CN104004302A - 一种低密度聚氯乙烯发泡材料及其制备方法 - Google Patents

一种低密度聚氯乙烯发泡材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104004302A
CN104004302A CN201410263681.0A CN201410263681A CN104004302A CN 104004302 A CN104004302 A CN 104004302A CN 201410263681 A CN201410263681 A CN 201410263681A CN 104004302 A CN104004302 A CN 104004302A
Authority
CN
China
Prior art keywords
foam material
polyvinyl chloride
polyvinyl
chloride
agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410263681.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104004302B (zh
Inventor
赵东日
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Rike Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shandong Rike Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Rike Chemical Co Ltd filed Critical Shandong Rike Chemical Co Ltd
Priority to CN201410263681.0A priority Critical patent/CN104004302B/zh
Publication of CN104004302A publication Critical patent/CN104004302A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104004302B publication Critical patent/CN104004302B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/9258—Velocity
    • B29C2948/9259—Angular velocity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/92685—Density, e.g. per unit length or area
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/92704—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819—Location or phase of control
    • B29C2948/92857—Extrusion unit
    • B29C2948/92876—Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
    • B29C2948/92895—Barrel or housing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

本发明公开了一种低密度聚氯乙烯发泡材料，所述低密度聚氯乙烯发泡材料的密度为0.10～0.20g/cm3，所述发泡材料的原料包括：100重量份的聚氯乙烯树脂，2～40重量份的发泡调节剂，0.5～5重量份的热稳定剂，0.5～3重量份的热分解有机发泡剂，0.5～3重量份的热分解无机发泡剂，1～2重量份的润滑型加工助剂，0～30重量份的抑烟剂，0～30重量份的阻燃剂，0～30重量份的填充剂，0～5重量份的润滑剂，0～10重量份的颜料。本发明使用聚氯乙烯代替现有技术中的聚苯乙烯，制备得到密度低的发泡材料，用以替代现有技术中的聚苯乙烯发泡材料，降低了发泡材料的生产成本，可使用于建筑、包装、家具工业等领域。

Description

