P450糊樹脂發泡性能的研究

王輝

（天津渤天化工有限責任公司，天津 300480）

P450糊樹脂發泡性能的研究

王輝

（天津渤天化工有限責任公司，天津 300480）

通過研究P450糊樹脂的聚合度、粘度、增塑劑、填料、加熱時間和溫度等因素的變化對泡孔結構、發泡倍率的影響，找到適宜的發泡條件。

P450糊樹脂；泡孔結構；發泡倍率；增塑糊

氯堿工業是基礎化工行業，在國民經濟和國防建設中占有重要地位，聚氯乙烯糊樹脂是氯堿化工中最具代表性的產品，帶動和促進著一大批相關行業的迅速崛起。聚氯乙烯糊樹脂因其生產及應用的優點，目前成為研究領域的一大熱點。PVC糊樹脂除了具有一般PVC樹脂性能，如：優良的耐化學腐蝕性、電絕緣性、難燃性和較高的強度等又具有其特殊性能，如：優良的成糊性、良好的分散性等。糊樹脂的生產方法通常分為乳液種子聚合法、乳液連續聚合法、微懸浮聚合法、乳液無種子聚合法、種子微懸浮法和乳液微混合法等。目前，國內聚氯乙烯糊樹脂生產工藝主要是種子乳液法和微懸浮法，P450糊樹脂采用種子乳液法由于具有優良的發泡性能，主要用于地板革、人造革和壁紙等領域，在國際市場一直保持良好的發展勢頭。由于裝飾行業的持續發展對人造革、壁紙和地板革等方面的需求仍將有較大的幅度增長，因此預計在近幾年內，其主要原料P450糊樹脂市場仍將保持良好發展勢頭。

1　　主要原料

P450糊樹脂：天津化工廠；

DOP增塑劑：淄博齊威工貿有限公司；

AC發泡劑：江門市中塑進出口有限公司；

K/Zn：江西宏遠泰化工貿易有限公司。

2　　主要設備

霍巴特攪拌器：N50，美國；

烘箱：日本；

旋轉粘度計：ALPHA series，西班牙；恒溫水浴：N-40W，國產；

電子天平：JA51001，國產。

3　　糊樹脂發泡工藝流程

稱取65份DOP、5份AC、2.5份K/Zn及其他助劑放入攪拌器內，稱取100份P450糊樹脂放入攪拌器內，攪拌均勻后放在攪拌器上，低速攪拌10 min，高速攪拌10 min，攪拌結束后將樣品倒入燒杯內，放在恒溫水浴內恒溫放置24 h。用配好的增塑糊在玻璃板上制得刮片，放入烘箱中發泡溫度為205℃，時間6 min，之后測發泡倍率和觀察泡孔結構。

4　　試驗數據與討論

4.1聚合度對P450發泡性能的影響

取不同聚合度而粘度相近的P450糊樹脂進行發泡試驗，見表1。

表1　　不同聚合度P450糊樹脂對發泡性能的影響

由分析數據可以看出，當P450的粘度接近時，聚合度低的糊樹脂，其發泡性能比較好，發泡倍率相對比較高。這是因為當糊樹脂聚合度較低時，其粒徑相對比較小，在增塑糊中游離增塑劑含量低，相應的熔融溫度和熔融粘度都比較低，發泡劑在與P450糊樹脂熱熔融狀態相聯系的溫度下分解為微氣態成分，樹脂在析出氣體之前就進入熔融狀態，而且進入熔融階段后具有良好的流動性，借析出的氣體而膨脹發泡。

4.2粘度對發泡性能的影響

取相同聚合度而粘度不同的P450糊樹脂進行發泡試驗，見表2。

在聚合度相同，而糊粘度相差比較大的情況下，隨著增塑糊粘度的增加，發泡倍率有小幅上升的趨勢；當粘度增加時，相同條件下進行發泡的制品其泡孔相對變大，使得倍率變高，但在粘度升高到6 732 mPa·S時，其泡孔結構不均勻，因此在做糊樹脂發泡制品時，應把粘度控制在6 500 mPa·S以下。

4.3增塑劑的影響

增塑劑是增塑糊配方中的重要成分，也是對聚氯乙烯軟制品的物理性能影響最大的助劑。增塑劑決定著增塑糊的流變行為，可以改善增塑糊的加工性能，并賦予了PVC制品的彈性和柔韌性。PVC是一種強極性的聚合物，分子間的強作用力不僅使PVC的加工性能差，而且使制品堅硬，缺乏柔軟性。在配方中加入適量的增塑劑以后，增塑劑分子可以插入到PVC分子中間，使PVC分子間的距離增大，消弱其分子間的作用力，降低PVC增塑糊的粘度和塑化溫度，使PVC樹脂更易于加工，制品的質量更優良，見表3。

表3　　增塑劑對P450糊樹脂對發泡性能的影響

有分析數據可以看出當DOP為55份時，體系中DOP含量不大，熔體強度大，熔融粘度高，發泡困難，所以制品泡孔粗大且不均勻，隨著DOP份數的增加，體系的粘度降低，發泡變得容易，泡孔變小，泡孔結構為細密均勻。但是當DOP含量過大時，體系粘度過低，容易出現并泡現象。總體來看增大DOP份數會使增塑糊的粘度降低，發泡倍率也呈降低趨勢。在實際生產中，應根據制品的需要選擇DOP的增加量。

