新型環(huán)保發(fā)泡劑JJ-180在微發(fā)泡管材中的應(yīng)用

采用普通擠出成型設(shè)備生產(chǎn)硬質(zhì)PVC結(jié)皮微發(fā)泡管材，設(shè)備少，生產(chǎn)成本低，深受管材生產(chǎn)廠家的歡迎！但是在生產(chǎn)過程中，工藝難以掌握，特別是管材內(nèi)壁質(zhì)量更難控制，制品合格率低下；我公司針對這一為題本人通過長期實(shí)踐，詳細(xì)觀察并認(rèn)真研究和分析了其成型過程：在擠出成型時，熔體通過口模很快進(jìn)入真空定型套和冷卻裝置；如果在其過程中存在殘余發(fā)泡劑，勢必會將對管壁定型產(chǎn)生不良影響，通過觀察發(fā)現(xiàn)這種影響主要反映在成型管內(nèi)壁定型上！大家都知道此時成型前管外壁在降溫水的直接冷卻下迅速冷卻，致使殘余的未分解完全的發(fā)泡劑達(dá)不到所需要的溫度而不再分解，再加上真空作用下強(qiáng)制定型，很容易形成致密光滑的表面；而此時成型的管內(nèi)壁因?yàn)槔鋮s水不能觸及，靠空氣自然冷卻從而降溫緩慢，溫度有些高，從而使得殘余的發(fā)泡劑在高溫的作用下會繼續(xù)分解，此時受外壁冷卻冷卻定型的影響，從而轉(zhuǎn)向內(nèi)壁高溫處，形成后分解的小泡孔，而且極易形成較大并且不均勻的鼓泡或者是氣體逃逸造成的破孔。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)造成這種現(xiàn)象的原因主要有以下幾點(diǎn)：1、生產(chǎn)過程中使用的發(fā)泡劑分解溫度過寬；2、在制品進(jìn)入定型套前發(fā)泡劑分解不完全、產(chǎn)生殘留。通過反復(fù)試驗(yàn)在相同的工藝條件下通過更換新型環(huán)保發(fā)泡劑JJ-180后，其分解溫度窄，生產(chǎn)工藝較好控制，管材內(nèi)外壁光滑，發(fā)泡倍率可控，生產(chǎn)穩(wěn)定性好。

一、試驗(yàn)

1.1  試驗(yàn)材料：

硬質(zhì)PVC結(jié)皮微發(fā)泡管材生產(chǎn)設(shè)備國內(nèi)產(chǎn)的雙螺桿擠出機(jī)；

1.2  配方：（根據(jù)各廠家實(shí)際配方操作）

1.3  生產(chǎn)工藝：

將稱量好的生產(chǎn)用原料按正常順序投料混合、捏合在100°左右加入新型發(fā)泡劑JJ-180，達(dá)到捏合終點(diǎn)，料溫125°C左右，將料放入冷攪鍋中攪拌、冷卻至50-60°C，注意防止結(jié)塊，出料備用。

其工藝流程為：原鋪助材料→稱量→高速捏合（必須按順序投料）→冷卻靜置→擠出成型→冷卻定型→自動切割→產(chǎn)品檢驗(yàn)→合格產(chǎn)品入庫。

1.4  擠出機(jī)

各段溫度控制：

主機(jī)電流65-75A，螺桿轉(zhuǎn)速18-22r/min。各廠家設(shè)備有所不同應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況控制工藝條件。

二、各配方組分對發(fā)泡的影響

2.1           PVC樹脂

PVC發(fā)泡材料一般選用K值較低的PVC樹脂，這樣有利于加工時迅速膠凝化，確保在發(fā)泡溫度下熔體具有均相結(jié)構(gòu)。

2.2           穩(wěn)定劑

三鹽、硬脂酸鋇、硬脂酸鉛和復(fù)合穩(wěn)定劑在試驗(yàn)中都能起到較好的穩(wěn)定作用，在普遍應(yīng)用ADC發(fā)泡劑的體系中，都能起到較好的活化作用，使ADC的發(fā)泡溫度降低，分解溫度變寬，加工成型也很容易。但是容易出現(xiàn)熔體離開口模會繼續(xù)發(fā)泡、分解而產(chǎn)生內(nèi)壁不光滑的現(xiàn)象；而如果使用我公司生產(chǎn)的JJ-180型發(fā)泡劑，這種現(xiàn)象不會出現(xiàn)！它分解溫度、發(fā)氣量都能控制在PVC樹脂的加工成型范圍以內(nèi)，從而避免這種現(xiàn)象發(fā)生！

2.3           發(fā)泡劑

新型發(fā)泡劑JJ-180（濰坊潔佳化工有限公司生產(chǎn)）為改性ADC，外觀為淺黃色超微細(xì)粉末、分散性非常好，它在PVC塑料中的分解溫度為180-200°C；在此溫度下會完全分解，實(shí)際發(fā)氣量大于單一的ADC發(fā)泡劑，但對分解溫度要求比較嚴(yán)格JJ-180質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.2-0.6%的范圍內(nèi)，可制得密度為0.9-1.2g/cm3且內(nèi)外壁平整光滑的優(yōu)等發(fā)泡管材。

2.4           改性劑

ACR作為硬質(zhì)PVC的加工助劑可有效降低塑化溫度、提高塑化效率、提高熔體強(qiáng)度，使發(fā)泡過程中泡孔壁能夠承受泡內(nèi)氣體壓力，不致破裂造成大的孔穴。如果ACR使用量增加，熔體強(qiáng)度增加，使泡孔密度增大，泡徑變小。發(fā)泡調(diào)節(jié)劑和ACR作用類似，一般使得泡孔結(jié)構(gòu)致密，CPE主要作用是提高硬質(zhì)PVC材料的沖擊強(qiáng)度。一般用量建議為5-10份。

2.5           潤滑體系

三鹽、硬脂酸鋇、硬脂酸鉛等體系建議使用PE蠟作為潤滑劑，如果使用復(fù)合穩(wěn)定劑的話盡量減少潤滑劑的用量以保證管材內(nèi)外潤滑體系平衡，提高管材外觀質(zhì)量。

2.6           填充料使用量

輕質(zhì)超細(xì)碳酸鈣粉在體系中如果用量小時作用為發(fā)泡成核劑，用量大時雖然能降低成本，但是會增加產(chǎn)品密度，同樣也會使得發(fā)泡劑用量增加，使得泡孔不規(guī)則。

三、產(chǎn)品性能比較如下表：

注：此次試驗(yàn)管材為直徑110mm、管壁厚3.2mm。

四、結(jié)論

（1）          使用本公司生產(chǎn)的JJ-180型新型環(huán)保發(fā)泡劑分解溫度窄，并且在PVC所使用的溫度下完全能分解，使用JJ-180新型發(fā)泡劑所生產(chǎn)的硬質(zhì)PVC結(jié)皮微發(fā)泡板材，生產(chǎn)過程中工藝控制穩(wěn)定，所產(chǎn)出的產(chǎn)品內(nèi)、外壁光滑，性能優(yōu)良，質(zhì)量可靠。

（2）          由于本公司生產(chǎn)的JJ-180型新型環(huán)保發(fā)泡劑分解溫度窄，生產(chǎn)過程中分解完全，所以在硬質(zhì)PVC制品中可得到廣泛應(yīng)用，此發(fā)泡劑在高效人造革中也有良好的使用性。