CN114196142B - 一种pvc改性发泡材料及其成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于发泡材料制备技术领域，涉及一种PVC改性发泡材料及其成型方法，包括先将重量份为50～85份PVC树脂、5～20份EVA，5～20份SEBS和EPDM，5～20份增塑剂，5～20份稳定剂，0.5～2份氧化锌，0.5～2份硬脂酸及0.3～0.6份抗氧剂1010密炼混合5‑10min，再加入0.2～0.4份DCP和1～6份AC发泡剂，再次进行充分密炼混合，得PVC改性预发泡共混材料。再将PVC改性预发泡共混材料通过模压发泡，发泡温度为170‑230℃，压力控制在1‑20MPa，发泡时间5‑30min。本发明方法制备的发泡材料质轻，泡孔尺寸小且机械强度高，具有较高的断裂伸长率。

Description

一种PVC改性发泡材料及其成型方法
技术领域
本发明属于发泡材料制备技术领域，具体涉及一种PVC改性发泡材料及其成型方法。利用其优良的力学性能、耐温性、耐老化、卫生性和良好的环境效应，这种发泡材料可在包装、医学、玩具、家具、广告业、建筑装修、车内饰、化工防腐、环保等领域发挥重要作用。
背景技术
PVC树脂是一个极性非结晶性高聚物，密度：1.38g/cm3，玻璃转变温度：87℃，因此热稳定性差，不易加工。不能直接使用，必须经过改性混配，添加相关助剂和填充物才可以使用。而因添加的相关助剂和填充物的种类和分数的不同，这就决定了所制备的PVC材料性能和要求是不一样的。我们通常称之为PVC配方，严格说来是PVC改性配方，而PVC只有经过改性才能使用。用于PVC改性的大分子改性剂品种很多，主要有氯化聚乙烯(CPE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、丁腈橡胶(NBR)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、氯丁橡胶(CR)等。尽管目前出现了许多改性PVC品种，但他们各有所短，例如以EVA改性的PVC，在包装、医学、玩具等领域中其物理、机械性能有限，仍需进一步改进。
发明内容
为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种PVC改性发泡材料及其成型方法，本发明方法制备的发泡材料质轻，泡孔尺寸小且机械强度高，具有较高的断裂伸长率。
为了实现本发明目的，所采用的技术方案为：
一种PVC改性发泡材料，包括如下重量组分：50～85份的PVC树脂、5～20份的EVA，5～20份的SEBS和EPDM，5～20份的增塑剂，5～20份的稳定剂，0.5～2份的氧化锌，0.5～2份的硬脂酸，0.3～0.6份的抗氧剂1010，0.2～0.4份的交联剂过氧化二异丙苯和1～6份的AC发泡剂。
进一步的，SEBS和EPDM的质量比为3:7～7:3。
进一步的，SEBS和EPDM的质量比为1:1。
上述PVC改性发泡材料的成型方法，包括如下步骤：
(1)将重量份为50～85份的PVC树脂、5～20份的EVA，5～20份的SEBS和EPDM，5～20份的增塑剂，5～20份的稳定剂，0.5～2份的氧化锌，0.5～2份的硬脂酸及0.3～0.6份的抗氧剂1010在密炼机中密炼混合5-10min，再加入0.2～0.4份的交联剂过氧化二异丙苯(DCP)和1～6份的AC发泡剂，再次进行充分密炼混合，得PVC改性预发泡共混材料。
(2)将PVC改性预发泡共混材料通过模压发泡，发泡温度为170-230℃，压力控制在1-20MPa，发泡时间5-30min。在这个温度范围内，PVC软化、熔融，与SEBS和EPDM、EVA融为一体，分散在PVC和EVA、SEBS和EPDM共混材料中的发泡剂分解，产生的气泡在PVC改性基体中膨胀，同时DCP分解，塑料基体部分交联，熔体强度提高，这样有利于发泡和交联的匹配。
进一步的，步骤(1)中再次密炼混合温度为140-145℃，转速为30-40r/min，时间为1min。以保证充分混合的同时AC不分解。
SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物，英文全称Styrene Ethylene Butylene Styrene，简称SEBS。SEBS不含不饱和双键，因此具有良好的稳定性和耐老化性。EVA是乙烯-醋酸乙烯酯。EPDM是三元乙丙橡胶。PVC韧性不够，发泡性能不好，而EVA、SEBS和EPDM韧性好，而且发泡性能好，另外，PVC是极性材料，EVA有一定的极性，两者共混，可得到相容性好、韧性好的PVC发泡改性材料。而且可以作为PVC与SEBS或EPDM的相容剂。与现有技术相比，本发明PVC改性配方可以制得高发泡、泡孔均匀、密度小和力学性能好的PVC改性发泡材料，且配方中SEBS和EPDM的联用，进一步增提高了发泡效果和机械性能，具有良好的弹性和综合性能，可用于包装、医学、玩具、家具、广告业、建筑装修、车内饰、化工防腐、环保等领域。
