PVC片材、板材配方设计和加工工艺.ppt

1、聚氯乙烯片材、板材配方设计与生产工艺,北京化工大学 材料科学与工程学院,聚氯乙烯片材、板材的型式,薄膜：厚度小于0.25mm 片材：厚度在0.25 2mm 板材：厚度大于2mm,聚氯乙烯片材、板材的用途,透明包装片 化工用各种厚度的板材 瓦楞板 不同厚度的发泡板材,聚氯乙烯片材、板材配方的物料组成,聚氯乙烯树脂 稳定剂 润滑剂 加工改性剂（包括加工改性剂和性能改性剂） 填充剂 着色剂和其他助剂。 在有特殊要求时，还需加入抗静电剂、发泡剂、阻燃剂、防霉剂、抗菌剂、增粘剂和抗粘连剂等,聚氯乙烯片材、板材配方特点,聚氯乙烯塑料的加工熔体粘度大 聚氯乙烯树脂的加工温度与分解温度接近，加工时容易发生分解

2、 制品的抗冲击性能差,聚氯乙烯树脂的选用,树脂选用疏松型树脂。 硬质聚氯乙烯片材和板材制品多选用分子量中等或较低的SG57型树脂。 软质聚氯乙烯片材、板材，含有较多的增塑剂，选用分子量较高的SG24型树脂,稳定剂的选用,稳定剂的种类 ：铅盐类，有机锡类等 加工方式对稳定剂的要求 片材板材对稳定剂的要求,稳定剂的性能要求,热稳定效果好，优异的长期的热稳定性和良好的光稳定性和耐候性。 与聚氯乙烯树脂和其他组分有良好的相容性，分散性好 不形成有害或有毒的物质、卫生性；无嗅味和不形成污染物， 对有特殊要求的材料或制品，有利于改善或确保透明性不影响制品色泽，不析出和影响材料及制品外观。 通常总是几种稳定

3、剂并用以最大限度的满足加工和制品性能要求。,润滑剂的选用,润滑剂分类 外润滑剂，内润滑剂 一般来说，外润滑是牵涉相界的过程，外润滑剂的作用是降低聚合物熔体和加工设备表面之间的摩擦或减小聚合物粒子之间的摩擦。 内润滑剂则指聚合物熔体内部的润滑，内润滑剂的作用是降低聚合物熔体分子链之间的运动摩擦， 内润滑剂具有较大的相容性而外润滑剂则具有较小的相容性. 润滑剂往往同时起到内外润滑作用；但以某一种润滑作用为主。,加工助剂的选用,为了改善聚氯乙烯的片材和板材加工性能，提高加工过程配混料的塑化质量，以及为进一步改善RPVC制品的某些性能(如冲击强度、耐热变形温度和模量等)，还需在配方设计中加入适当的加工

4、助剂。 这类加工助剂可增强PVC树脂颗粒内的内摩擦作用，促进PVC的凝胶化，增加PVC熔体和加工设备金属面间的摩擦作用， ACR与PVC共熔时相容性好，熔融后粘度高，能对熔体、加工过程和塑化质量产生影响，使PVC树脂粒子的熔融时间缩短，加快PVC的塑化过程。 ACR的用量一般为5份以下。,冲击改性剂,由于聚氯乙烯树脂的特点，聚氯乙烯片材和板材制品冲击性能差，需要在配料中加入冲击改性剂。 冲击改性剂种类：(ACR)、ABS、MBS、CPE、EVA、EVAVC及NBR(丁腈橡胶)等。 ABS、MBS不仅可提高RPVC制品的冲击强度，而且提高其流动性，改善成型性能。ABS一般用于不透明PVC制品的抗

5、冲击改性而MBS用于透明制品。,冲击改性剂,含氯量为30一45的CPE与PVC的共混物不仅具有优异的耐低温冲击韧性，而且能保持PVC良好的耐化学腐蚀性、电性能和耐燃性。CPE的用量一般为48，有时可达10一15。,耐热改性,耐热性方面，由于硬质聚氯乙烯的玻璃化温度约为80，因而使用温度低，限制了RPVC制品的应用；为提高RPVC的耐热性，可在PVC中掺混玻璃纤维和填料等，例如当掺人2030的玻璃纤维时，其耐热性可提高到100。 在PVC中还可掺混入丙烯腈甲基苯乙烯苯乙烯共聚物及苯乙烯马来酸酐共聚物等进行共混，可使PVC的玻璃化温度显著提高，热变形温度可增高1030,填充剂的选用,填充剂的选择

