聚乙烯滚塑制品配方设计

滚塑应用是塑料应用中一种常见的应用,多见于户外和室内的大型形状复杂且有内嵌金属制件的塑料制品。

滚塑成型是塑料成型工艺中比较独特的工艺类型;用树脂中以聚乙烯树脂为主,因其加工工艺和应用需求,对热稳定剂和光稳定剂有较高要求,添加量较大,并且有一些特殊的要求。

滚塑成型工艺

滚塑成型工艺是将塑料树脂粉末加入模具中,然后加热模具并使之沿两个互相垂直的轴连续旋转,随着模具的加热与转动,模具内的塑料原料逐渐均匀地涂布、熔融粘附在模具内表面上,随后熔合在一起形成所需的形状,最后冷却模具、脱模得到制品。

滚塑主要应用

#容器类滚塑制品

如储水罐(槽)、各种液态化学品(包括酸、碱、农药等)的储罐(槽)、蓄电池的壳体、周转箱、垃圾箱、化粪池、金属容器内衬罐、汽车工程机械油箱和尿素箱等。

#儿童户外游乐设施

包括组合滑梯系列、转椅、木马等。

#交通设施类用品

如道路用护栏、路标、分道栏、防撞墩等,海上用航标等。

#体育水上交通用品

如皮划艇、渔业娱乐用游船、水面浮桥与栈道等。

#室内外家具

滚塑常用树脂及消费量

因为滚塑工艺需要长时间高温加工,所以对树脂原料要求较高。可用于滚塑成型的树脂包括:

聚乙烯/聚丙烯/PVC/尼龙/聚碳酸酯/聚酯/其他...

其中,聚乙烯是最主要的滚塑原料,在欧洲北美占80~85%,在国内占95%以上。

欧洲北美每年滚塑聚乙烯用量分别在20多万吨,国内在30-40万吨,东南亚的消费量与国内相当。

国内的消费情况

目前的国内滚塑聚乙烯树脂主要能分成三类

1

国内石化企业生产的滚塑聚乙烯牌号,包括齐鲁石化(年产8万吨以上),镇海炼化(近两年开发,每年约5万吨,增长较快),福建联合石化、茂名石化和独山子石化也有生产过,但排产不稳定。

2

国内部分滚塑企业和改性企业在市售聚乙烯牌号基础上生产的改性滚塑树脂。

3

国外石化企业生产的滚塑专用树脂,国内年消费量在20万吨以上。

滚塑常用光热老化配方

滚塑工艺加工工艺中加热时间长(20-30分钟),温度高(炉温高达-℃),冷却过程也在较高温度下。所以对树脂耐热老化要求较高,除了树脂本体需要被保护,部分颜料也需要被保护。

室外使用的滚塑制品一般对耐候性能要求为UV8-20。

滚塑聚乙烯制品助剂配方包括:

1

抗氧剂:

主抗氧剂与辅抗氧剂同时使用,主抗氧剂使用低挥发性酚类抗氧剂、辅抗氧剂使用亚磷酸酯抗氧剂或者硫代酯类抗氧剂,有的配方会添加第三组分。

2

光稳定剂:

滚塑应用中,受阻胺类光稳定剂会有更好的效果,而且聚合型高分子量HALS和低分子量HALS同时使用效果更佳,在某些情况下,添加少量紫外吸收剂有助于颜色的保护。

3

吸酸剂:硬脂酸盐或水合滑石粉等,用于中和聚乙烯中催化剂残留的酸性物质。

4

爽滑剂,脱模剂:用于加工过程中物料的流动分散以及制品的脱模。

5

颜色/炭黑:

户外用滚塑制品多添加颜色,黑色制品添加炭黑,需注意颜色与其他助剂的相互作用,尤其是炭黑对热稳定体系和光稳定体系的负面影响。

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