CN102558709B - 一种软质聚氯乙烯发泡材料及其成型方法 - Google Patents
一种软质聚氯乙烯发泡材料及其成型方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种软质聚氯乙烯发泡材料，包括80重量份的聚氯乙烯；85-105重量份的增塑剂，其中包括35-45重量份的磷酸三甲苯酯；0-0.2重量份的过氧化二异丙苯；0-0.01重量份丙烯酸酯类交联助剂；6-10重量份的偶氮二甲酰胺发泡剂；3.8-6.6重量份的钙锌复合稳定剂；0.4-0.8重量份的硬脂酸；0-0.2重量份的柠檬酸；5-10重量份的填料。还涉及一种软质聚氯乙烯发泡材料的成型方法，包括以下步骤：称取发泡配方；预塑化；高温混炼；低温混炼；自由发泡。本发明避免了模压发泡中压力控制难、物料温度分布不均导致的泡沫色差的问题；采用无毒增塑剂乙酰柠檬酸三丁酯，热稳定剂钙锌复合稳定剂，无毒安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种发泡材料及其成型方法，尤其涉及一种软质聚氯乙烯发泡材料及其成型方法。
背景技术
常规的聚氯乙烯泡沫塑料的模压发泡生产过程包含有：将聚氯乙烯树脂料、发泡剂以及其它助剂的混合物经过混合、混炼出片后放入模具中，然后在一定压力和温度下发泡一定时间，取出泡沫制品。模压发泡存在一些缺点：发泡时压力不容易控制，加料量的波动导致同一批泡沫的密度、性能等不均一；聚氯乙烯料片在模框中发泡时，由于模内物料内外部温度不一致，导致表面的物料受热后黏度下降从模具分型面溢出，发生“跑料”现象，导致泡沫材料产生褶皱，难以保持外表面平整；另外，由于生产时物料温度分布不均匀而导致温度高的部分颜色焦黄，温度低的部分发泡剂未充分分解。而且传统聚氯乙烯发泡配方中所用邻苯二甲酸酯的增塑剂如邻苯二甲酸二辛酯DOP、邻苯二甲酸二丁酯DBP等具有一定毒性，影响人的健康，逐渐被各个国家禁用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有泡沫塑料具有毒性及其生产方法的不足，本发明提供一种软质聚氯乙烯发泡材料及其成型方法，用于缓冲材料、绝热材料、隔音及阻尼减震材料，避免压力控制难的问题，所制的泡沫色差小，弹性好，而且没有毒性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种软质聚氯乙烯发泡材料，包括80重量份的聚氯乙烯；
85-105重量份的增塑剂，其中包括35-45重量份的磷酸三甲苯酯；
0-0.2重量份的过氧化二异丙苯；
0-0.01重量份丙烯酸酯类交联助剂；
6-10重量份的偶氮二甲酰胺发泡剂；
3.8-6.6重量份的钙锌复合稳定剂；
0.4-0.8重量份的硬脂酸；
0-0.2重量份的柠檬酸。
为了节省聚氯乙烯用量，降低成本，并改进性能，还包括5-10重量份的填料。
为了使发泡材料没有毒性，所述的增塑剂中还包括50-60重量份的乙酰柠檬酸三丁酯。
作为优选，所述的丙烯酸酯类交联助剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，含量为所述的过氧化二异丙苯的10％-20％。
作为优选，所述的填料为白炭黑、2500目的经过钛酸酯偶联剂表面处理的碳酸钙。
一种软质聚氯乙烯发泡材料的成型方法，包括以下步骤：
(1)称取发泡配方：
80重量份的聚氯乙烯；
85-105重量份的增塑剂，其中包括35-45重量份的磷酸三甲苯酯；
0-0.2重量份的过氧化二异丙苯；
0-0.01重量份丙烯酸酯类交联助剂；
6-10重量份的偶氮二甲酰胺发泡剂；
3.8-6.6重量份的钙锌复合稳定剂；
5-10重量份的填料；
0.4-0.8重量份的硬脂酸；
0-0.2重量份的柠檬酸；
