PVC低发泡仿木纹片材配方

硬质PVC低发泡材料密度可控制在0.4~0.9 g/cm3之间，并且具有强度高、阻燃性好、耐腐蚀、防虫蛀、耐候性能优良及加工成型方便等特点。使用硬质PVC低发泡产品做装饰材料可有效节约能源、降低生产成本，有着广阔的市场前景和良好的社会及经济效益。在PVC低发泡窗饰片材的配方设计时，应选择来源可靠、质量稳定的原材料；根据不同的要求，可选用铅系或有机锡系稳定体系，配以适量的润滑剂、发泡剂、加工助剂及改性剂。以下是两个基本配方。

          （1）铅系稳定剂体系配方(质量份数)：
          PVC                                             100　　　　　
          三盐                                            3~5　　　　　
          二盐                                            1~3　　　　　
          硬脂酸钡                                    1~2　　　　　
          硬脂酸铅                                 0.6~1　　　　　
          调节剂                                        3~6　　　　　
          润滑剂                                       1~2　　　　　
          发泡剂                                 0.6~1.2　　　　　
          颜料                                         适量　　　　　
          CaCO₃                               10~30　

          （2）有机锡系稳定剂体系配方(质量份数)：
          PVC                                         100　　　　　
          稳定剂                                        2　　　　　
          发泡剂                              0.6~1.2　　　　　
          调节剂                                     3~6　　　　　
          润滑剂                                     1~2　　　　　
          颜料                                        适量　　　　　
          CaCO₃                              10~30　

一步法模压成型软质PVC鞋底发泡材料

聚氯乙烯(PVC)发泡材料有着优良的力学性能、加工方便和成本低廉等优点，在中低档鞋底材料市场仍占有较大比例。现在生产软质PVC发泡材料大多数采用模压二次发泡，本试验采用一步法模压成型，并在前期试验工作的基础上，加入交联剂过氧化二异丙苯(DCP)、柠朦酸(后文中用L表示)、泡孔调节剂(后文中用A表示)组分，研究发泡剂偶氨二碳酰胺(AC)，DCP，L、丁腈橡胶(NBR)，A用量对软质PVC发泡材料密度和力学性能的影响，筛选出了密度和力学性能满足PVC鞋底发泡材料的配方。

1 试验部分

1.1 主要原料

PVC，S-1000，齐鲁石化股份有限公司；AC，L，分析纯，均市售；邻苯二甲酸二辛酯(DOP)，DCP，化学纯，均市售；热稳定剂、成核剂，工业级，市售；A，温州天盛塑料助剂有限公司；粉末NBR，兰州石化公司石化研究院。

1.2 试验仪器与设备

双辊塑炼机，SK-160B型；平板硫化机，XLB型；拉力实验机，XL-250型，广州实验仪器厂；橡胶硬度计，LX-C型，上海六菱仪器厂；测厚仪，CH-10-AiF型，上海六菱仪器厂；电热鼓风干燥箱，101型，上海实验仪器总厂；差示扫描量热仪(DSC)，DSC-2C型， 美国PE公司；电子扫描显微镜，JSM-5900LV，日本日立。

1.3 性能测试及指标

PVC鞋底发泡材料的物理性能指标：密度为0.22～0.40g／cm3，硬度为22～40N，拉伸强度不小于2.06MPa，撕裂强度不小于15N／mm，断裂伸长率不小于130%。

1.4 试验方法

试验基本配方(以质量计)：

PVC 100.0份；DOP 60．0份；热稳定剂 6.2份；成核剂 1.0份； AC,DCP，L，NBR，A变量。

基本工艺条件：①按配方准确称量，把PVC，DOP、热稳定剂等混合后放入100―110℃干燥箱内进行预塑化，且每隔5min搅拌1次，总共搅拌4―5次，使DOPxx被PVC树脂吸收；②双辊塑炼，将预塑化的PVC混合料加入双辊塑炼机中(辊温为110―120℃)，熔融后加入NBR，然后依次加人DCP，AC，混炼8min后出片；③压制发泡，温度165℃，压力10MPa，压制时间为9min，出模后马上冷压6min，压制发泡材料放置14h后制样测性能。

2 结果与讨论

2.1 AC用量对发泡材料性能的影响

图l是AC的DSC曲线图。从图1中可知AC在195℃左右出现分解放热峰，峰顶温度为218℃，且在235℃附近出现较小的吸热峰。PVC的发泡成型温度为165℃，因此加工时需加入活化引发剂来降低AC分解温度。PVC的热稳定剂可以活化引发AC的分解，使它分解温度与PVC压制发泡温度一致。所以可以选择PVC的热稳定剂作为AC活化引发剂。

AC用量对发泡材料性能的影响见表1。从表1可知，发泡材料的密度随着AC用量的增加是先减小后增大的。这是因为，随着AC用量的增加，其分解放出的气体量增加，产生的泡孔数目增加，故材料密度减小，但当AC添加过多时，生成的气体较多，气体易从熔体中逸出，材料的密度反而变大。当AC用量为4.0份时，发泡材料密度较小，力学性能优异，所以AC用量定为4.0份。

