PVC發(fā)泡板材生產(chǎn)工藝和配方探討

PVC發(fā)泡材料由于性能優(yōu)良，廣泛應(yīng)用于建筑、建材、裝飾、家具、廣告、汽車等行業(yè)，近年來等到快速發(fā)展。PVC發(fā)泡板材也稱安迪板、和雪弗板，從產(chǎn)品外觀、性能和成產(chǎn)工藝可分為兩類：1.結(jié)皮發(fā)泡板材，其采用賽盧卡原理生產(chǎn)，表面結(jié)一層硬皮，光滑平整、硬度高、力學(xué)性能好、并且產(chǎn)品精度高、厚度誤差小，對模具、配方、材料、生產(chǎn)工藝要求嚴格；2.自由發(fā)泡板材，產(chǎn)品表面疏松沒有結(jié)皮，呈細密凹凸狀麻面，有利于印刷、噴繪、貼面，采用普通發(fā)泡模具即可生產(chǎn)，工藝過程相對容易控制。

　　

　　1工藝及配方

　　

　　目前，過內(nèi)結(jié)皮發(fā)泡PVC的生產(chǎn)線大多是引進設(shè)備，自由發(fā)泡板PVC板材生產(chǎn)線主要是采用國產(chǎn)設(shè)備。常規(guī)主機一般為80錐形雙螺桿擠出機，模具差別較大，主要生產(chǎn)工藝大致相同。

　　

　　1.1主體配方

　　

　　PVC發(fā)泡板材的主體配方見表1

　　

　　原料 配方 配方 配方

　　

　　PVC樹脂（700）

　　

　　100 100 100

　　

　　復(fù)合穩(wěn)定劑（含鉛量30%） 4 0 0

　　

　　鈣鋅CZ-963穩(wěn)定劑 0 4.2 0

　　

　　TM181穩(wěn)定劑 0 0 2

　　

　　GM605 （加工助劑） 3 3 3

　　

　　發(fā)泡調(diào)調(diào)節(jié)劑K 400或K100 8 8 8

　　

　　白發(fā)泡劑 MS108 1.2 1.2 1.2

　　

　　發(fā)泡劑MSV206 黃發(fā)泡劑 0.5 0.5 0.5

　　

　　潤滑劑

　　

　　AC-316A或3316 0.3 0.3 0.3

　　

　　內(nèi)潤滑劑 G-60 0.8 0.8 0.8

　　

　　輕質(zhì)活性碳酸鈣 60 60 60

　　

　　顏料 適量 適量 適量

　　

　　1.2 工藝

　　

　　將原料準確稱重，按工藝要求順序投料。根據(jù)使用發(fā)泡劑的種類來確定發(fā)泡劑的加入時間，達到捏合終點。物料混料溫度達到125度左右時，迅速將物料放在冷混鍋中冷卻，溫度降至50度左右，以防止結(jié)塊和發(fā)泡劑過早分解而影響發(fā)泡倍率，造成產(chǎn)品密度增大。其工藝流程圖

　　

　　1.3擠出機工藝參數(shù)

　　

　　1區(qū) ：168~180 度 2 區(qū) ;170~180 度 3區(qū) 160~175 度 4區(qū)145~165度

　　

　　5區(qū)145~160度 合流芯溫度 145~155度 機頭溫度大約在165~175度 主機電流110A左右

　　

　　螺桿轉(zhuǎn)速15~22轉(zhuǎn)每秒

　　

　　2pvc發(fā)泡板材的組分

　　

　　2.1 pvc樹脂

　　

　　生產(chǎn)硬質(zhì)pvc發(fā)泡制品，一般選用K值較低的pvc樹脂。生產(chǎn)pvc發(fā)泡板材一般采用P-700型樹脂，加工時其凝膠化速度快，加工溫度相對較低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，密度容易控制。在結(jié)皮發(fā)泡PVC板材生產(chǎn)中，為提高產(chǎn)品的質(zhì)量，嚴格控制產(chǎn)品的密度和厚度的波動，多選用P-700型依稀法pvc樹脂。在自由發(fā)泡板pvc板材生產(chǎn)中，從降低成本考慮，也有不少廠家才用電石法P-700型PVC樹脂。

　　

　　2.2 穩(wěn)定劑

　　

　　在pvc發(fā)泡板材生產(chǎn)過程中，為使物料充分塑化，物料的溫度較高；并且板材模具橫截面寬，流道長，特別是結(jié)皮發(fā)泡板材模具的定型段較長；另外發(fā)泡劑在分解過程中還產(chǎn)生分解熱。這些因素要求穩(wěn)定劑必須具備足夠的熱穩(wěn)定效能，才能保證產(chǎn)品質(zhì)量，長期穩(wěn)定生產(chǎn)。氧化鉛質(zhì)量分數(shù)在60%左右的鉛系復(fù)合穩(wěn)定劑多用于生產(chǎn)普通PVC發(fā)泡板材；鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑和有機錫復(fù)合穩(wěn)定劑大多用于生產(chǎn)出口的發(fā)泡板材和環(huán)保型裝飾板材及家具用板材。鉛系復(fù)合穩(wěn)定劑中的氧化鉛和硬脂酸的金屬鹽類對ADC發(fā)泡劑有活化作用，會使ADC發(fā)泡劑分解溫度變寬。雖然降低發(fā)泡溫度，但應(yīng)注意熔融物料離開口模的平穩(wěn)性，避免局部突發(fā)和鼓泡現(xiàn)象。鉛系復(fù)合穩(wěn)定劑和鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑大多含有一定量的石蠟、硬脂酸及硬脂酸的金屬鹽類，在配方體系中，這些組分具有良好的潤滑作用，應(yīng)綜合考慮其對整體潤滑性能所起的作用。推薦型號：

