Witterungsbeständigkeit von PVC-Profilen und -Rohren
PVC-Harz weist eine Reihe von Doppelbindungen und eine instabile Struktur auf, die bei Licht- und Sauerstoffeinwirkung leicht bricht und zu Verfärbungen des Produkts führt. Die instabile Struktur verschiedener Harze ist nicht gleich, d. h. die Stabilität ist nicht gleich. Daher ist die Wahl eines Harzes mit hervorragender Stabilität und Wetterbeständigkeit eine Voraussetzung für die Aufrechterhaltung der Wetterbeständigkeit des Produkts.
Harz:
PVC-Harz weist eine Reihe von Doppelbindungen und eine instabile Struktur auf, die bei Licht- und Sauerstoffeinwirkung leicht bricht und zu Verfärbungen des Produkts führt. Die instabile Struktur verschiedener Harze ist nicht gleich, d. h. die Stabilität ist nicht gleich. Daher ist die Wahl eines Harzes mit hervorragender Stabilität und Wetterbeständigkeit eine Voraussetzung für die Aufrechterhaltung der Wetterbeständigkeit des Produkts.
Titandioxid:
Titandioxid verleiht dem Produkt nicht nur Helligkeit und Weiße, sondern kann auch ultraviolette Sonnenstrahlen absorbieren und so deren Einfluss auf die Oberfläche von PVC-Profilen und -Rohren vermeiden und reduzieren. Weltweit gibt es zwei Verfahren zur Herstellung von Titandioxid: das Schwefelsäureverfahren und die Oxidation. Das durch das Schwefelsäureverfahren hergestellte Titandioxid enthält Reste von SO42-, die leicht mit dem Blei im Produkt reagieren und die Farbe der Produktoberfläche beeinflussen. Außerdem wird das vierwertige Titan im titanweißen Pulver zu dreiwertigem Titan (die Produktoberfläche wird schwarz). Titandioxid kann je nach Kristallform in Anatas- und Rutiltyp eingeteilt werden. Rutil-Titandioxid hat eine starke UV-Abschirmwirkung und ist sehr witterungsbeständig; Anatas-Titandioxid fördert die Lichtalterung von PVC, weshalb goldrotes Titandioxid für PVC-Rohre und -Profile bevorzugt wird.
Stabilisator:
Beim PVC-Extrusionsprozess verhindert der Stabilisator, dass die Molekülkette des PVC-Harzes durch Hitze und Scherung beschädigt wird und sich zersetzt. Außerdem verhindert er die Einwirkung von Photooxidation und thermischem Sauerstoff während Lagerung und Gebrauch, die zu einer Zersetzung führt. Zu den derzeit in Profilen und Rohren verwendeten Stabilisatoren gehören hauptsächlich zusammengesetzte Bleisalze, Organozinn- und Calcium-Zink-Stabilisatoren. Die zusammengesetzten Bleisalze weisen eine gute thermische Stabilität auf, es verbleiben jedoch Reste von SO42- und Cl3+ im Prozess. Wenn diese Ionen zu hoch sind, interagieren sie unter direkter Einwirkung von sichtbarem Licht mit Pb2+, wodurch graue Flecken auf der Oberfläche entstehen, manchmal gemischt mit grauem Gelb. Im Produkt verbleibendes Pb2+ reagiert leicht mit S in der Luft und erzeugt schwarzes PbS. Diese Bereiche auf der Oberfläche des Produkts werden leicht schwarz. Der Organozinn-Stabilisator weist eine gute thermische Stabilität und Transparenz auf, die Durchlässigkeit von Organozinn liegt jedoch nahe an der von PVC, das die UV-Strahlung nicht wirksam vor der Zerstörung von PVC-Ionen schützen kann. Daher ist die Witterungsbeständigkeit schlechter als bei Bleisalz- und Calcium-Zink-Stabilisatoren. Um die Anforderungen an die Witterungsbeständigkeit zu erfüllen, darf nur eine große Menge abschirmendes Titandioxid hinzugefügt werden. Die Hauptbestandteile von Calcium-Zink-Stabilisatoren sind Calcium-Zink-Seifensalze, Hilfsstabilisatoren, Antioxidantien und Schmiermittel. Es wirkt als Stabilisator und absorbiert UV-Licht. Calcium-Zink-Stabilisatoren werden einer Vielzahl verschiedener Typen zugesetzt. Antioxidantien wie 1010 und 1076 können den Abbau von PVC durch Photooxidation und thermischen Sauerstoff verringern, insbesondere die anfängliche Witterungsbeständigkeit von PVC-Profilen und -Rohren wird dadurch verbessert.
Kalziumkarbonat:
Der Calciumcarbonatgehalt beeinflusst die Witterungsbeständigkeit des Produkts. Je höher der Calciumcarbonatgehalt, desto geringer ist der Titandioxid- und Stabilisatorgehalt, desto besser ist die Schutzwirkung des Titandioxids und desto besser sind die Oxidationsbeständigkeit und Stabilität des Stabilisators.
Härter:
Die am häufigsten in Rohren und Profilen verwendeten Materialien sind CPE und schlagfestes ACR. Bei der Herstellung von CPE entsteht HCl. Es wird in CPE-Partikel eingearbeitet und mit PVC vermischt. Sex-Moleküle, die die Zersetzung von PVC unter Einwirkung von Licht, Wärme und Sauerstoff katalysieren, führen zu Verfärbungen der Produktoberfläche. Schlagfestes ACR ist ein Acrylat-Kern-Schale-Copolymer, das die Schlagfestigkeit des Produkts verbessert und gleichzeitig die Witterungsbeständigkeit verbessert. Absorbierendes ACR wird grundsätzlich landesweit als Schlagzähmodifikator.
1. Calcium-Zink-Stabilisatoren können harte Produkte mit besserer Witterungsbeständigkeit erzeugen und eignen sich besser für Produkte im Außenbereich.
2. Die Witterungsbeständigkeit des Produkts hängt von der Menge an Harz, Titandioxid, Stabilisator, Schlagzähmodifikator und Calciumcarbonat ab. Um Produkte herzustellen, die den Anforderungen an die Witterungsbeständigkeit gerecht werden, ist es notwendig, Rohstoffe mit guter Leistung und stabiler Qualität auszuwählen und das Design den Produktionsanforderungen anzupassen. Formulierungen von Calcium-Zink-Stabilisatoren, die unter gleichen Bedingungen hergestellt werden, weisen eine bessere Witterungsbeständigkeit auf als Organozinn- und Bleisalzstabilisatoren.
3. Die Witterungsbeständigkeit von Calcium-Zink-Stabilisatoren verschiedener Systeme ist sehr unterschiedlich, was mit der Formulierungszusammensetzung und dem Gehalt an Antioxidantien zusammenhängt. Daher wird Anwendern empfohlen, Calcium-Zink-Stabilisatoren mit Vorsicht zu verwenden.