一种低密度聚氯乙烯发泡材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氯乙烯发泡材料技术领域，具体涉及一种低密度聚氯乙烯发泡材料及其制备技术。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是一种性能优良的通用型热塑性塑料，是我国产量最大的塑料品种之一。聚氯乙烯具有阻燃性好、耐腐蚀、机械强度高、电绝缘性好、成本低等优点，但与此同时也存在光热稳定性差、抗冲击强度低、加工成形性能差、密度高等缺点，因此在聚氯乙烯加工过程中必须加入各种稳定剂、加工助剂和抗冲改性剂，以改善其光/热稳定性、加工性能和抗冲击性能。通过向聚氯乙烯树脂中加入发泡剂和加工助剂，可以得到一种聚氯乙烯发泡材料，大大降低了聚氯乙烯制品的密度。
与不发泡聚氯乙烯材料相比，聚氯乙烯发泡材料具有密度低、质轻，而且具有优良的缓冲减震、隔音吸音性能，热导率低，隔热性能好，还具优良的电绝缘、耐腐蚀、耐霉菌性能；其次它减少了原料用量，进而降低了产品的成本；降低了热导率，提高了保温性，隔热性；减少了热膨胀性。与木质材料相比，聚氯乙烯发泡材料具有防潮、防腐、防虫、阻燃、可无需油漆、无毒无味等特点，还会防白蚁。在聚氯乙烯发泡制品中添加了木粉或者其他填充料，通过添加不同的填充料，赋予硬质聚氯乙烯发泡制品不同的特性，同时硬质聚氯乙烯发泡制品表面装饰性好。该类产品不但可以节约木材，还可以有效改善人们的居住环境，是最佳的室内外建筑材料。聚氯乙烯低发泡材料除了能够取代木材之外，还可以取代其他的建筑材料。
现在的聚氯乙烯发泡形成规模的产品主要有硬质聚氯乙烯自由发泡和结皮发泡实心板、硬质聚氯乙烯建筑模板，硬质聚氯乙烯发泡装饰型材、管材、硬质聚氯乙烯发泡塑木制品等。聚氯乙烯发泡材料在建筑、包装、家具工业等领域内，应用越来越广泛。
近年来，我们国家确立了建立资源节约型、环境友好型社会的目标，重视低碳环保经济发展。如在建筑行业，通过对建筑外围护结构采取措施，减少建筑物室内热量向室外散发，对建筑物起到冬季保温，夏季隔热和装饰、保护的效果，从而保持建筑室内温度。建筑保温材料在建筑保温上就起到了创造适宜的室内热环境和节约能源的作用。目前常用的建筑保温材料主要是聚苯乙烯泡沫板(Expanded Polystyrene简称EPS)。
聚苯乙烯泡沫是一种轻型高分子聚合物。它是采用聚苯乙烯树脂加入发泡剂，同时加热进行软化，产生气体，形成一种硬质闭孔结构的泡沫塑料。密度是衡量聚苯乙烯发泡材料的一项重要指标，一般其密度在0.10g/cm3以下。聚苯乙烯发泡材料的封闭空腔结构决定了其具有良好的隔热性，并且其热传导率极低，因此被大量用作建筑保温材料。但是由于聚苯乙烯发泡材料本身成本高，且阻燃性差，尤其是近几年来一些重大火灾事故的发生，严重制约着其应用范围。苯乙烯主要由石油裂解产生，随着石油战争的不断升级和石油资源的日渐缺乏，也是影响聚苯乙烯发泡材料应用的重要因素。
相比于聚苯乙烯发泡材料，聚氯乙烯发泡材料具有成本低和阻燃性好的优势，但其劣势在于密度高，一般其密度在0.40～0.7g/cm3。因此如何降低聚氯乙烯材料的密度是阻碍聚氯乙烯发泡材料替代聚苯乙烯发泡材料的关键问题。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：针对现有技术中聚苯乙烯发泡材料成本高、阻燃性能差的缺陷，提供一种密度低、阻燃性能好且完全可以替代聚苯乙烯发泡材料的低密度聚氯乙烯发泡材料。
本发明所要解决的第二个技术问题是：针对现有技术中聚苯乙烯发泡材料成本高、阻燃性能差的缺陷，提供一种密度低、阻燃性能好且完全可以替代聚苯乙烯发泡材料的低密度聚氯乙烯发泡材料的制备方法。
为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：
一种低密度聚氯乙烯发泡材料，所述低密度聚氯乙烯发泡材料的密度为0.10～0.20g/cm3，由包含聚氯乙烯树脂的聚氯乙烯混合物经过螺杆挤出机挤出加工而得到。
优选的，所述聚氯乙烯混合物按重量份计，包括以下组分：
(a)100重量份的聚氯乙烯树脂，
(b)2～40重量份的发泡调节剂，
(c)0.5～5重量份的热稳定剂，
(d)0.5～3重量份的热分解有机发泡剂，
(e)0.5～3重量份的热分解无机发泡剂，
(f)1～2重量份的润滑型加工助剂，
(g)0～30重量份的抑烟剂，
(h)0～30重量份的阻燃剂，
(i)0～30重量份的填充剂，
(j)0～5重量份的润滑剂，
(k)0～10重量份的颜料。
