CN101423642A - 无毒聚氯乙烯压延制品及其制作配方 - Google Patents

Abstract

一种无毒聚氯乙烯压延制品及其制作配方，由于制作配方中采用非邻苯二甲酸酯类(Non－Phthalates)的可塑剂，可避免传统邻苯二甲酸酯类可塑剂所造成的危害，并且，本发明的配方设计包括以非聚氯乙烯(Non－PVC)乳化剂为载体的着色剂，使得具有致癌性的多环芳香族碳氢化合物(PAHs)含量获得有效的控制，由此可制作出符合无毒的聚氯乙烯压延制品。

Description

无毒聚氯乙烯压延制品及其制作配方

技术领域

本发明是有关一种聚氯乙烯(PVC)制品及其制作配方，特别是指一种无毒聚氯乙烯压延制品及其制作配方。

背景技术

目前市面上的PVC人造皮料，有PVC胶皮、乳胶皮、胶布、发泡胶布等，依制程来分类，则可分成由压延制程产制的PVC人造皮料(以下简称PVC压延制品)和由涂布制程产制的PVC人造皮料(以下简称PVC涂布制品)二大类。不过，由于压延制程和涂布制程的加工方式不同，以及所使用的PVC粉规格不同，即压延制程使用悬浮聚合法的PVC粉，而涂布制程使用乳化聚合的PVC乳化粉，必须使用离型纸作为衬底，使得PVC压延制品和PVC涂布制品的质感及手感上有明显的差异。基本上PVC涂布制品的手感较柔软，具有垂坠性，而PVC压延制品因受原料及压延拉伸等影响，手感则较硬挺及弹性。

传统的制造流程包括以下步骤：

(a)使用裱糊机，以30-120目的上糊轮，对作为底布用途的织物或非织物，涂上糊剂(包括溶剂糊、水性糊、可塑糊、PU糊)为主的糊料，上糊量为50±20g/m2，经10±20秒加工时间及150±30℃加工温度加热烘干，卷取而成糊布。

(b)将PVC树脂配合料配方，包括悬浮聚合的PVC树脂、可塑剂、安定剂、着色剂或发泡剂等原料，加入高速搅拌机进行搅拌，在2000±300RPM高速下，100±20℃加热温度下，搅拌4至6分钟后，由万马利机经150±20℃×3-6分钟混炼胶化，随即转送入粗、细轮，进行保温控料以利加工，温度控制在140±20℃和保温时间大约2-4分钟，再经输送带送入胶布机本体，经过厚度及宽度控制而成型胶布后，就出料与裱糊机的糊布贴合，构成PVC压延制品半成品。

(c)由发泡机使PVC树脂配合料中的发泡剂分解，一般以偶氮双甲基酰胺(AZO-DICARBON-AMIDE)为主，经高温使发泡剂分解，发泡剂所需要的分解温度为200±20℃，而业界为了提升产速，发泡炉体的温度，大多控制在200℃以上，最适当的加工条件为180-250℃。所以，在胶布机完成贴合的半成品，使得半成品厚度因发泡剂分解而增厚至设定目标，而形成PVC胶皮成品，再以压花轮施压于成品表面，以控制成品的厚度和表面形成压纹。

(d)藉由印刷处理机，利用印刷效果，令PVC胶皮成品的表面，具有双色立体感，并经过适当的处理剂处理后，使得PVC胶皮成品的表面触感，能够类似模仿真皮的效果。

由于PVC具有很大的变异性，在制造PVC制品的过程中可配合不同的用途和需要，加入各种可塑剂及添加剂来改变其物理或化学性质。因此，软质PVC胶皮用来软化塑料的可塑剂：邻苯二甲酸酯(Phthalates)的危害性也相对地受到欧盟各国及欧洲玩具产业(TIE，Toy Industry in Europe)的重视。欧盟于2005年12月14日所公布的禁令(原76/769/EEC的更新指令2005/84/EC)，特别针对玩具及婴幼儿制品的邻苯二甲酸酯含量的限制及适用范围有明确的规范，并要求欧盟会员国需在2006年7月16日前完成相关国家法律、规范及施行细则的制定及公告以符合此指令的要求。此外，法令已在2007年1月16日开始强制执行。

