【HAYOND海扬】碳酸钙对PVC涂料流变与力学性能的影响

      聚氯乙烯(PVC)糊树脂一般通过乳液聚合、微悬浮聚合所制成，具有粒径小，易分散，易塑化，力学性能好等优点，常与增塑剂调配制成PVC基涂料制品，广泛运用于人造革、地板革、粘合剂、电气仪表、航天汽车材料等制品。但由于其黏度大，流平性差，触变性差，故通常加入无机填料来对其进行改性。

      碳酸钙是一种常用的无机填料，可作为分散相与PVC连续相基体构成复合材料，降低PVC分子极性，达到增韧效果，无机填料具有良好的触变性，其加入不仅可以降低成本，也可提高涂料的可施工性。Shimpi.N.G等以纳米碳酸钙为填料，研究了纳米碳酸钙对PVC热力学性能的影响，徐国敏等以碳酸钙和滑石粉为填料，研究了填料种类对PVC糊体系流变性能的影响，周世一以硅烷偶联剂对微晶白云母进行修饰，将表面处理过的云母粉用来增强PVC的机械性能。

本文以碳酸钙作为填料制备PVC涂料，研究了碳酸钙含量与粒径大小对PVC流变性能及力学性能的影响。

1.2 PVC涂料的制备

将无机填料，钙锌稳定剂，PVC糊树脂放入高速搅拌机，在室温下搅拌5min。待粉料混合均匀后加入增塑剂DOP，在室温下搅拌20min出料。将涂料放入真空干燥箱抽真空10min得到均匀无气泡的PVC涂料，放置熟化18-32小时。

1.3 PVC涂料的塑化成型

将PVC涂料均匀涂满钢制样条模具，放入平板硫化机中，在140℃下塑化30min，得到厚度为3mm的PVC样条。

1.4 测试表征

力学性能：按照ASTMD882-81标准，使用深圳新三思公司的CMT4104型万能试验机，在25℃以50mm/min的拉伸速度测试拉伸强度与断裂伸长率。

流变性能：使用美国TA公司的DiscoveryDHR2动态流变仪测试涂料不同剪切速率下的黏度，温度设置为25℃，剪切速率范围为1S-1-150s-1。

断面形貌：将塑化后PVC样条用液氮脆断，断面由日本电子株式会社JSM6510LV型扫描电镜观察得到。

2、结果与讨论

2.1 碳酸钙对涂料流变性能的影响

不同添加量下1500目和6000目CaCO3的PVC涂料流变曲线。该涂料为剪切变稀型假塑性流体，随着剪切速率增加，涂料的黏度不断降低，且随着CaCO3含量的增加，涂料的黏度先上升后下降，在CaCO3含量为20%时黏度最大。这是因为在CaCO3含量较低时，CaCO3能够均勻填充PVC颗粒，在低剪切速率下能够阻碍PVC分子滑移与运动，宏观表现为黏度较高：在CaCO3含量较高时，过量的CaCO3降低了PVC分子极性，使其分子间作用力减小，在低剪切速率下PVC分子运动更容易，宏观表现为黏度较低。随着剪切速率的增加，PVC分子向剪切方向产生取向效应，黏度逐渐降低。对比图两种不同粒径的CaCO3，发现粒径越小的碳酸钙所制备的涂料粘度越高，这是因为粒径越小与PVC分散越均匀，在运动时的阻碍作用与摩擦作用越强，体系黏度就越高。

PVC涂料中加入碳酸钙可以改善涂料的流变性与塑化后材料的力学性能。当涂料中碳酸钙粒径为6000目，含量为20%时，PVC涂料的黏度最高，塑化后样品的拉伸强度最大，断裂伸长率最大，材料的综合性能最优。