硬质发泡板材生产工艺浅析

PVC发泡板又称为雪弗板和安迪板，其主要化学成分是聚氯乙烯（Polyvinyl chloride），所以也称为泡沫聚氯乙烯板。根据PVC发泡板材的外观、性能和生产工艺的不同，可以分为结皮发泡板材和自由发泡板材两类。上世纪70年代，以德国、奥地利、意大利为代表的国家陆续成功开发了硬质PVC 微发泡技术，具有代表性的厂商有德国的克劳斯玛菲（Krauss-Maffei)公司、巴登菲尔德（Battenfeid)公司、意大利的保山诺（Bausano）公司、阿姆特（AMUT）公司等。上世纪90年代初，我国通过引进国外微发泡生产设备开始形成小规模工业化生产。国内厂家大多以引进德国、奥地利和意大利的微发泡板材双螺杆挤出机生产线为主，经过引进、消化、吸收，国内微发泡板材生产设备不断完善，配方不断优化，微发泡板材产品质量进一步提高。由于PVC 发泡板材性能优良，已广泛应用于建筑、建材、装饰等行业，近两年得到了快速发展。

1 PVC发泡板材的基础生产配方

按重量百分比计，PVC树脂（P-700型），100份；发泡调节剂，5～10 份；发泡剂，0.2～1.0 份；复合稳定剂，6～9份；PE蜡，0.4～0.8份；CaCO3（600目），15～30份，着色剂适量。

1.1 PVC树脂

生产硬质PVC 发泡板材，一般选用P-700 型PVC树脂。该树脂加工时凝胶化速度快，加工温度相对较低，产品质量稳定。

1.2 发泡调节剂

为了提高熔体强度，防止气泡的合并，以得到均匀发泡的PVC发泡板材，需要选择合适的发泡调节剂，使熔体在高速挤出的情况下，保持平缓的速率。

1.3 发泡剂

发泡剂也就是使物料成孔的物质。发泡剂选择时，需要考虑与PVC 的相溶性及分散性好、发气量大、分解速度快的发泡助剂。发泡剂用量过多，因发气量过大，易引起表面凹坑或凸泡，影响外观质量。反之，用量过低，则不能起到发泡效果，使板材的成本上升。

1.4 复合稳定剂

PVC 树脂在160℃以上才能加工成型，而它在120～130℃时就开始热分解，释放出氯化氢气体，如果不抑制氯化氢的产生，分解又会进一步加剧。由于板材生产模具横截面宽，流道长，发泡剂在分解过程中又会产生分解热，为延缓热分解，避免物料充分塑化时温度过高，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。

1.5 润滑剂

润滑剂在PVC发泡板材生产过程中，既要考虑能降低剪切热和摩擦热，还要使物料在高温状态下仍有良好的外润滑性能，保证长时间稳定生产时不出现沉析现象。

1.6 填充剂

填充剂选择600目轻质碳酸钙。使用填充剂既可作为发泡成核剂，还能降低材料成本。但其用量还可过大，否则会影响板材的密度，板材外观质量下降。

2 生产工艺

将准确称量的物料按工艺要求顺序投入高速混合机捏合。物料温度控制在100～120℃左右，混合均匀后迅速将物料放入冷搅锅中冷却至室温，以防止物料结块和发泡剂过早分解。物料投入双螺杆挤出机中成型，挤出温度设置在170～185℃，使物料中的发泡剂在钢筒均化段充分分解。其生产流程如下：

PVC 树脂、助剂→称量→高速捏合→冷却→挤出成型→成品入库→产品检验→自动切割→冷却定型

3 生产工艺对PVC发泡板材性能的影响

3.1 螺杆转速的影响

螺杆转速对温度产生影响。螺杆转速越高，摩擦热越大，温度上升加快，给稳定生产带来困难；反之，螺杆转速过低，摩擦热小，可避免物料过热分解，但不利于熔融塑化，生产效率低。实验表明，通常螺杆转速控制在15～20r/min。

3.2 挤出温度的影响

适当提高温度，可促进泡核的增长。但温度过高会使熔体强度降低，导致不规整泡孔的产生。理想的机筒温度是在均化段使大部分发泡剂分解。各段挤出成型温度如表1：

表1 各段挤出成型温度表?

3.3 模具的影响

塑料熔体由挤出机进入到成型模具，熔体的运动也由螺旋运动变为直线运动，熔体进入模腔内的剪切流动，使塑料熔体进一步塑化均匀。PVC发泡板材的模具在设计时应建立足够的压力以防止塑料熔体在模腔内发泡，通过均匀减少模腔流道的横截面，平稳提高模具的阻力。

4 结语

（1）PVC 发泡板材是一种新型节能环保材料，其性能优良，具有广阔的发展前景。

（2）配方是决定产品性能的关键，适量的发泡剂、低毒或无毒的高效复合稳定剂的相互协同增效作用，才能生产出高品质的产品。

文章来源：《硬质合金》 网址: http://www.yzhjzzs.cn/qikandaodu/2021/0330/511.html