另外，传统的PVC压延制品也很容易于着色剂中出现具致癌性的多环芳香族碳氢化合物(Polycyclic aromatic hydrocarbons；PAHs)。PAHs是指由两个至七个苯环所组成的碳氢化合物，为非极性物质，不易溶于水且具有高熔点及高沸点的特性，在常温常压下，蒸气压不高，约介于10-2～10-11atm的间，属于半挥发性有机化合物，为初级污染物，且在自然环境中会吸收辐射能量形成解离态与激发态与大气中强反应性污染物，如O3、NO2、N2O、SOx、PAN及自由基等反应生成PAHs的生物，而造成二级污染物。在PAHs异构物方面，相同分子量的PAHs具有多种同分异构物，理论上具有六环的PAHs有82种异构物，七环的PAHs有333种异构物，二至八环的PAHs累加总数共有1896种。近年来由于PAHs及其衍生物陆续被认定具有致癌性，相关单位也陆续对于PAHs订定排放标准，以减少PAHs的排放及对自然环境与人体健康的危害。

发明内容

本发明提供一种无毒聚氯乙烯压延制品及其制作配方，以解决传统邻苯二甲酸酯类可塑剂所造成的危害和PVC压延制品因受原料及压延拉伸等影响，手感则较硬挺及弹性的问题。

本发明的主要目的在于提供一种无毒聚氯乙烯(PVC)及不含多环芳香族碳氢化合物(PAHs)的压延制品及其制作配方，以符合环保的需求。

因此，为达上述目的，本发明针对传统的PVC压延制品其配方设计上的关键点来提出解决方案；可塑剂部分，本发明所揭露的无毒聚氯乙烯压延制品的制作配方是采用非邻苯二甲酸酯类(Non-Phthalates)的可塑剂，如同：双-(2-乙基已基)-对苯二甲酸(Bis-(2-ethylhexy1)-1，4-benzenedicarboxylate)、柠檬酸等已商品化的可塑剂，来取代背景技术所提到的邻苯二甲酸酯类(Phthalates)的可塑剂。非邻苯二甲酸酯类的可塑剂具有高稳定性，与PVC树脂相容性良好，其塑化特性也极为优异，价格也比邻苯二甲酸酯类的可塑剂低廉，故可降低许多成本，同时具有环保概念。

关于着色剂部分，传统的PVC压延制品较容易于着色剂中出现具致癌性的多环芳香族碳氢化合物(PAHs)，所以在配方设计上，需考虑着色剂的载体是什么？是否有可能含有少量的PAHs，此处是较容易被忽略的地方。本发明的制作配方则使用以非聚氯乙烯(Non-PVC)乳化剂为载体的着色剂，如此一来PAHs的含量将会被有效的控制，可减少对环境及人体的危害。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供一种无毒聚氯乙烯压延制品及其制作配方，采用非邻苯二甲酸酯类的可塑剂具有高稳定性，与PVC树脂相容性良好，其塑化特性也极为优异，价格也比邻苯二甲酸酯类的可塑剂低廉，故可降低许多成本，同时具有环保概念。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的无毒聚氯乙烯压延制品的制作流程图。

具体实施方式

本发明为一种无毒聚氯乙烯(PVC)及不含多环芳香族碳氢化合物(PAHs)的压延制品及制作配方，是采用非邻苯二甲酸酯类(Non-Phthalates)的可塑剂，以及以非聚氯乙烯(Non-PVC)乳化剂为载体的着色剂作为配方设计。