优选的，所述聚氯乙烯树脂为聚氯乙烯均聚物或聚氯乙烯共聚物，其中，聚氯乙烯共聚物包含80～99.99wt％的氯乙烯单元和0.01～20wt％的由其他单体形成的单元，所述的其他单体选自醋酸乙烯酯、丙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸的C1～C12烷基酯、丙烯酸的C1～C12烷基酯中的一种或多种。
优选的，所述发泡调节剂选自以下物质组成的组：氯化聚乙烯与甲基丙烯酸烷基酯的共聚物，或者氯化聚乙烯与甲基丙烯酸烷基酯聚合物的混合物；
所述热稳定剂选自有机锡稳定剂、钙锌稳定剂或铅盐稳定剂；
所述热分解有机发泡剂是偶氮类化合物；
所述热分解无机发泡剂是在190℃以下能够热分解的碳酸氢盐；
所述润滑型加工助剂为丙烯酸酯-苯乙烯共聚物；
所述填充剂选自碳酸钙、滑石粉或白炭黑；
所述润滑剂选自氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸单甘脂、硬脂酸季戊四醇酯、己二酸季戊四醇酯和硬脂酸钙中的至少一种；
所述颜料选自钛白粉、炭黑、群青颜料和荧光增白剂中的至少一种。
作为进一步的优选，所述热分解无机发泡剂是碳酸氢钠或者碳酸氢钾中的至少一种；所述热分解有机发泡剂是偶氮二甲酰胺。
作为进一步的优选，所述发泡调节剂中，氯化聚乙烯的重量百分比为1～90wt％，甲基丙烯酸烷基酯的重量比为10～99wt％。
作为在进一步的优选，所述氯化聚乙烯中的氯重量百分含量为33～37％。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：
制备低密度聚氯乙烯发泡材料的方法，包括以下步骤：
(1)将所述发泡材料的原料加入高速混合机，在50～52℃加聚氯乙烯树脂和热稳定剂；在58～62℃加润滑剂、有机发泡剂、无机发泡剂；在68～72℃加润滑型加工助剂和发泡调节剂；在72～78℃加填充剂、颜料、阻燃剂和抑烟剂，然后在105～110℃混料完毕，过40目筛放料后冷却至50℃以下。
(2)将步骤(1)得到的物料经螺杆挤出机熔融挤出，得到所述发泡材料，所述螺杆挤出机的机筒温度依次包括153～157℃、158～162℃、163～167℃、158～162℃和158～162℃的五个温度区间，所述螺杆挤出机的主机转速为6.0～8.0rpm，所述熔融挤出时的牵引速度为1.5～2.5m/min。
优选的，所述聚氯乙烯树脂为聚氯乙烯均聚物或聚氯乙烯共聚物，其中，聚氯乙烯共聚物包含80～99.99wt％的氯乙烯单元和0.01～20wt％的由其他单体形成的单元，所述的其他单体选自醋酸乙烯酯、丙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸的C1～C12烷基酯、丙烯酸的C1～C12烷基酯中的一种或多种。
优选的，所述发泡调节剂选自以下物质组成的组：氯化聚乙烯与甲基丙烯酸烷基酯的共聚物，或者氯化聚乙烯与甲基丙烯酸烷基酯聚合物的混合物；
所述热稳定剂选自有机锡稳定剂、钙锌稳定剂或铅盐稳定剂；
所述热分解有机发泡剂是偶氮类化合物；
所述热分解无机发泡剂是在190℃以下能够热分解的碳酸氢盐；
所述润滑型加工助剂为丙烯酸酯-苯乙烯共聚物；
所述填充剂选自碳酸钙、滑石粉或白炭黑；
所述润滑剂选自氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸单甘脂、硬脂酸季戊四醇酯、己二酸季戊四醇酯和硬脂酸钙中的至少一种；
所述颜料选自钛白粉、炭黑、群青颜料和荧光增白剂中的至少一种。
作为进一步的优选，所述热分解无机发泡剂是碳酸氢钠或者碳酸氢钾中的至少一种；所述热分解有机发泡剂是偶氮二甲酰胺。
作为进一步的优选，所述发泡调节剂中，氯化聚乙烯的重量百分比为1～90wt％，甲基丙烯酸烷基酯的重量比为10～99wt％。
作为在进一步的优选，所述氯化聚乙烯中的氯重量百分含量为33～37％。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的低密度聚氯乙烯发泡材料的密度为0.10～0.20g/cm3，由包含聚氯乙烯树脂的聚氯乙烯混合物经过螺杆挤出机挤出加工而得到，使用聚氯乙烯代替现有技术中的聚苯乙烯，制备得到密度低的发泡材料，克服了现有技术中聚苯乙烯发泡材料的阻燃性能差和成本高的缺陷。
