PVC結皮發(fā)泡板漫談

PVC發(fā)泡板

又稱為雪弗板和安迪板，分為結皮發(fā)泡和自由發(fā)泡兩種。PVC發(fā)泡板廣泛應用于客車、火車車廂頂棚、箱體芯層、內部裝潢用板、建筑物外墻板、內裝飾用板、辦公室、住宅、公共場所建筑物隔間，商用裝飾架、無塵室用板、吊頂板、網板印刷、電腦刻字、廣告標示、展板、標志用板 相冊板 等行業(yè)及化工防腐工程、熱成型件、冷庫用板、特殊保冷工程、環(huán)保用板模、運動器材、養(yǎng)殖用材、海濱防潮設施、耐水材料、美工材料及各種輕便隔板代替玻璃天棚等。用途非常廣泛，因其價格相對低性能優(yōu)越，日益受到大眾歡迎。

硬質 PVC 結皮發(fā)泡板是以聚氯乙烯（PVC）為主要原料，經過特殊發(fā)泡工藝制成。它作為以塑代木的典型新型化學建材產品之一，由于其密度內部有細微泡孔結構，表面類似于天然木材，是一種十分理想的綠色環(huán)保建筑裝飾材料。國內對硬質 PVC 低發(fā)泡的管材和型材生產線及微發(fā)泡或自由發(fā)泡板生產線的研究較為深入，但對專用硬質 PVC 結皮發(fā)泡板的配方、工藝、設備的研究相對較少。由于工藝隨物料、擠出機、模具的變化而變化，物料不同，擠出機規(guī)格與螺桿結構不同，擠出的型材規(guī)格與形狀不同，所采取的工藝調整方法有很大區(qū)別。硬質 PVC 擠出過程本身的復雜性決定了實現(xiàn)結皮發(fā)泡成型的困難性，PVC 結皮發(fā)泡板材質量與螺桿轉速、擠出溫度、擠出壓力及機頭、口模、冷卻定型模結構等多種因素有著直接關系。因此要獲得良好性能的硬質PVC 板材，必須有先進的板材生產線設備及合適的結皮發(fā)泡加工工藝。

硬質 PVC 結皮發(fā)泡板生產工藝流程如下

PVC 樹脂+助劑→高速混合→低速冷混→錐雙螺桿擠出→口模賦形（結皮發(fā)泡）→冷卻定型→多膠輥牽引→切割制品→收集檢驗。

生產的硬質 PVC 結皮發(fā)泡板制品規(guī)格為 1 220 mm×2 440 mm，制品厚度為 8～32 mm。

PVC結皮發(fā)泡板按生產工藝以及所用的模頭不同又分為

模內雙流道模頭生產的塞盧卡結皮發(fā)泡板（向內發(fā)泡）和單流道模頭生產的結皮發(fā)泡板（向外發(fā)泡）

PVC發(fā)泡板制品判斷的標準主要有

手感是否光滑平整，機械紋理是否明顯，表面顏色是否有色差或污點，表面有無凹坑，針眼，裂紋以及板邊切口是否平整，孔隙是否細密(無粗大孔眼，無峰孔，不崩口)，斷面無泡孔，無分層，表面無破孔。整個板面厚薄均勻性好，以及密度均勻。

最早的單流道結皮發(fā)泡板模頭結構跟自由發(fā)泡的是一樣的，通常由上模體、下模體、節(jié)流棒結構、上模唇、下模唇幾部分組成，由于節(jié)流棒以及模唇都是以緊固螺釘拼接緊固在模體上，這些流道上的拼接縫很容易導致掛料、積料造成板面刮花產生機械紋、劃痕，糊料開機時間短，壓力不均造成水波紋等

為了克服上述缺點，不少公司在模頭流道優(yōu)化設計的基礎上，對模具結構進行了改進，設計了無阻流棒結構模具，并且模唇拼接式改進為模唇、模體一體式設計，甚至增設冷水模。如下圖

在模唇上設計此類模頭專用的彈性調節(jié)結構，滿足一套模頭大范圍制品厚度的生產的需求，模唇開口間隙從0-5mm無級可調。一般可滿足生產3-25mm的制品。甚至其中的一件模體（通常在下模）可以選配快速開口調節(jié)結構，模唇開口間隙可以在正負1.5mm范圍內快速調節(jié)，極大提高制品厚度規(guī)格變換生產的效率。