具体实施方式
本发明不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明下面结合实施例作进一步详述：
实施例1(以下份数均为重量份)
发泡配方为:
PVC树脂56份，EVA 5.3份，SEBS5份、EPDM 5份、增塑剂15份(其中乙酰柠檬酸三丁酯7，磷酸三甲苯酯8)，稳定剂(脂肪酸锌钙)6份，交联剂过氧化二异丙苯(DCP)0.2份，AC发泡剂5份，氧化锌1份，硬脂酸1份，抗氧剂1010 0.5份。
工艺：
制备PVC改性预发泡共混材料：将PVC树脂、SEBS、EPDM、EVA、氧化锌、硬脂酸、抗氧剂1010按照一定重量比在密炼机中密炼混合5min，温度140℃，转速35r/min。再加入交联剂过氧化二异丙苯(DCP)，AC发泡剂，密炼混合1min。在本发明中，EVA起到增韧剂、发泡改性剂、相容剂作用。控制密炼温度，则保证AC发泡剂不分解。
制备发泡材料：将PVC改性预发泡共混材料通过模压发泡。发泡温度可取175℃，压力可控制在8MPa，发泡时间8min。在这个温度范围内，PVC软化、熔融，与SEBS、EPDM、EVA融为一体，分散在PVC、SEBS、EPDM和EVA共混材料中的AC发泡剂分解，产生的气泡在PVC改性基体中膨胀，同时DCP分解，塑料基体部分交联，熔体强度提高，这样有利于发泡和交联的匹配。
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0.18g/cm3；撕裂强度按GB/T 529-1999测试，撕裂强度为2.4N/mm；拉伸强度和断裂伸长率按GB/T 528-1998测试，拉伸强度为0.34MPa，断裂伸长率为200％。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(以下份数均为重量份)
发泡配方为:
PVC树脂56份，EVA5.3份，SEBS7份、EPDM 3份、增塑剂15份(其中乙酰柠檬酸三丁酯7，磷酸三甲苯酯8)，稳定剂(脂肪酸锌钙)6份，交联剂过氧化二异丙苯(DCP)0.2份，AC发泡剂5份，氧化锌1份，硬脂酸1份，抗氧剂1010 0.5份。
工艺：
制备PVC改性预发泡共混材料：将PVC树脂、SEBS、EPDM、EVA、氧化锌、硬脂酸、抗氧剂1010按照一定重量比在密炼机中密炼混合5min，温度140℃，转速35r/min。再加入交联剂过氧化二异丙苯(DCP)，AC发泡剂，密炼混合1min。在本发明中，EVA起到增韧剂、发泡改性剂、相容剂作用。控制密炼温度，则保证AC发泡剂不分解。
制备发泡材料：将PVC改性预发泡共混材料通过模压发泡。发泡温度可取175℃，压力可控制在8MPa，发泡时间8min。在这个温度范围内，PVC软化、熔融，与SEBS、EPDM、EVA融为一体，分散在PVC、SEBS、EPDM和EVA共混材料中的AC发泡剂分解，产生的气泡在PVC改性基体中膨胀，同时DCP分解，塑料基体部分交联，熔体强度提高，这样有利于发泡和交联的匹配。
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0.24g/cm3；撕裂强度按GB/T 529-1999测试，撕裂强度为2.3N/mm；拉伸强度和断裂伸长率按GB/T 528-1998测试，拉伸强度为0.42MPa，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3(以下份数均为重量份)
发泡配方为:
PVC树脂56份，EVA 5.3份，SEBS3份、EPDM 7份、增塑剂15份(其中乙酰柠檬酸三丁酯7，磷酸三甲苯酯8)，稳定剂(脂肪酸锌钙)6份，交联剂过氧化二异丙苯(DCP)0.2份，AC发泡剂5份，氧化锌1份，硬脂酸1份，抗氧剂1010 0.5份。
工艺：
制备PVC改性预发泡共混材料：将PVC树脂、SEBS、EPDM、EVA、氧化锌、硬脂酸、抗氧剂1010按照一定重量比在密炼机中密炼混合5min，温度140℃，转速35r/min。再加入交联剂过氧化二异丙苯(DCP)，AC发泡剂，密炼混合1min。在本发明中，EVA起到增韧剂、发泡改性剂、相容剂作用。控制密炼温度，则保证AC发泡剂不分解。
制备发泡材料：将PVC改性预发泡共混材料通过模压发泡。发泡温度可取175℃，压力可控制在8MPa，发泡时间8min。在这个温度范围内，PVC软化、熔融，与SEBS、EPDM、EVA融为一体，分散在PVC、SEBS、EPDM和EVA共混材料中的AC发泡剂分解，产生的气泡在PVC改性基体中膨胀，同时DCP分解，塑料基体部分交联，熔体强度提高，这样有利于发泡和交联的匹配。
