硬質PVC發泡板材生產工藝淺析

（新疆天業（集團）有限公司，石河子市，832000） 馮永軍

PVC發泡板又稱為雪弗板和安迪板，其主要化學成分是聚氯乙烯（Polyvinyl chloride），所以也稱為泡沫聚氯乙烯板。根據PVC發泡板材的外觀、性能和生產工藝的不同，可以分為結皮發泡板材和自由發泡板材兩類。上世紀70年代，以德國、奧地利、意大利為代表的國家陸續成功開發了硬質PVC 微發泡技術，具有代表性的廠商有德國的克勞斯瑪菲（Krauss-Maffei)公司、巴登菲爾德（Battenfeid)公司、意大利的保山諾（Bausano）公司、阿姆特（AMUT）公司等。上世紀90年代初，我國通過引進國外微發泡生產設備開始形成小規模工業化生產。國內廠家大多以引進德國、奧地利和意大利的微發泡板材雙螺桿擠出機生產線為主，經過引進、消化、吸收，國內微發泡板材生產設備不斷完善，配方不斷優化，微發泡板材產品質量進一步提高。由于PVC 發泡板材性能優良，已廣泛應用于建筑、建材、裝飾等行業，近兩年得到了快速發展。

1 PVC發泡板材的基礎生產配方

按重量百分比計，PVC樹脂（P-700型），100份；發泡調節劑，5～10 份；發泡劑，0.2～1.0 份；復合穩定劑，6～9份；PE蠟，0.4～0.8份；CaCO3（600目），15～30份，著色劑適量。

1.1 PVC樹脂

生產硬質PVC 發泡板材，一般選用P-700 型PVC樹脂。該樹脂加工時凝膠化速度快，加工溫度相對較低，產品質量穩定。

1.2 發泡調節劑

為了提高熔體強度，防止氣泡的合并，以得到均勻發泡的PVC發泡板材，需要選擇合適的發泡調節劑，使熔體在高速擠出的情況下，保持平緩的速率。

1.3 發泡劑

發泡劑也就是使物料成孔的物質。發泡劑選擇時，需要考慮與PVC 的相溶性及分散性好、發氣量大、分解速度快的發泡助劑。發泡劑用量過多，因發氣量過大，易引起表面凹坑或凸泡，影響外觀質量。反之，用量過低，則不能起到發泡效果，使板材的成本上升。

1.4 復合穩定劑

PVC 樹脂在160℃以上才能加工成型，而它在120～130℃時就開始熱分解，釋放出氯化氫氣體，如果不抑制氯化氫的產生，分解又會進一步加劇。由于板材生產模具橫截面寬，流道長，發泡劑在分解過程中又會產生分解熱，為延緩熱分解，避免物料充分塑化時溫度過高，要求穩定劑必須具備足夠的熱穩定效能，才能保證產品質量長期穩定。

1.5 潤滑劑

潤滑劑在PVC發泡板材生產過程中，既要考慮能降低剪切熱和摩擦熱，還要使物料在高溫狀態下仍有良好的外潤滑性能，保證長時間穩定生產時不出現沉析現象。

1.6 填充劑

填充劑選擇600目輕質碳酸鈣。使用填充劑既可作為發泡成核劑，還能降低材料成本。但其用量還可過大，否則會影響板材的密度，板材外觀質量下降。

2 生產工藝

將準確稱量的物料按工藝要求順序投入高速混合機捏合。物料溫度控制在100～120℃左右，混合均勻后迅速將物料放入冷攪鍋中冷卻至室溫，以防止物料結塊和發泡劑過早分解。物料投入雙螺桿擠出機中成型，擠出溫度設置在170～185℃，使物料中的發泡劑在鋼筒均化段充分分解。其生產流程如下：

PVC 樹脂、助劑→稱量→高速捏合→冷卻→擠出成型→成品入庫→產品檢驗→自動切割→冷卻定型

3 生產工藝對PVC發泡板材性能的影響

3.1 螺桿轉速的影響

螺桿轉速對溫度產生影響。螺桿轉速越高，摩擦熱越大，溫度上升加快，給穩定生產帶來困難；反之，螺桿轉速過低，摩擦熱小，可避免物料過熱分解，但不利于熔融塑化，生產效率低。實驗表明，通常螺桿轉速控制在15～20r/min。

3.2 擠出溫度的影響

適當提高溫度，可促進泡核的增長。但溫度過高會使熔體強度降低，導致不規整泡孔的產生。理想的機筒溫度是在均化段使大部分發泡劑分解。各段擠出成型溫度如表1：

表1 各段擠出成型溫度表

3.3 模具的影響

塑料熔體由擠出機進入到成型模具，熔體的運動也由螺旋運動變為直線運動，熔體進入模腔內的剪切流動，使塑料熔體進一步塑化均勻。PVC發泡板材的模具在設計時應建立足夠的壓力以防止塑料熔體在模腔內發泡，通過均勻減少模腔流道的橫截面，平穩提高模具的阻力。

4 結語

（1）PVC 發泡板材是一種新型節能環保材料，其性能優良，具有廣闊的發展前景。

（2）配方是決定產品性能的關鍵，適量的發泡劑、低毒或無毒的高效復合穩定劑的相互協同增效作用，才能生產出高品質的產品。

（3）嚴格控制物料的捏合、擠出成型、冷卻定型工藝參數，對穩定產品性能起著重要作用。

（4）統籌掌握配方和統合成本的關系，以達到最佳經濟效益。