(2)预塑化：将步骤(1)中发泡配方的聚氯乙烯、增塑剂和钙锌复合稳定剂混合，在100-120℃的烘箱中搅拌，使增塑剂完全被聚氯乙烯吸收；
(3)高温混炼：将经过步骤(2)预塑化后的物料在110-120℃的开炼机中进行塑炼，打薄通3-7次，出料片；
(4)低温混炼：控制开炼机前后辊温度在80℃以下，加入经过步骤(3)高温混炼后的料片，包辊成膜状，逐渐加入步骤(1)中发泡配方的余下配方；在开炼机上打薄通2-6次至物料混合均匀；开炼机出混炼片；
(5)自由发泡：将经过步骤(4)低温混炼的混炼片在模框中进行预定型，然后将混炼片放入干燥箱，在170-190℃下发泡3-8分钟。
为了使增塑剂完全被聚氯乙烯吸收，步骤(2)中发泡配方在烘箱中每隔3-5分钟搅拌1次，预塑化的总时间为30-60分钟。
作为优选，步骤(5)中所述的模框在平板硫化机中，预定型的温度为90-100℃，压力为2-5MPa，预定型时间3分钟。
为了使发泡材料没有毒性，步骤(1)中所述的增塑剂中还包括50-60重量份的乙酰柠檬酸三丁酯。
作为优选，步骤(1)中所述的丙烯酸酯类交联助剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，含量为所述的过氧化二异丙苯的10％-20％。
作为优选，步骤(1)中所述的填料为白炭黑、2500目的经过钛酸酯偶联剂表面处理的碳酸钙。
本发明的有益效果是，本发明的一种软质聚氯乙烯发泡材料及其成型方法，预塑化后对物料进行高、低温混炼，物料混合均匀，对混炼片预定型后，混炼片脱离模框在干燥箱中自由发泡，物料温度分布均匀，不会出现泡沫色差的问题，控制方便；采用无毒增塑剂乙酰柠檬酸三丁酯，可用于食品包装；采用钙锌复合稳定剂作为热稳定剂，无毒安全，取代了传统的有毒性并且污染环境的铅盐稳定剂；本发明的一种软质聚氯乙烯发泡材料可用于包装、制冷机组管道保温，缓冲衬垫、吸声降噪等领域，使用范围较广。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明中软质聚氯乙烯发泡材料成型方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
本发明一种软质聚氯乙烯发泡材料，包括
80重量份的聚氯乙烯；
85-105重量份的增塑剂，其中包括35-45重量份的磷酸三甲苯酯；
0-0.2重量份的过氧化二异丙苯；
0-0.01重量份丙烯酸酯类交联助剂；
6-10重量份的偶氮二甲酰胺发泡剂；
3.8-6.6重量份的钙锌复合稳定剂；
0.4-0.8重量份的硬脂酸；
0-0.2重量份的柠檬酸。
为了节省聚氯乙烯用量，降低成本，并改进性能，还包括5-10重量份的填料。
为了使发泡材料没有毒性，所述的增塑剂中还包括50-60重量份的乙酰柠檬酸三丁酯。
所述的丙烯酸酯类交联助剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，含量为所述的过氧化二异丙苯的10％-20％。
所述的填料为白炭黑、2500目的经过钛酸酯偶联剂表面处理的碳酸钙。
本发明一种软质聚氯乙烯发泡材料的成型方法，工艺流程示意图如图1所示，包括以下步骤：
(1)称取发泡配方：
80重量份的聚氯乙烯；
85-105重量份的增塑剂，其中包括35-45重量份的磷酸三甲苯酯；
0-0.2重量份的过氧化二异丙苯；
0-0.01重量份丙烯酸酯类交联助剂；
6-10重量份的偶氮二甲酰胺发泡剂；
3.8-6.6重量份的钙锌复合稳定剂；
5-10重量份的填料；
0.4-0.8重量份的硬脂酸；
0-0.2重量份的柠檬酸；
(2)预塑化：将步骤(1)中发泡配方的聚氯乙烯、增塑剂和钙锌复合稳定剂混合，在100-120℃的烘箱中搅拌，使增塑剂完全被聚氯乙烯吸收；
(3)高温混炼：将经过步骤(2)预塑化后的物料在110-120℃的开炼机中进行塑炼，打薄通3-7次，出料片；
