PVC发泡板材生产工艺和配方探讨

PVC发泡材料由于性能优良，广泛应用于建筑、建材、装饰、家具、广告、汽车等行业，近年来等到快速发展。PVC发泡板材也称安迪板、和雪弗板，从产品外观、性能和成产工艺可分为两类：1.结皮发泡板材，其采用赛卢卡原理生产，表面结一层硬皮，光滑平整、硬度高、力学性能好、并且产品精度高、厚度误差小，对模具、配方、材料、生产工艺要求严格；2.自由发泡板材，产品表面疏松没有结皮，呈细密凹凸状麻面，有利于印刷、喷绘、贴面，采用普通发泡模具即可生产，工艺过程相对容易控制。

　　

　　1工艺及配方

　　

　　目前，过内结皮发泡PVC的生产线大多是引进设备，自由发泡板PVC板材生产线主要是采用国产设备。常规主机一般为80锥形双螺杆挤出机，模具差别较大，主要生产工艺大致相同。

　　

　　1.1主体配方

　　

　　PVC发泡板材的主体配方见表1

　　

　　原料 配方 配方 配方

　　

　　PVC树脂（700）

　　

　　100 100 100

　　

　　复合稳定剂（含铅量30%） 4 0 0

　　

　　钙锌CZ-963稳定剂 0 4.2 0

　　

　　TM181稳定剂 0 0 2

　　

　　GM605 （加工助剂） 3 3 3

　　

　　发泡调调节剂K 400或K100 8 8 8

　　

　　白发泡剂 MS108 1.2 1.2 1.2

　　

　　发泡剂MSV206 黄发泡剂 0.5 0.5 0.5

　　

　　润滑剂

　　

　　AC-316A或3316 0.3 0.3 0.3

　　

　　内润滑剂 G-60 0.8 0.8 0.8

　　

　　轻质活性碳酸钙 60 60 60

　　

　　颜料 适量 适量 适量

　　

　　1.2 工艺

　　

　　将原料准确称重，按工艺要求顺序投料。根据使用发泡剂的种类来确定发泡剂的加入时间，达到捏合终点。物料混料温度达到125度左右时，迅速将物料放在冷混锅中冷却，温度降至50度左右，以防止结块和发泡剂过早分解而影响发泡倍率，造成产品密度增大。其工艺流程图

　　

　　1.3挤出机工艺参数

　　

　　1区 ：168~180 度 2 区 ;170~180 度 3区 160~175 度 4区145~165度

　　

　　5区145~160度 合流芯温度 145~155度 机头温度大约在165~175度 主机电流110A左右

　　

　　螺杆转速15~22转每秒

　　

　　2pvc发泡板材的组分

　　

　　2.1 pvc树脂

　　

　　生产硬质pvc发泡制品，一般选用K值较低的pvc树脂。生产pvc发泡板材一般采用P-700型树脂，加工时其凝胶化速度快，加工温度相对较低，产品质量稳定，密度容易控制。在结皮发泡PVC板材生产中，为提高产品的质量，严格控制产品的密度和厚度的波动，多选用P-700型依稀法pvc树脂。在自由发泡板pvc板材生产中，从降低成本考虑，也有不少厂家才用电石法P-700型PVC树脂。

　　

　　2.2 稳定剂

　　

　　在pvc发泡板材生产过程中，为使物料充分塑化，物料的温度较高；并且板材模具横截面宽，流道长，特别是结皮发泡板材模具的定型段较长；另外发泡剂在分解过程中还产生分解热。这些因素要求稳定剂必须具备足够的热稳定效能，才能保证产品质量，长期稳定生产。氧化铅质量分数在60%左右的铅系复合稳定剂多用于生产普通PVC发泡板材；钙锌复合稳定剂和有机锡复合稳定剂大多用于生产出口的发泡板材和环保型装饰板材及家具用板材。铅系复合稳定剂中的氧化铅和硬脂酸的金属盐类对ADC发泡剂有活化作用，会使ADC发泡剂分解温度变宽。虽然降低发泡温度，但应注意熔融物料离开口模的平稳性，避免局部突发和鼓泡现象。铅系复合稳定剂和钙锌复合稳定剂大多含有一定量的石蜡、硬脂酸及硬脂酸的金属盐类，在配方体系中，这些组分具有良好的润滑作用，应综合考虑其对整体润滑性能所起的作用。推荐型号：

　　

　　YQ102 MA01

　　

　　2.3 ACR和发泡调节剂

　　