图1为本发明的实施例所提供的无毒聚氯乙烯压延制品的制作流程图。首先，如步骤S100，依成品用途特性选择适当的布料为底布，譬如，嫘萦(Rayon)、聚酯(Polyester)、棉(Cotton)或耐隆(Nylon)的平织布、起毛布、针织布或混纺平织布，并基于使底布与聚氯乙烯(PVC)树脂配合料能够相互粘着一体的目的，选用以溶液糊及可塑糊为糊料。然后，如步骤S110，以刀裱方式涂上糊料，经由加热烘干卷取而成糊布，以供胶布机(Calender)贴合使用。如步骤S120，将聚氯乙烯胶料的配方包括100重量份PVC树脂、40～100重量份可塑剂柠檬酸、适当量碳酸钙(CaCO3)、1～7重量份发泡剂、1～7重量份安定剂含锌化合物(Zinc Stearate)及低于6重量份的着色剂716BKPEC，本实施例则是以表一所示成份混合后，经由胶布机测量厚度及控制宽度后，就出料与裱糊机的糊布贴合，构成本发明的无毒聚氯乙烯(PVC)压延制品。

表一  无毒聚氯乙烯胶料的配方

 

成份组成	重量份(PHR)
		PVC	100
柠檬酸	60
		CaCO3	20
Zinc Stearate	2.0
		716BK PEC	2.0
发泡剂	5.0

其中，本实施例以常见的偶氮双甲基酰胺(AZO-DICARBON-AMIDE，AC)为发泡剂。且该配方的可塑剂柠檬酸为非邻苯二甲酸酯类(Non-Phthalates)的可塑剂，可塑剂亦可采用双-(2-乙基已基)-对苯二甲酸(Bis-(2-ethylhexyl)-1，4-benzenedicarboxylate)。该配方的着色剂716 BK PEC的载体为非聚氯乙烯(Non-PVC)乳化剂。

接着，将本实施例的样品送至SGS进行邻苯二甲酸酯类及多环芳香族碳氢化合物检验，其检验结果分别如表二与表三所示，可发现本实施例邻苯二甲酸酯类及多环芳香族碳氢化合物的含量微乎其微，符合环保的要求，更证明本发明制作无毒聚氯乙烯(PVC)及不含多环芳香族碳氢化合物(PAHs)的压延制品的可行性。

表二

表三

注1：低于方法侦测极限(Method Detection Limits；MDL)的测定值以＂ND＂表示。

注2：ppm＝毫克/公斤(mg/kg)

综而言的，根据本发明所提供的无毒聚氯乙烯(PVC)及不含多环芳香族碳氢化合物(PAHs)的压延制品，主要是采用了非邻苯二甲酸酯类(Non-Phthalates)的可塑剂的配方设计，替代原本常使用的邻苯二甲酸酯(Phthalates)，可符合无毒的聚氯乙烯(PVC)压延制品的环保要求。

邻苯二甲酸酯是由邻苯二甲酸酐与醇类反应生成的多种酯类的统称，均为挥发性很低的粘稠液体，广泛用作PVC的可塑剂，如：邻苯二甲酸二丁酯(Di-butyl phthalate；DBP)、磷苯二甲酸二异癸酯(Di-isodecyl phthalate；DIDP)、磷苯二甲酸二异壬酯(Di-isononyl phthalate；DINP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(Di-(2-ethylhexyl phthalate；DEHP)、邻苯二甲酸二辛酯(Di-n-octyl phthalate；DNOP)、邻苯二甲酸丁基芐基酯(Benzyl butylphthalate；BBP)等已商品化的可塑剂。这类可塑剂在PVC压延制品的废弃物处理上，焚烧时会产生「世纪的毒」戴奥辛。