本发明的申请人经过深入研究和探讨影响聚氯乙烯发泡材料密度继续降低的关键因素，并通过大量实验证明，影响聚氯乙烯发泡制品密度的因素有两点：熔体强度和熔体断裂伸长率，而制约聚氯乙烯发泡材料继续降低密度的难点在于如何同时保证聚氯乙烯具有高熔体强度和高熔体断裂伸长率，在现有技术中使用丙烯酸酯类加工助剂制备得到的聚氯乙烯发泡材料的密度仍然在0.50g/cm3以上。针对这一难题，本发明通过同时使用有机和无机发泡剂配合进行发泡，并通过发泡调节剂-氯化聚乙烯与甲基丙烯酸烷基酯的共聚物、或者氯化聚乙烯与甲基丙烯酸烷基酯聚合物的混合物的有效调节控制，进行改性聚氯乙烯发泡配方，同时保证聚氯乙烯具有高熔体强度和高熔体断裂伸长率，其中高熔体强度可以保证完整密闭的泡孔结构，高熔体断裂伸长率可以保证较大的泡孔尺寸，从而得到密度低于0.20g/cm3的聚氯乙烯发泡材料，用以完全替代现有技术中的聚苯乙烯发泡材料，降低了发泡材料的生产成本，提高了发泡材料的阻燃性能。
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是本发明比较例1-7的熔体强度及断裂伸长率随丙烯酸酯类加工助剂用量增加变化趋势；
图2是本发明比较例8-14的熔体强度及断裂伸长率随发泡调节剂-氯化聚乙烯和丙烯酸烷基酯接枝共聚物用量增加变化趋势；
图3是本发明实施例19的发泡材料泡孔结构图；
图4是本发明比较例20的发泡材料泡孔结构图。
具体实施方式
比较例1-7影响聚氯乙烯发泡材料密度的因素
向普通聚氯乙烯发泡配方中逐渐增加丙烯酸酯类加工助剂的用量，通过挤出机进行发泡棒材挤出实验，检测熔体强度、熔体断裂伸长率、发泡棒材密度和泡孔结构，观察对比影响聚氯乙烯发泡材料密度的影响因素。
1、实验测试聚氯乙烯发泡材料配方见表1。
表1 比较例1-7原料配方
2、制备方法以及工艺条件
将上述聚氯乙烯发泡配方进行配料，按照下述工艺条件进行混料：
设备型号：SHR-5A高速混合机
设备容积：5L
50℃   加聚氯乙烯树脂，甲基锡稳定剂YT-181
60℃   加石蜡，氧化聚乙烯蜡，硬脂酸钙，偶氮二甲酰胺
70℃   加润滑型加工助剂，丙烯酸酯类加工助剂
75℃   加轻质碳酸钙，钛白粉(金红石型)，阻燃剂，抑烟剂
110℃  混料完毕放料
混合料完毕后，均过40目筛，然后进行挤出实验。
3、挤出工艺条件见表2。
表2 挤出实验工艺条件
4、检测指标及方法
熔体强度：将一电子拉力计连接至发泡棒材上，待牵引稳定后，停止主机转速，保持牵引速度不变，直至将聚氯乙烯熔体拉断，记录期间拉力计显示的最大值。熔体强度＝拉力值/发泡棒材横截面积。
熔体断裂伸长率：将一电子拉力计连接至发泡棒材上，待牵引稳定后，停止主机转速，保持牵引速度不变，同时在距离模口2cm处做一标记，待聚氯乙烯熔体拉断，记录2cm熔体被拉开的长度L。熔体断裂伸长率＝(L-2)/2。
发泡棒材密度：根据GB/T16913.2-1997检测标准检测发泡棒材的真实密度。
泡孔结构：通过扫描电子显微镜(SEM)观察发泡棒材的微观泡孔结构。
按照上述方法和标准对比较例1-7进行检测熔体强度和熔体断裂伸长率，实验数据见表3及图1，发泡棒材在A、B、C三点处的密度分别为0.812、0.585、0.660g/cm3。
表3 比较例1-7制备的聚氯乙烯发泡材料的熔体强度和熔体断裂伸长率
由表3和图1可以看出，随着聚氯乙烯发泡配方中丙烯酸酯类加工助剂用量的增加，熔体强度逐渐增大，熔体断裂伸长率先迅速上升然后逐渐降低。在图1中标注三个点A、B、C，对比其对发泡棒材密度和泡孔结构的影响如图2所示，当丙烯酸酯类加工助剂用量较少(图1中A点所示)时，聚氯乙烯的熔体断裂伸长率较高，但其熔体强度较低，不能保持完整的闭孔结构，泡孔结构易破裂及合并，造成气体逸出，密度较大；随着丙烯酸酯类加工助剂用量的增加，聚氯乙烯的熔体强度逐步提高，泡孔结构逐渐完整，避免气体逸出，密度也随之降低(如图1中B点所示)；当丙烯酸酯类加工助剂用量继续增加(图1中C点所示)时，聚氯乙烯的熔体强度继续增加，仍能保证完整的闭孔结构，但其熔体断裂伸长率较低，导致泡孔尺寸较小，发泡棒材的密度反而增加。
由以上实验及数据分析：影响聚氯乙烯发泡材料密度的因素有两点：熔体强度和熔体断裂伸长率。高熔体强度可以保证完整密闭的泡孔结构，防止气泡破裂合并和气体逸出；高熔体断裂伸长率可以保证较大的泡孔尺寸，同时具备以上两点就可以得到一种低密度的聚氯乙烯发泡材料。阻碍聚氯乙烯发泡材料继续降低密度的难点在于如何做到同时具备高熔体强度和高熔体断裂伸长率。
针对影响聚氯乙烯发泡材料继续降低的因素，本申请的发明人经过大量理论分析和实验验证，通过在聚氯乙烯发泡配方中加入一种发泡调节剂进行改性聚氯乙烯发泡配方，同时保证聚氯乙烯具有高熔体强度和高熔体断裂伸长率，其中高熔体强度可以保证完整密闭的泡孔结构，高熔体断裂伸长率可以保证较大的泡孔尺寸，从而得到密度低于0.30g/cm3的聚氯乙烯发泡材料。