(4)低温混炼：控制开炼机前后辊温度在80℃以下，加入经过步骤(3)高温混炼后的料片，包辊成膜状，逐渐加入步骤(1)中发泡配方的余下配方；在开炼机上打薄通2-6次至物料混合均匀；开炼机出混炼片；
(5)自由发泡：将经过步骤(4)低温混炼的混炼片在模框中进行预定型，然后将混炼片放入干燥箱，在170-190℃下发泡3-8分钟。
为了使增塑剂完全被聚氯乙烯吸收，步骤(2)中发泡配方在烘箱中每隔3-5分钟搅拌1次，预塑化的总时间为30-60分钟。
作为优选，步骤(5)中所述的模框在平板硫化机中，预定型的温度为90-100℃，压力为2-5MPa，预定型时间3分钟。
步骤(1)中所述的增塑剂中还包括50-60重量份的乙酰柠檬酸三丁酯。
步骤(1)中所述的丙烯酸酯类交联助剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，含量为过氧化二异丙苯的10％-20％。
步骤(1)中所述的填料为白炭黑、2500目的经过钛酸酯偶联剂表面处理的碳酸钙。
当填料为2500目的钛酸酯偶联剂表面处理的碳酸钙时，发泡材料的密度可达0.2-0.3g/cm3。
实施例1
按下列配方称取物料，聚氯乙烯：80重量份，磷酸三甲苯酯：40重量份，乙酰柠檬酸三丁酯：50重量份，过氧化二异丙苯：0.15重量份，偶氮二甲酰胺发泡剂：8重量份，氧化锌：1.0重量份，硬脂酸：0.6重量份，柠檬酸：0.15重量份，钙锌复合稳定剂4重量份，气相二氧化硅7重量份。
预塑化：先将聚氯乙烯和增塑剂以及钙锌复合稳定剂混合后放入100-110℃烘箱内进行预塑化，且每隔5分钟搅拌一次，总共搅拌4-5次，使增塑剂完全被聚氯乙烯树脂吸收。
高温混炼：将上述物料整体投入开炼机后，混炼至110℃后排胶。将开炼机辊距调至0.2mm打薄通3～7次，然后将辊距调至3.0mm以50×100cm出片。
低温混炼：控制开炼机前后辊温度在80℃以下，加入高温混炼后的料片，包辊成膜状后，逐渐加入步骤(1)中发泡配方的余下配方；在开炼机上打薄通2-6次至物料混合均匀；开炼机出混炼片；
最后将混炼片按照15Kg每份称量后码垛存放。
聚氯乙烯在干燥箱中的自由发泡：将上述预塑化的物料在平板硫化机上进行预定型，预定型的温度为90-100℃，压力为2-5MPa，预定型时间3分钟。
然后将片料称重后放入电热恒温鼓风干燥箱在180℃温度下发泡5分钟。
对所制得的聚氯乙烯泡沫进行性能测试：密度按GB/T 6342)1995测试，密度为0.32g/cm3；撕裂强度按GB/T 529)1999测试，撕裂强度为2.9N/mm；拉伸强度和断裂伸长率按GB/T 528)1998测试，拉伸强度为0.36MPa，断裂伸长率为190％。由此可以看出，本发明的发泡材料具有良好的性能。
实施例2
按下列配方称取物料，聚氯乙烯：80重量份，磷酸三甲苯酯：40重量份，乙酰柠檬酸三丁酯：50重量份，过氧化二异丙苯：0.15重量份，偶氮二甲酰胺发泡剂：8重量份，氧化锌：1.0重量份，硬脂酸：0.6重量份，柠檬酸：0.15重量份，钙锌复合稳定剂：4重量份，2500目经过钛酸酯偶联剂表面处理的碳酸钙：7重量份。
预塑化：先将聚氯乙烯和增塑剂以及钙锌复合稳定剂混合后放入100-110℃烘箱内进行预塑化，且每隔5分钟搅拌一次，总共搅拌4-5次，使增塑剂完全被聚氯乙烯树脂吸收。
高温混炼：将上述物料整体投入开炼机后，混炼至110℃后排胶。将开炼机辊距调至0.2mm打薄通3-7次，然后将辊距调至3.0mm以50×100cm出片。
低温混炼：控制开炼机前后辊温度在80℃以下，加入高温混炼后的料片，包辊成膜状后，逐渐加入步骤(1)中发泡配方的余下配方；在开炼机上打薄通2-6次至物料混合均匀；开炼机出混炼片；
最后将混炼片按照15Kg每份称量后码垛存放。
