙>超细钙>轻钙>微细钙>重钙。干混料的表观密度越大，干流时间越短，是因为吸附在PVC颗粒表面的碳酸钙颗粒越细，在PVC树脂颗粒表面的吸附能力