表4 比较例8-14原料配方
按照比较例1-7相同的制备方法、挤出工艺制备得到发泡材料，并按照比较例1-7的检测标准进行检测熔体强度和熔体断裂伸长率，实验数据见表6及图2，发泡棒材的密度在A、B、C三点处的密度分别为0.856、0.522、0.297g/cm3。
表6 比较例8-14熔体强度和熔体断裂伸长率数据
由表6和图2可以看出，随着聚氯乙烯发泡配方中发泡调节剂用量的增加，熔体强度逐渐增大，其主要优势体现在随着熔体强度的增加仍能保证较高的熔体断裂伸长率。我们在图2中标注三个点A、B、C，对比其对发泡棒材密度和泡孔结构的影响如图4所示，当发泡调节剂用量较少(图2中A点所示)时，聚氯乙烯的熔体断裂伸长率较高，但其熔体强度较低，不能保持完整的闭孔结构，泡孔结构易破裂及合并，造成气体逸出，密度较大；随着发泡调节剂用量的增加，聚氯乙烯的熔体强度逐步提高，泡孔结构逐渐完整，避免气体逸出，密度也随之降低(如图2中B点所示)；当发泡调节剂用量继续增加(图2中C点所示)时，聚氯乙烯的熔体强度继续增加，仍能保证完整的闭孔结构，熔体断裂伸长率也缓慢增加，泡孔尺寸越来越大，密度越来越低。
通过以上实验数据证实：随着发泡调节剂加入量增加，聚氯乙烯的熔体强度越高，发泡材料的泡孔结构越完整，避免气体的逸出，同时聚氯乙烯的熔体断裂伸长率越高，形成的泡孔尺寸越大，发泡材料的密度越低。
在此基础上，本申请的发明人在上述配方基础上继续进行改进，加入热分解无机发泡剂，同时使用有机和无机发泡剂配合进行发泡，并通过发泡调节剂的有效调节控制，进行改性聚氯乙烯发泡配方，得到一种密度介于0.10-0.20g/cm3的聚氯乙烯发泡材料。具体配方见表7。
表7 实施例15-19及比较例20原料配方
实施例15、16、17的发泡调节剂为氯化聚乙烯与甲基丙烯酸烷基酯的共聚物，其中实施例15、16、17的氯化聚乙烯与甲基丙烯酸烷基酯的重量比分别为50：50、30:70和85:15；其中实施例15、16、17的氯化聚乙烯中的氯重量百分含量分别为34％、36％、36.5％。实施例16的聚氯乙烯共聚物树脂包含85wt％的氯乙烯单元和15wt％的由醋酸乙烯酯单体形成的单元；实施例17的聚氯乙烯共聚物树脂包含90wt％的氯乙烯单元和10wt％的由苯乙烯和甲基丙烯酸甲基酯形成的单元。
实施例18、19的发泡调节剂为氯化聚乙烯与甲基丙烯酸烷基酯聚合物的混合物，其中氯化聚乙烯实施例18、19的氯化聚乙烯与甲基丙烯酸烷基酯的重量比分别为20：80和65:35；其中实施例18、19的氯化聚乙烯中的氯重量百分含量分别为33.5％、35％。
实施例17-19、比较例20按照比较例1-7相同的制备方法、挤出工艺制备得到发泡材料；
实施例15的制备工艺为：将发泡材料的原料加入高速混合机内，其中在51℃加聚氯乙烯树脂和有机锡稳定剂；在59℃加硬脂酸、氧化聚乙烯蜡、石蜡、碳酸氢钠和偶氮二甲酰胺；在69℃加润滑型加工助剂和发泡调节剂；在74℃加碳酸钙、钛白粉，然后在108℃混料完毕，过40目筛，经螺杆挤出机熔融挤出，螺杆挤出机的机筒温度包括154℃、159℃、164℃、159℃和159℃的温度区间，所述螺杆挤出机的主机转速为6.5rpm，所述熔融挤出时的牵引速度为1.8m/min。
实施例16的制备工艺为：将发泡材料的原料加入高速混合机内，其中在52℃加聚氯乙烯树脂和钙锌稳定剂；在61℃加石蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钙、碳酸氢钾和偶氮二甲酰胺；在70℃加润滑型加工助剂和发泡调节剂；在76℃加碳酸钙、荧光增白剂，然后在106℃混料完毕，过40目筛，经螺杆挤出机熔融挤出，螺杆挤出机的机筒温度包括156℃、161℃、166℃、161℃和161℃的温度区间，所述螺杆挤出机的主机转速为7.5rpm，所述熔融挤出时的牵引速度为2.2m/min。
按照比较例1-7的检测标准进行检测熔体强度和熔体断裂伸长率，实验数据见表7，实施例19和比较例20制备的发泡棒材的密度及泡孔结构结果分别见图3和图4。
表7 实施例15-19以及比较例20的聚氯乙烯发泡材料的熔体强度和熔体断裂伸长率以及密度
实施例 熔体强度(KPa) 熔体断裂伸长率(％) 密度(g/cm3)
实施例15 44.6 1620 0.198
实施例16 66.62 1912 0.162
实施例17 85.35 2175 0.145
实施例18 96.23 2406 0.124
实施例19 106.56 2623 0.105
比较例20 123.25 493 0.582