6、在硬质聚氯乙烯配方中常需加入适当的填充剂，这不仅是为了降低成本，同时也是为了改善制品的某些性能和方便成型。 例如，在挤出过程中，填充剂的加入能增加制品刚度，定型方便，以利于挤出工艺的控制。增加制品硬度，提高制品的耐热形变温度等。,填充剂的选用,硬质聚氯乙烯常用的填充剂有碳酸钙、钛白粉和硫酸钡等。 一般在挤出成型中常选用硫酸钡和碳酸钙作为片材、板材的填充剂，在生产白色制品和韧性较高的产品时，也可选用钛白粉或以钛白粉与其他填料混合使用作填充剂。 选用填料时，也要考虑填充剂的来源及成本。,聚氯乙烯片材板材的加工方法,目前聚氯乙烯片材、板材的主要加工方法 压延成型 压制成型 挤出成型,压延成型,聚氯乙

7、烯片材的制造最常用的方法是压延成型， 它是将已经塑化好的物料，通过一系列相向旋转的水平辊筒的间隙，使物料承受挤压和延展的作用，使其成为规定尺寸的连续片状制品的成型方法。 压延成型的制品包括硬质PVC片材、透明片材、板材、地板砖以及复合和增强板材等等。,压延原理,压延是将混合好的PVC树脂和助剂，转变为均匀的片材。在原理上将物料加热至一定的 温度，使其成为流动状态，经过辊压为片材。通常硬质PVC的压延工艺包括混料、熔融、辊压和定型四个部分。四辊压延工艺简易流程如图所示,硬聚氯乙烯透明片的配方,PVC树脂 p=800 100 MBS 68 加工改性剂PA-20 0.81.3 有机锡 1.21.5

8、环氧大豆油 1 内润滑剂 0.81 外润滑剂 0.40.8 紫罗兰 适量,四辊压延流程图1,四辊压延流程图2,四辊压延流程图3,三辊压延工艺简易流程,层压成型,将聚氯乙烯压延薄片置于液压机中加热加压，并在加压的条件下冷却定型，使压延薄片成为硬板。 聚氯乙烯硬板具有良好的耐化学腐蚀性、电绝缘性和力学性能。,聚氯乙烯板材的典型配方,聚氯乙烯树脂 100 铅盐类稳定剂 57 润滑剂 1.52.5 碳酸钙 510 着色剂 适量,层压的工艺过程,压延薄片 薄片叠合 热压成型,薄片压延成型工艺过程,液压机,层压成型的主要设备,挤出成型片材和板材,聚氯乙烯片材板材也可以通过挤出成型的方法成型。熔融的物料经挤

9、出机的扁平机头挤出的板材，经三辊压光机冷却定型，再经冷却、牵引，切边和切割成为合格的板材。 挤出成型片材板材的工艺效率高，废品少，越来越多在实践中使用。,典型的挤出片材板材生产线,挤出片材板材的三辊压延机,典型的挤出片材板材生产线流程,挤出压延片材板材生产线,典型的挤出片材板材生产线,复合挤出片材生产线,挤出片材机头的型式,鱼尾式机头 衣架式机头 管式机头,挤出发泡成型板,发泡塑料的成型原理：在挤出中采用物理发泡剂或化学发泡剂及PVC树脂，助剂等组分，在挤出机内加热，形成具有气泡的熔融物料，由于螺杆背压和机头口模的封闭作用，使化学分解产生的气体受到强烈的抑制作用，不能在机筒内发泡，将这种塑化的物料以较快的速度挤出机头，依靠膨胀力的释放而使熔融物料在机头外发泡定型，形成具有发泡结构的材料，成为发泡板材。,发泡片材板材的形式,自由发泡： 自由发泡法是熔体由机头挤出后自由发泡，这种发泡是挤出物熔体挤出机头后的发泡膨胀和挤出物熔体的记忆效应的复合，使挤出截面增大而挤出长度减少，通过牵引，挤出物的横截面可减少到比口模的自由横截面还小。这种方法注意用以制造不同密度和横截面较小的PVC塑料制品。,结皮发泡,PVC树脂，助剂及化学发泡剂及等组分组成，在挤出机内加热，在发泡剂分解温度以上熔融塑化，由于螺杆背压和机头口模的封闭