　　ACR是由甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯共聚而成，其分子结构为核壳结构，在配方体系中作为加工助剂可有效降低塑化温度，促进塑化效果，提高塑化效率，提高熔体强度，减少熔融脉动，防止熔体破裂，显着提高制品票面光滑度。发泡调节剂是由丙烯酸酯类多种单体经多段乳液聚合而成的具有多层结构的高分子质量聚合物，其组成与作用机理与ACR相似，但在配方体系中更侧重于调节泡孔结构。在挤出加工过程中，发泡调节剂以分子的形式缠绕在pvc大分子上，形成网状结构，不但能促进PVC的塑化，还能显着提高发泡熔体的强度和延展性，使发泡熔体的膨胀处于平稳可控状态，得到泡孔结构均匀细密、独立性好的PVC发泡板材。无论是结皮发泡板材还是自由发泡板材的生产中

　　

　　ACR和发泡调节剂通常配合使用，由于ACR和发泡调节剂本身形成的核壳结构和网状结构对于提高制品常温和低温下的冲击强度作用显着，所以，现在生产过程中不在加CPE抗冲改性剂。推荐ACR型号：GM61

　　

　　GM605 NCR

　　

　　推荐调节剂型号： K530 K100 K400

　　

　　2.4 发泡剂

　　

　　制备发泡制品的基本要求是：熔融物料在离开模唇之前不能发泡：发泡剂的分解温度应与PVC的熔融温度范围相匹配，并且发泡剂的残留应尽量少，从而保证熔融物料在离开口模到定型模具之间发泡剂分解*。释压后的熔体发生均匀膨胀，即使在告诉挤出的情况下，熔体的膨胀仍保持平缓的速率，表面不能出现局部泡孔聚集而不断鼓大泡的现象。通常使用的ADC发泡剂有很多的优点，但是其被活化后分解温度过宽，离开口模后，极易产生局部鼓大泡的现象，在制品表面留下，使次品率升高。还应该提出的是，因ADC发泡剂含有偶氮基团，分解残留会影响到产品环保性的检测，对于出口产品更应该引起注意。

　　

　　昆山迈吉森生产的环保型加工助剂发泡剂，具有良好的加工功能，其技术指标：工作温度为180~200，发气量为180ml/g有效含量≥98%含水质量≤0.5%.该产品在物料中易于分散，泡孔细密均匀，产品密度可有效地控制在0.45~0.5g/㎝3.泡孔的细微特征和闭孔结构有利于形成致密光滑的表面，在满足密度要求的情况下，表面硬度可以达到邵氏D硬度80左右。该发泡剂为吸热反映，可避免芯层过热而发生降解发黄的现象，在厚壁制品中尤为重要。在生产实践中证实，采用该发泡剂可使生产平稳可控，在挤出速率提高30%的情况下，熔融物料离开口模仍保持平缓的膨胀速率，生产稳定性和产品定性好，可有效降低制品的尺寸偏差。推荐型号：

　　

　　MSV-513 MSV-206 MSV-208

　　

　　2.5润滑剂

　　

　　在配方设计时，对PVC发泡板材要充分考虑体系的初期润滑性，使熔融物料在高温状态下仍有良好的外润滑性能，长时间稳定生产时不出沉析、结垢现象。霍尼韦尔中国公司的PE蜡AC-6A有良好的初期润滑作用和提高制品表面光洁度的作用：AC-316A有良好的后期润滑作用和促进物料塑化作用。

　　

　　其主要性质见表2

　　

　　表2 PE 蜡的主要性质

　　

　　牌号 熔点/℃ 硬度 密度/g.㎝ 粘度/pa.s 物理状态

　　

　　───────────────────────────────────────

　　

　　AC-6A 106 4.0 0.92 0.35 粉末

　　

　　A-C617A 101 70. 0.91 0.18 粉末

　　

　　A-C316A 140 <0.5 0.98 8.50④ 微粒

　　

　　───────────────────────────────────────

　　

　　①测试标准为AS TMD-5；测试标准为AS

　　

　　TMD-1505;测试温度为140℃；④测试温度为150℃

　　

　　2.6填充剂

　　

　　在配方体系中，轻质碳酸钙一般用量为10～40份，除作为发泡城核剂使用外，还能降低材料成本。但是其用量过大会使泡孔均匀性变差，影响外观质量，产品密度难以控制，造成综合成本提高。

　　

　　3PVC发泡板材的性能

　　

　　采用该配方生产的PVC发泡板材的性能指标见表3.

　　

　　表3 PVC发泡板材的性能