4.4填料對發泡性能的影響

在糊制品的加工中，經常添加一定量的填料，一方面可以大量降低成本，另一方面可以賦予某些特殊的功能。碳酸鈣是所有填料中用量最大、使用最普遍的一種，碳酸鈣價格低，無毒、無味、無刺激性，可以中和氯離子而起到穩定效果，而且色白、折光率低、易于著色，所以可以獲得任何所期望的色彩。添加鈣粉可以改善材料的發泡性能，并且可以提高泡沫材料的力學強度，增加制品表面的耐磨性。此外，碳酸鈣的使用可以減少制品的收縮性，在中、高發泡PVC人造革的生產中輕質碳酸鈣、表面處理的超細碳酸鈣和細度在400目以上的重質碳酸鈣為最佳。本文采用P450糊樹脂發泡制品中經常使用的重質超細碳酸鈣進行研究，碳酸鈣填料在使用前應首先烘干水分，粒徑應均勻分布在13 μm左右，細度為1 000目，見表4。

表4　填料對發泡性能的影響

由分析數據可以看出在少量添加時 （80份以下），制品的發泡倍率有緩慢的上升趨勢，泡孔結構均勻細密，泡孔的獨立性較好，這是因為少量的碳酸鈣具有助發泡的作用，在發泡過程中可以借助碳酸鈣起到“泡核”的作用，有助于泡孔均勻細密。當繼續增大碳酸鈣的含量時，發泡倍率會略有降低，泡孔變得不均勻，且獨立性差，制品的手感較差。

4.5加熱時間和溫度對發泡性能的影響

增塑糊的發泡過程一般是在烘箱中完成的，加熱溫度即發泡溫度，是指發泡時烘箱的溫度。加熱溫度和加熱時間是影響發泡過程和發泡制品質量的主要因素。當加熱溫度較低時產品發泡倍率不夠，泡孔少，手感彈性不是很好。當加熱溫度較高時，發泡劑的分解速度變快，達到預定發泡倍率所需的時間相應縮短。在生產中，為了提高生產倍率，往往采用提高發泡溫度的方法來縮短發泡時間。但加熱溫度過高時，增塑糊熔體粘度過低，發泡劑發氣量過大，使泡孔內氣壓過大，泡孔進一步膨脹，使得孔壁變薄，張力變小從而導致泡孔破裂、塌泡或穿泡，其泡孔顯得粗大或大小不一，產品表面毛糙，發泡倍率也不夠，手感彈性同樣不好。加熱時間是影響發泡質量的重要因素，發泡劑分解而發生氣體并不是瞬間的行為，而是以一定速度發生的，所以加熱時間不同，氣體發生量就會不同。如果在氣體發生結束后仍然繼續加熱，生成的泡孔就會因受熱而粘連，變成極其粗大的泡孔。因此，加熱時間應該有適當的范圍，見表5。

表5　　加熱時間和溫度對發泡性能的影響

由分析數據可以看出，在加熱溫度為195℃時，樹脂只有在加熱6 min時才發泡，但發泡倍率低；加熱溫度為200℃時，在加熱5 min和6 min時都發泡，但5 min時發泡倍率偏低；加熱溫度為205℃和210℃時，只有3 min未發泡，其中，4 min時發泡倍率低；加熱溫度220℃時雖然都發泡，但泡空結構都很差.

5　　小結

（1）當P450糊樹脂粘度基本不變時，聚合度低的糊樹脂，其發泡性能比較好，發泡倍率相對比較高。

（2）當P450糊樹脂聚合度相同，而糊粘度相差比較大的情況下，隨著增塑糊粘度的增加，發泡倍率有小幅上升的趨勢。但在粘度升高到6 732 mPa·S時，其泡孔結構不均勻，因此，在做糊樹脂發泡制品時，應把粘度控制在6 500 mPa·S以下。

（3）P450糊樹脂和DOP用量為100∶65樹脂的發泡倍率和泡空結構最好。

（4）在P450糊樹脂發泡中隨著碳酸鈣用量的增加發泡倍率逐漸變大，在80份左右時達到最大之后逐漸變小，并且用量在120份以上時泡空結構變差，綜合分析碳酸鈣用量應控制在80份左右。

（5）加熱時間和溫度對發泡性能都有影響，加熱時間太短樹脂不發泡，加熱溫度過高泡孔結構變差，當加熱時間在6 min加熱溫度在210℃時，P450糊樹脂發泡性能最好。

Study on foaming properties of P450 paste resin

WANG Hui

（Tianjin Botian Chemical Co.，Ltd.，Tianjin 300480，China）

The effect of viscosity，viscosity，plasticizer，filler，heating time and temperature on the structure and foaming rate of P450 paste resin were studied，found suitable foaming condition.

P450 paste resin；foam structure；foaming ratio

324.3

B

1009-1785（2015）12-0011-03

2015-09-21

王輝（1982—），男，2005年畢業于天津理工大學，化學工程與工藝專業，本科學歷，工程師。現就任于天津渤天化工有限責任公司技術中心，主要負責安全、質量、工藝管理等工作。