而本发明采用非邻苯二甲酸酯类(Non-Phthalates)的可塑剂，譬如，双-(2-乙基已基)-对苯二甲酸(Bis-(2-ethylhexyl)-1，4-benzenedicarboxylate)或柠檬酸的可塑剂，其具有高稳定性且溶于大部分的有机溶剂，其与聚氯乙烯(PVC)树脂相容性良好，其塑化效率与挥发性与DINP(Di-isononylphthalate)相当，极佳的胶化能利并且能降低制程时的温度及时间，属于泛用的一次可塑剂，其耐热机械性质、老化特性、耐久性、耐光性、耐候性、耐移行性、耐油性、电气性质及挥发损失皆比DOP优异，价格也比邻苯二甲酸酯类(Phthalates)的可塑剂低廉。主要的市场集中在发泡胶皮胶布、汽车工业用皮革薄膜、隧道内部和其他建筑应用、鞋材、家俱、胶带、充气游泳池、淋浴浴帘、玩具、医疗、雨衣、水床等常见的软质聚氯乙烯(PVC)制品。

进一步，本发明使用以非聚氯乙烯(Non-PVC)乳化剂为载体的着色剂，可有效控制多环芳香族碳氢化合物(Polycyclic aromatic hydrocarbons；PAHs)的含量，以减少PAHs的排放及对环境与人体的危害。

国际上已确认具致癌性的多环芳香族碳氢化合物至少有30种以上，是目前世界已知的致癌化学物最庞大的一群。美国环保署(USA-EPA)将其中的16种PAHs列为优先管制毒物(Priority pollutants)。根据US EPA 8270D此规范所设定的多环芳香族碳氢化合物(PAHs)的含量极限为0.1。如果采用本发明的配方设计，即可有效且立即地让欧盟各国及欧洲玩具产业(TIE；ToyIndustry in Europe)接受原先的商品，不会让新的法令规定，让原本的商品有销售上的阻碍。

以上所述者仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图具以对本发明作任何形式上的限制，所以，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims (9)

1、一种无毒聚氯乙烯(PVC)压延制品的配方，其特征在于，包括：

由PVC树脂、可塑剂、安定剂、着色剂及发泡剂所构成的配合料，其特征在于：所述可塑剂为非邻苯二甲酸酯类(Non-Phthalates)的可塑剂。

2、如权利要求1所述的无毒聚氯乙烯压延制品的配方，其特征在于，所述非邻苯二甲酸酯类的可塑剂包括双-(2-乙基已基)-对苯二甲酸(Bis-(2-ethylhexyl)-1，4-benzenedicarboxylate)或柠檬酸。

3、如权利要求1所述的无毒聚氯乙烯压延制品的配方，其特征在于，所述着色剂是以非聚氯乙烯(Non-PVC)乳化剂为载体。

4、如权利要求1所述的无毒聚氯乙烯压延制品的配方，其特征在于，包括PVC树脂100重量份、可塑剂40～100重量份、安定剂1～7重量份、着色剂低于6重量份及发泡剂1～7重量份。

5、一种无毒聚氯乙烯(PVC)压延制品，其特征在于：

由悬浮聚合的PVC树脂、非邻苯二甲酸酯类(Non-Phthalates)可塑剂、安定剂、着色剂及发泡剂的配合料为制造配方，所述配方贴合于一糊布，而构成所述聚氯乙烯压延制品。

6、如权利要求5所述的无毒聚氯乙烯压延制品的配方，其特征在于，所述非邻苯二甲酸酯类的可塑剂包括双-(2-乙基已基)-对苯二甲酸(Bis-(2-ethylhexyl)-1，4-benzenedicarboxylate)或柠檬酸。

7、如权利要求5所述的无毒聚氯乙烯压延制品的配方，其特征在于，所述着色剂是以非聚氯乙烯(Non-PVC)乳化剂为载体。

8、如权利要求5所述的无毒聚氯乙烯压延制品的配方，其特征在于，所述糊布包括一底布与涂于所述底布的一糊料，且所述底布为嫘萦(Rayon)、聚酯(Polyester)、棉(Cotton)或耐隆(Nylon)的平织布、起毛布、针织布或混纺平织布，所述糊料为溶液糊或可塑糊。

9、如权利要求5所述的无毒聚氯乙烯压延制品的配方，其特征在于，包括PVC树脂100重量份、可塑剂40～100重量份、安定剂1～7重量份、着色剂低于6重量份及发泡剂1～7重量份。

Images