　　

　　YQ102 MA01

　　

　　2.3 ACR和發(fā)泡調(diào)節(jié)劑

　　

　　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，其分子結(jié)構(gòu)為核殼結(jié)構(gòu)，在配方體系中作為加工助劑可有效降低塑化溫度，促進塑化效果，提高塑化效率，提高熔體強度，減少熔融脈動，防止熔體破裂，顯著提高制品票面光滑度。發(fā)泡調(diào)節(jié)劑是由丙烯酸酯類多種單體經(jīng)多段乳液聚合而成的具有多層結(jié)構(gòu)的高分子質(zhì)量聚合物，其組成與作用機理與ACR相似，但在配方體系中更側(cè)重于調(diào)節(jié)泡孔結(jié)構(gòu)。在擠出加工過程中，發(fā)泡調(diào)節(jié)劑以分子的形式纏繞在pvc大分子上，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不但能促進PVC的塑化，還能顯著提高發(fā)泡熔體的強度和延展性，使發(fā)泡熔體的膨脹處于平穩(wěn)可控狀態(tài)，得到泡孔結(jié)構(gòu)均勻細密、獨立性好的PVC發(fā)泡板材。無論是結(jié)皮發(fā)泡板材還是自由發(fā)泡板材的生產(chǎn)中

　　

　　ACR和發(fā)泡調(diào)節(jié)劑通常配合使用，由于ACR和發(fā)泡調(diào)節(jié)劑本身形成的核殼結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對于提高制品常溫和低溫下的沖擊強度作用顯著，所以，現(xiàn)在生產(chǎn)過程中不在加CPE抗沖改性劑。推薦ACR型號：GM61

　　

　　GM605 NCR

　　

　　推薦調(diào)節(jié)劑型號： K530 K100 K400

　　

　　2.4 發(fā)泡劑

　　

　　制備發(fā)泡制品的基本要求是：熔融物料在離開模唇之前不能發(fā)泡：發(fā)泡劑的分解溫度應(yīng)與PVC的熔融溫度范圍相匹配，并且發(fā)泡劑的殘留應(yīng)盡量少，從而保證熔融物料在離開口模到定型模具之間發(fā)泡劑分解*。釋壓后的熔體發(fā)生均勻膨脹，即使在告訴擠出的情況下，熔體的膨脹仍保持平緩的速率，表面不能出現(xiàn)局部泡孔聚集而不斷鼓大泡的現(xiàn)象。通常使用的ADC發(fā)泡劑有很多的優(yōu)點，但是其被活化后分解溫度過寬，離開口模后，極易產(chǎn)生局部鼓大泡的現(xiàn)象，在制品表面留下，使次品率升高。還應(yīng)該提出的是，因ADC發(fā)泡劑含有偶氮基團，分解殘留會影響到產(chǎn)品環(huán)保性的檢測，對于出口產(chǎn)品更應(yīng)該引起注意。

　　

　　昆山邁吉森生產(chǎn)的環(huán)保型加工助劑發(fā)泡劑，具有良好的加工功能，其技術(shù)指標：工作溫度為180~200，發(fā)氣量為180ml/g有效含量≥98%含水質(zhì)量≤0.5%.該產(chǎn)品在物料中易于分散，泡孔細密均勻，產(chǎn)品密度可有效地控制在0.45~0.5g/㎝3.泡孔的細微特征和閉孔結(jié)構(gòu)有利于形成致密光滑的表面，在滿足密度要求的情況下，表面硬度可以達到邵氏D硬度80左右。該發(fā)泡劑為吸熱反映，可避免芯層過熱而發(fā)生降解發(fā)黃的現(xiàn)象，在厚壁制品中尤為重要。在生產(chǎn)實踐中證實，采用該發(fā)泡劑可使生產(chǎn)平穩(wěn)可控，在擠出速率提高30%的情況下，熔融物料離開口模仍保持平緩的膨脹速率，生產(chǎn)穩(wěn)定性和產(chǎn)品定性好，可有效降低制品的尺寸偏差。推薦型號：

　　

　　MSV-513 MSV-206 MSV-208

　　

　　2.5潤滑劑

　　

　　在配方設(shè)計時，對PVC發(fā)泡板材要充分考慮體系的初期潤滑性，使熔融物料在高溫狀態(tài)下仍有良好的外潤滑性能，長時間穩(wěn)定生產(chǎn)時不出沉析、結(jié)垢現(xiàn)象?；裟犴f爾中國公司的PE蠟AC-6A有良好的初期潤滑作用和提高制品表面光潔度的作用：AC-316A有良好的后期潤滑作用和促進物料塑化作用。

　　

　　其主要性質(zhì)見表2

　　

　　表2 PE 蠟的主要性質(zhì)

　　

　　牌號 熔點/℃ 硬度 密度/g.㎝ 粘度/pa.s 物理狀態(tài)

　　

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

　　

　　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

　　

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

　　

　?、贉y試標準為AS TMD-5；測試標準為AS

　　

　　TMD-1505;測試溫度為140℃；④測試溫度為150℃

　　

　　2.6填充劑

　　

　　在配方體系中，輕質(zhì)碳酸鈣一般用量為10～40份，除作為發(fā)泡城核劑使用外，還能降低材料成本。但是其用量過大會使泡孔均勻性變差，影響外觀質(zhì)量，產(chǎn)品密度難以控制，造成綜合成本提高。

　　

　　3PVC發(fā)泡板材的性能

　　

　　采用該配方生產(chǎn)的PVC發(fā)泡板材的性能指標見表3.

　　

　　表3 PVC發(fā)泡板材的性能