聚氯乙烯在干燥箱中的自由发泡：将上述预塑化的物料在平板硫化机上进行预定型，预定型的温度为90-100℃，压力为2-5MPa，预定型时间3分钟。
然后将片料称重后放入电热恒温鼓风干燥箱在180℃温度下发泡5分钟。
对所制得的聚氯乙烯泡沫进行性能测试：密度按GB/T 6342)1995测试，密度为0.22g/cm3；撕裂强度按GB/T 529)1999测试，撕裂强度为3.2N/mm；拉伸强度和断裂伸长率按GB/T 528)1998测试，拉伸强度为0.45MPa，断裂伸长率为218％。由此可以看出，本发明的发泡材料具有良好的性能。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种软质聚氯乙烯发泡材料，其特征在于：由
80重量份的聚氯乙烯；
85-105重量份的增塑剂，其中包括35-45重量份的磷酸三甲苯酯；
0-0.2重量份的过氧化二异丙苯；
0-0.01重量份丙烯酸酯类交联助剂；
6-10重量份的偶氮二甲酰胺发泡剂；
3.8-6.6重量份的钙锌复合稳定剂；
5-10重量份的填料；
0.4-0.8重量份的硬脂酸；
0-0.2重量份的柠檬酸组成；
所述的填料为白炭黑、2500目的经过钛酸酯偶联剂表面处理的碳酸钙。
2.如权利要求1所述的一种软质聚氯乙烯发泡材料，其特征在于：所述的增塑剂中还包括50-60重量份的乙酰柠檬酸三丁酯。
3.如权利要求1所述的一种软质聚氯乙烯发泡材料，其特征在于：所述的丙烯酸酯类交联助剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，含量为所述的过氧化二异丙苯的10％-20％。
4.一种软质聚氯乙烯发泡材料的成型方法，其特征是包括以下步骤：
（1）称取发泡配方：
80重量份的聚氯乙烯；
85-105重量份的增塑剂，其中包括35-45 重量份的磷酸三甲苯酯；
0-0.2重量份的过氧化二异丙苯；
0-0.01重量份丙烯酸酯类交联助剂；
6-10重量份的偶氮二甲酰胺发泡剂；
3.8-6.6重量份的钙锌复合稳定剂；
5-10重量份的填料；
0.4-0.8重量份的硬脂酸；
0-0.2重量份的柠檬酸；
（2）预塑化：将步骤（1）中发泡配方的聚氯乙烯、增塑剂和钙锌复合稳定剂混合，在100-120℃的烘箱中搅拌，使增塑剂完全被聚氯乙烯吸收；
（3）高温混炼：将经过步骤（2）预塑化后的物料在110-120℃的开炼机中进行塑炼，打薄通3-7次，出料片；
（4）低温混炼：控制开炼机前后辊温度在80℃以下，加入经过步骤（3）高温混炼后的料片，包辊成膜状，逐渐加入步骤（1）中发泡配方的余下配方；在开炼机上打薄通2-6次至物料混合均匀；开炼机出混炼片；
（5）自由发泡：将经过步骤（4）低温混炼的混炼片在模框中进行预定型，然后将混炼片放入干燥箱，在170-190℃下发泡3-8分钟；
步骤（1）中所述的填料为白炭黑、2500目的经过钛酸酯偶联剂表面处理的碳酸钙。
5.如权利要求4所述的一种软质聚氯乙烯发泡材料的成型方法，其特征在于：步骤（2）中发泡配方在烘箱中每隔3-5分钟搅拌1次，预塑化的总时间为30-60分钟。
6.如权利要求4所述的一种软质聚氯乙烯发泡材料的成型方法，其特征在于：步骤（5）中所述的模框在平板硫化机中，预定型的温度为90-100℃，压力为2-5MPa，预定型时间3分钟。
7.如权利要求4所述的一种软质聚氯乙烯发泡材料的成型方法，其特征在于：步骤（1）中所述的增塑剂中还包括50-60重量份的乙酰柠檬酸三丁酯。
8.如权利要求4所述的一种软质聚氯乙烯发泡材料的成型方法，其特征在于：步骤（1）中所述的丙烯酸酯类交联助剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，含量为所述的过氧化二异丙苯的10％-20％。
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