通过以上实施例15-19和比较例20的实验数据证实：随着发泡调节剂加入量增加，聚氯乙烯的熔体强度越高，氯乙烯的熔体断裂伸长率越高，形成的泡孔尺寸越大，发泡材料的密度越低。而从图3和图4可以看出，在发泡材料其余配方相同条件下，只将发泡调节剂更换为丙烯酸酯类加工助剂，发泡材料的密度差别非常大。

Claims (10)

1.一种低密度聚氯乙烯发泡材料，其特征在于：所述低密度聚氯乙烯发泡材料的密度为0.10～0.20g/cm3，由包含聚氯乙烯树脂的聚氯乙烯混合物经过螺杆挤出机挤出加工而得到。
2.如权利要求1所述的低密度聚氯乙烯发泡材料，其特征在于所述聚氯乙烯混合物按重量份计，包括以下组分：
(a)100重量份的聚氯乙烯树脂，
(b)2～40重量份的发泡调节剂，
(c)0.5～5重量份的热稳定剂，
(d)0.5～3重量份的热分解有机发泡剂，
(e)0.5～3重量份的热分解无机发泡剂，
(f)1～2重量份的润滑型加工助剂，
(g)0～30重量份的抑烟剂，
(h)0～30重量份的阻燃剂，
(i)0～30重量份的填充剂，
(j)0～5重量份的润滑剂，
(k)0～10重量份的颜料。
3.如权利要求1或2所述的低密度聚氯乙烯发泡材料，其特征在于：所述聚氯乙烯树脂为聚氯乙烯均聚物或聚氯乙烯共聚物，其中，聚氯乙烯共聚物包含80～99.99wt％的氯乙烯单元和0.01～20wt％的由其他单体形成的单元，所述的其他单体选自醋酸乙烯酯、丙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸的C1～C12烷基酯、丙烯酸的C1～C12烷基酯中的一种或多种。
4.如权利要求2所述的低密度聚氯乙烯发泡材料，其特征在于：
所述发泡调节剂选自以下物质组成的组：氯化聚乙烯与甲基丙烯酸烷基酯的共聚物，或者氯化聚乙烯与甲基丙烯酸烷基酯聚合物的混合物；
所述热稳定剂选自有机锡稳定剂、钙锌稳定剂或铅盐稳定剂；
所述热分解有机发泡剂是偶氮类化合物；
所述热分解无机发泡剂是在190℃以下能够热分解的碳酸氢盐；
所述填充剂选自碳酸钙、滑石粉或白炭黑；
所述润滑剂选自氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸单甘脂、硬脂酸季戊四醇酯、己二酸季戊四醇酯和硬脂酸钙中的至少一种；
所述颜料选自钛白粉、炭黑、群青颜料和荧光增白剂中的至少一种。
5.如权利要求4所述的低密度聚氯乙烯发泡材料，其特征在于：所述热分解无机发泡剂是碳酸氢钠或者碳酸氢钾中的至少一种；所述热分解有机发泡剂是偶氮二甲酰胺。
6.如权利要求4所述的低密度聚氯乙烯发泡材料，其特征在于：所述发泡调节剂中，氯化聚乙烯的重量百分比为1～90wt％，甲基丙烯酸烷基酯的重量比为10～99wt％。
7.如权利要求6所述的低密度聚氯乙烯发泡材料，其特征在于：所述氯化聚乙烯中的氯重量百分含量为33～37％。
8.制备权利要求3所述的低密度聚氯乙烯发泡材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将所述发泡材料的原料加入高速混合机，在50～52℃加聚氯乙烯树脂和热稳定剂；在58～62℃加润滑剂、有机发泡剂、无机发泡剂；在68～72℃加润滑型加工助剂和发泡调节剂；在72～78℃加填充剂、颜料、阻燃剂和抑烟剂，然后在105～110℃混料完毕，过40目筛放料后冷却至50℃以下；
(2)将步骤(1)得到的物料经螺杆挤出机熔融挤出，得到所述发泡材料，所述螺杆挤出机的机筒温度依次包括153～157℃、158～162℃、163～167℃、158～162℃和158～162℃的五个温度区间，所述螺杆挤出机的主机转速为6.0～8.0rpm，所述熔融挤出时的牵引速度为1.5～2.5m/min。
9.如权利要求8所述的低密度聚氯乙烯发泡材料的制备方法，其特征在于：
所述发泡调节剂选自以下物质组成的组：氯化聚乙烯与甲基丙烯酸烷基酯的共聚物，或者氯化聚乙烯与甲基丙烯酸烷基酯聚合物的混合物；
所述热稳定剂选自有机锡稳定剂、钙锌稳定剂或铅盐稳定剂；
所述热分解有机发泡剂是偶氮类化合物；
所述热分解无机发泡剂是在190℃以下能够热分解的碳酸氢盐；
所述填充剂选自碳酸钙、滑石粉或白炭黑；
所述润滑剂选自氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸单甘脂、硬脂酸季戊四醇酯、己二酸季戊四醇酯和硬脂酸钙中的至少一种；
所述颜料选自钛白粉、炭黑、群青颜料和荧光增白剂中的至少一种。
10.如权利要求8所述的低密度聚氯乙烯发泡材料的制备方法，其特征在于：所述热分解无机发泡剂是碳酸氢钠或者碳酸氢钾中的至少一种；所述热分解有机发泡剂是偶氮二甲酰胺。