表 1，AC用量对发泡材料性能的影响

2.2 DCP用量对发泡材料性能的影响

因为在高温下PVC的熔体粘度低、稳定性差，泡孔易被冲破，所以高温下采用模压一步法制备无交联PVC泡沫塑料是困难的。针对以上原因，试验加入了交联剂DCP，进行了化学交联模压一步法制备软质PVC发泡材料。要得到密度低的闭孔泡沫塑料，体系交联速率必须与发泡速率严格匹配。

表 2，DCP用量对发泡材料性能的影响

表2是AC用量为4.0份时DCP用量对发泡材料性能的影响。从表2可以看出，当DCP用量为0.2份时，发泡材料密度最小，发泡材料的力学性能较好。

图2是AC用量为4.0份时DCP用量对发泡材料发泡倍率的影响。从图2可知，发泡材料发泡倍率随着DCP用量增加逐渐变小。当DCP用量为0.2份时，发泡材料发泡倍率{zd0}、发泡最充分。据文献报道，当发泡材料密度小、力学性能好、发泡倍率大时，说明交联速率和发泡速率相匹配。所以，DCP用量0.2份为宜。

2.2 L用量对发泡材料性能的影响

L不仅可以与AC分解产物中碱性物质发生酸碱中和反应，促使AC迅速分解，而且还能使AC分解时的次级吸热反应提前，部分抵消AC分解时主级反应放出的热量。这是因为AC高温分解分为2次反应，主级反应为放热反应，次级反应为吸热反应，主级反应后紧接着次级反应问。从图1也能看出AC分解时的2次反
应。

AC，DCP用量分别为4.0，0.2份，考察L用量对发泡材料性能的影响见表3。

表 3，L用量对发泡材料性能的影响

从表3可知，L用量为0.2份时，发泡材料密度较小，当其用量增加时，发泡材料密度逐渐变大。这可能是由于L用量多时，AC分解速度加快．发气量增大，熔体中的气体易逸失，致使发泡材料密度增大。

L用量为0.2份时， 发泡材料力学性能优异，尤其是材料强度，比未加L时好。这是由于L减少AC分解时放出的热量，有利于改善材料泡孔结构。提高发泡材料力学性能。综合考虑发泡材料密度和力学性能因素，L用量定为0.2份。

2.4 NBR用量对发泡材料性能的影响

粉末NBR改性的PVC具有良好的熔体粘度稳定性，在发泡成型时，容易得到密度较低、泡孔较好的泡沫塑料制品，此外，粉末NBR与低分子增塑剂有良好的相容性，用其与PVC共混，可以提高PVC制品增塑剂的持久性。表4是NBR用量对发泡材料性能的影响。

表 4，NBR用量对发泡材料性能的影响

从表4可以看出，NBR用量为40.0份时，材料密度较小，当NBR用量继续增加时，发泡材料密度反而回升，这是因为NBR加入过多时，体系粘度过大，气体成泡困难，所以密度变大。NBR用量为40.0份时，发泡材料断裂伸长率、撕裂强度也较好。所以NBR取40.0份为宜。

2.5 A用量对材料性能的影响

泡孔调节剂的主要作用是促使PVC塑化熔融，提高发泡熔体强度及延伸性，使发泡过程稳定可控，从而有利于形成均匀、细密、稳定的泡孔结构。为了改善材料泡孔结构、降低材料密度，本试验加入了A。图3是A用量对发泡材料发泡倍率的影向。

从图3可知，A用量为11.0份时，材料发泡率{zd0}、发泡最彻底。

A用量对发泡材料的性能影响如表5所示。由表5可以看出，A用量为11.0份时，发泡材料密度达到最小，发泡材料撕裂强度较大、硬度较小，不过材料拉伸强度、断裂伸长率有所降低，但是基本满足了软质PVC鞋底发泡材料的要求。

表 5，A用量对发泡材料性能的影响

3 结论

1) 当AC用量为4.0份，DCP用量为0.2份时，发泡体系的交联速率和发泡速率是相匹配的，发泡材料密度较小、力学性能较好。

2) L能减少AC分解时放出的热量，提高发泡材料的力学性能。L用量为0.2份时，发泡材料综合性能优异。

3) A能改善发泡材料泡孔结构、降低发泡材料密度、提高材料发泡倍率。当A用量为11.0份时，发泡材料密度最小、泡孔分布均匀、力学性能优异。

4) 当选择AC4.0份、DCP0.2份、L 0.2份、NBR40.0份、Al1.0份时，发泡材料密度达到0.359g／cm3，发泡材料的撕裂强度较大、硬度较小，不过拉伸强度、断裂伸长率有所降低，但基本满足了软质PVC鞋底发泡材料的要求。

图4是PVC，NBR质量比100.0／40.0和PVC，NBR．A质量比100.0／40.0／11.0发泡材料断面泡孔分布的电镜照片。从图4可以看出，图4(b)的泡孔比图4(a)泡孔分布更均匀，并有较少的破孔、并孔和大孔，可见，A改善了发泡材料的泡孑L结构。