硬质PVC发泡板材生产工艺浅析

来源：硬质合金 【在线投稿】栏目：期刊导读时间：2020-11-21

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：