CN201410263681.0A 2014-06-13 2014-06-13 一种低密度聚氯乙烯发泡材料及其制备方法 Active CN104004302B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410263681.0A CN104004302B (zh) 2014-06-13 2014-06-13 一种低密度聚氯乙烯发泡材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410263681.0A CN104004302B (zh) 2014-06-13 2014-06-13 一种低密度聚氯乙烯发泡材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104004302A true CN104004302A (zh) 2014-08-27
CN104004302B CN104004302B (zh) 2016-06-08

Family

ID=51365218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410263681.0A Active CN104004302B (zh) 2014-06-13 2014-06-13 一种低密度聚氯乙烯发泡材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104004302B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106117871A (zh) * 2016-06-28 2016-11-16 安徽华宇管道制造有限公司 改性pvc泡沫塑料的制备方法
CN107556653A (zh) * 2017-09-11 2018-01-09 钱艺博 一种低密度发泡聚氯乙烯材料及其制备方法
CN110804262A (zh) * 2019-11-20 2020-02-18 广州金品电子科技有限公司 一种pvc发泡板及其制备方法
CN112111111A (zh) * 2019-06-21 2020-12-22 亿利生态科技有限责任公司 一种pvc耐热发泡制品专用料、制品及其制备方法
CN113717426A (zh) * 2021-09-03 2021-11-30 山东日科化学股份有限公司 无氨发泡剂及聚氯乙烯发泡材料

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000026641A (ja) * 1998-07-07 2000-01-25 Achilles Corp 定型弾性発泡シール材
CN1296033A (zh) * 1999-11-12 2001-05-23 中国石油化工集团公司北京化工研究院 一种聚氯乙烯发泡材料的制备方法
US20020042452A1 (en) * 2000-08-23 2002-04-11 Chen Kuei Yung Wang Manufacturing method for structural members from foamed plastic composites containing wood flour
CN102391594A (zh) * 2011-12-06 2012-03-28 山东博拓塑业股份有限公司 聚氯乙烯发泡板材及其制备方法
CN103224673A (zh) * 2013-05-09 2013-07-31 山东日科化学股份有限公司 聚氯乙烯混合物及其制备方法
CN103224674A (zh) * 2013-05-09 2013-07-31 山东日科化学股份有限公司 聚氯乙烯改性剂、组合物及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000026641A (ja) * 1998-07-07 2000-01-25 Achilles Corp 定型弾性発泡シール材
CN1296033A (zh) * 1999-11-12 2001-05-23 中国石油化工集团公司北京化工研究院 一种聚氯乙烯发泡材料的制备方法
US20020042452A1 (en) * 2000-08-23 2002-04-11 Chen Kuei Yung Wang Manufacturing method for structural members from foamed plastic composites containing wood flour