改進的模頭結構，全流道實現(xiàn)了無拼接無縫光滑設計，消除了物料在模腔中掛料、積料的可能，生產的制品表面光滑無劃痕、無機械紋、水波紋等缺陷。

為了解決發(fā)泡板結皮層硬度不夠的問題，可以在口模處增加冷水套，也可增設冷水機，這樣能大幅提升板材表面硬度。

 硬質 PVC 發(fā)泡制品利用化學發(fā)泡劑發(fā)泡成型。發(fā)泡劑與其分解氣體在熔體擠出口模前溶于熔體，擠出口模后，熔體內壓力溫度下降，使溶于熔體的氣體過飽和而發(fā)生相分離，形成大量微泡孔而發(fā)泡，表層氣泡在冷卻定型模的急劇冷卻作用下來不及膨脹就被固定下來，在表面形成密度較高且光潔的結皮層，從而生產出結皮發(fā)泡板。硬質 PVC 結皮發(fā)泡板材采用受限發(fā)泡工藝，熔體從衣架式口模離開自由發(fā)泡，隨后導入與口模尺寸相近的冷卻定型模 ，立刻在板材表面強制冷卻，壓制板材表面區(qū)域發(fā)泡（即結皮），獲得表面相對堅硬的發(fā)泡半成品，經過冷卻區(qū)后由牽引裝置牽引進入壓輥裝置，為補償板材后續(xù)的冷卻收縮，冷卻定型裝置尺寸大于板材厚度約 1%，按冷卻定型模冷卻強度不同，板材結皮厚度控制在 0.1~1.0 mm 之間變化。

板材發(fā)泡成敗的關鍵在于擠出壓力控制是否合適。螺桿轉速、熔體溫度及口模內流道的長短和壓縮比對擠出壓力都有很大影響。螺桿轉速增加使熔體擠出壓力升高，可以減小泡孔直徑增加氣泡數(shù)量，有利于發(fā)泡過程。另外物料塑化良好時，口模壓力和電流都比較穩(wěn)定；而物料塑化不良時，口模壓力波動提高，電機電流增大且不穩(wěn)。在實際生產中，通常將主機電流和口模壓力的變化作為判斷擠出溫度控制是否適當?shù)闹匾罁?jù)。

生產厚板的模頭通常模唇口的平直段會長一點，并且壓縮比大，以便提高熔體壓力和發(fā)泡倍率，而做薄板因發(fā)泡層較薄，彈性空間小，剛性大，模頭設計時模唇口的平直段需要短，壓縮比小，以防止模唇口熔體壓力過大，造成出料不均勻，表面不平整，熔體強度低，甚至板材拉斷，生產的產量也受到一定程度的限制，生產周期縮短等。

生產實踐表明，螺桿轉速與板材的擠出產量成正比，與板材的密度成反比。螺桿轉速越高，擠出速度快，發(fā)泡程度均勻，制品表面質量好；相反，螺桿轉速過低，擠出速度慢時，降低生產效率，同時靠近模唇口發(fā)泡使板材表層粗糙。螺桿轉速應根據(jù)結皮發(fā)泡的不同工藝方法而定，需要綜合考慮設備的使用要求和板材的冷卻鋸切時間，螺桿轉速和擠出速度根據(jù)板材厚度設置不同，一般不超過 4 m/min。一般20 mm 板材擠出速度為 0.65~0.7 m/min。

每道定型模板之間間隙差對板材的成型很重要。第1道板到第2道板，第2道板到第3道板之間的間隙勻遞減0.2～0.5mm比較適宜。如果第1道定型模板與其它模板之間間隙差過大，不僅可能會導致堵?，F(xiàn)象，還可能導致板材出第1道定型模板后，進其余定型模板時，因發(fā)泡制品承受過大的壓力，密度增大或制品截面出現(xiàn)破泡現(xiàn)象。

直接影響塑料泡孔結構質量的主要原料是發(fā)泡劑與發(fā)泡協(xié)調劑。質量的因素不必多言。要想獲得密度更低的產品，發(fā)泡劑和調節(jié)劑的量都要多加，當然并不是越多越好。

穩(wěn)定劑、潤滑劑等原料及擠出工藝控制對發(fā)泡質量有一定促進與協(xié)調作用。鉛鹽對發(fā)泡有促進作用，潤滑劑使用得當可以大大延長開機時間。

由于發(fā)泡制品在擠出生產過程中熔體的塑化溫度必須略低于發(fā)泡劑的分解溫度，PVC樹脂平均聚合度越低，熔體塑化所需要的加工溫度也就越低。要得到發(fā)泡充分的發(fā)泡塑料制品，采用的樹脂黏度不宜過高。同時結皮發(fā)泡塑料板材與其它發(fā)泡制品相比，因板材成型橫截面較寬，從擠出機頭進入口模要分布到一個1.3 m左右的寬度，為了有利于氣泡的分散與膨脹，板材整個橫截面壓力應協(xié)調一致，對熔體流動性要求較高，其選用的樹脂分子量一般較小，如SC-7或SC-8型懸浮法疏松型樹脂比較適宜。

本文章摘于“PVC技術及人才交流”