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2.2N/mm；拉伸强度和断裂伸长率按GB/T 528-1998测试，拉伸强度为0.35MPa，断裂伸长率为195％。由此可以看出，本发明的发泡材料具有良好的性能。
对比实施例1(以下份数均为重量份)
发泡配方为:
PVC树脂55份，EVA 10份，SEBS 10份、增塑剂10份(其中乙酰柠檬酸三丁酯4，磷酸三甲苯酯6)，稳定剂(脂肪酸锌钙)9.3份，交联剂过氧化二异丙苯(DCP)0.2份，AC发泡剂3份，氧化锌1份，硬脂酸1份，抗氧剂1010 0.5份。
工艺：
制备PVC改性预发泡共混材料：将PVC树脂、EVA、SEBS、增塑剂、稳定剂、氧化锌、硬脂酸、抗氧剂1010按照一定重量比在密炼机中密炼混合7min，温度142℃，转速35r/min。再加入交联剂过氧化二异丙苯(DCP)，AC发泡剂，密炼混合1min。在本发明中，EVA起到增韧剂、发泡改性剂、PVC与SEBS相容剂作用。控制密炼温度，则保证AC发泡剂不分解。
制备发泡材料：将PVC改性预发泡共混材料通过模压发泡。发泡温度可取190℃，压力可控制在10MPa，发泡时间10min。在这个温度范围内，PVC软化、熔融，与SEBS、EVA融为一体，分散在PVC、SEBS和EVA共混材料中的AC发泡剂分解，产生的气泡在PVC改性基体中膨胀，同时DCP分解，塑料基体部分交联，熔体强度提高，这样有利于发泡和交联的匹配。
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0.30g/cm3；撕裂强度按GB/T 529-1999测试，撕裂强度为2.0N/mm；拉伸强度和断裂伸长率按GB/T 528-1998测试，拉伸强度为0.39MPa，断裂伸长率为180％。由此可以看出，本发明的发泡材料具有良好的性能。
对比实施例2(以下份数均为重量份)
发泡配方为:
PVC树脂62份，EVA 8份，EPDM 8份、增塑剂8份(其中乙酰柠檬酸三丁酯3，磷酸三甲苯酯5)，稳定剂(脂肪酸锌钙)7份，交联剂过氧化二异丙苯(DCP)0.2份，微球发泡剂4.3份，氧化锌1份，硬脂酸1份，抗氧剂1010 0.5份。
工艺：
制备PVC/EVA预发泡共混材料：将PVC树脂、EVA、EPDM、增塑剂、稳定剂、氧化锌、硬脂酸、抗氧剂1010按照一定重量比在密炼机中密炼混合10min，温度145℃，转速38r/min。再加入交联剂过氧化二异丙苯(DCP)，微球发泡剂，密炼混合1min。在本发明中，EVA起到增韧剂、发泡改性剂、PVC与EPDM相容剂作用。控制密炼温度，则保证AC发泡剂不分解。
制备发泡材料：将PVC改性预发泡共混材料通过模压发泡。发泡温度可取200℃，压力可控制在10MPa，发泡时间12min。在这个温度范围内，PVC软化、熔融，与EPDM、EVA融为一体，分散在PVC、EPDM和EVA共混材料中的微球发泡剂分解，产生的气泡在PVC改性基体中膨胀，同时DCP分解，塑料基体部分交联，熔体强度提高，这样有利于发泡和交联的匹配。
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0.34g/cm3；撕裂强度按GB/T 529-1999测试，撕裂强度为3.0N/mm；拉伸强度和断裂伸长率按GB/T 528-1998测试，拉伸强度为0.49MPa，断裂伸长率为160％。由此可以看出，本发明的发泡材料具有良好的性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种PVC改性发泡材料，其特征在于：包括如下重量组分：50～85份的PVC树脂、5～20份的EVA，5～20份的SEBS和EPDM，5～20份的增塑剂，5～20份的稳定剂，0.5～2份的氧化锌，0.5～2份的硬脂酸，0.3～0.6份的抗氧剂1010，0.2～0.4份的交联剂过氧化二异丙苯和1～6份的AC发泡剂；
SEBS和EPDM的质量比为3:7~7:3。
2.根据权利要求1所述的PVC改性发泡材料，其特征在于： SEBS和EPDM的质量比为1:1。
3.根据权利要求1或2所述的PVC改性发泡材料的成型方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将PVC树脂、EVA、 SEBS和EPDM、增塑剂、稳定剂、氧化锌、硬脂酸及抗氧剂1010在密炼机中密炼混合5-10min，再加入交联剂过氧化二异丙苯和AC发泡剂，再次进行充分密炼混合，得PVC改性预发泡共混材料；
（2）将PVC改性预发泡共混材料通过模压发泡，发泡温度为170-230℃，压力控制在1-20MPa，发泡时间5-30min。
4.根据权利要求3所述的PVC改性发泡材料的成型方法，其特征在于：步骤（1）中再次密炼混合温度为140-145℃，转速为30-40 r/min，时间为1min。
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