CN102391594A (zh) * 2011-12-06 2012-03-28 山东博拓塑业股份有限公司 聚氯乙烯发泡板材及其制备方法
CN103224673A (zh) * 2013-05-09 2013-07-31 山东日科化学股份有限公司 聚氯乙烯混合物及其制备方法
CN103224674A (zh) * 2013-05-09 2013-07-31 山东日科化学股份有限公司 聚氯乙烯改性剂、组合物及其制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106117871A (zh) * 2016-06-28 2016-11-16 安徽华宇管道制造有限公司 改性pvc泡沫塑料的制备方法
CN107556653A (zh) * 2017-09-11 2018-01-09 钱艺博 一种低密度发泡聚氯乙烯材料及其制备方法
CN112111111A (zh) * 2019-06-21 2020-12-22 亿利生态科技有限责任公司 一种pvc耐热发泡制品专用料、制品及其制备方法
CN110804262A (zh) * 2019-11-20 2020-02-18 广州金品电子科技有限公司 一种pvc发泡板及其制备方法
CN113717426A (zh) * 2021-09-03 2021-11-30 山东日科化学股份有限公司 无氨发泡剂及聚氯乙烯发泡材料
CN113717426B (zh) * 2021-09-03 2022-10-14 山东日科化学股份有限公司 无氨发泡剂及聚氯乙烯发泡材料

Also Published As

Publication number Publication date
CN104004302B (zh) 2016-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104004302B (zh) 一种低密度聚氯乙烯发泡材料及其制备方法
US6590004B1 (en) Foam composite wood replacement material
CN103012986B (zh) 一种聚氯乙烯复合材料、制备方法及其应用
US4025465A (en) Foamable vinyl chloride polymer compositions
CN101081540B (zh) 一种宽幅木塑发泡门和板材的制造方法
CN104109298A (zh) 改性挤塑板及其制备方法
CN109627626B (zh) Pvc发泡抗菌板及其制备方法
CN101243123B (zh) 可形变的聚苯乙烯泡沫体板材
CN104309245A (zh) 一种聚氯乙烯基包覆共挤木塑橱柜板及其制法
CN108822440A (zh) 一种阻燃木塑板及其制备方法
CN103113689A (zh) 阻燃抑烟型pvc材料及其制备方法
US3706679A (en) Vinyl resin blowable into a rigid smooth skin microcellular profile
CN109535310B (zh) 发泡调节剂及制备方法、聚氯乙烯复合料、聚氯乙烯发泡材料及其应用
CN109535309B (zh) 发泡调节剂及制备方法、聚氯乙烯复合料、聚氯乙烯发泡材料及其应用
CN103113690A (zh) 一种阻燃抑烟型pvc扣板及其制备方法
CN104405231A (zh) 加强型门窗附框及其制作方法
CN104403216A (zh) 改性挤塑板原料及改性挤塑板制造方法
CN107474435A (zh) 一种pvc板材及其制备方法
CN104403215A (zh) 改性挤塑板原料及改性挤塑板制造方法
CN105585790A (zh) 用于衣柜的木塑复合板配方
CN104403217A (zh) 改性挤塑板原料及改性挤塑板制造方法
CN104072907A (zh) 一种用于耐磨室内地板的pvc型材及其生产方法
CN107033455A (zh) 一种环保型pp发泡地板及其制备方法
CN106142790A (zh) 一种硬质环保阻燃聚氯乙烯发泡板及其制造方法
CN102492239B (zh) 应用于木塑制品的am混合物及其制备、应用方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant