PVC結皮發泡板漫談

PVC發泡板

又稱為雪弗板和安迪板，分為結皮發泡和自由發泡兩種。PVC發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 等行業及化工防腐工程、熱成型件、冷庫用板、特殊保冷工程、環保用板模、運動器材、養殖用材、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越，日益受到大眾歡迎。

硬質 PVC 結皮發泡板是以聚氯乙烯（PVC）為主要原料，經過特殊發泡工藝制成。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保建筑裝飾材料。國內對硬質 PVC 低發泡的管材和型材生產線及微發泡或自由發泡板生產線的研究較為深入，但對專用硬質 PVC 結皮發泡板的配方、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，擠出機規格與螺桿結構不同，擠出的型材規格與形狀不同，所采取的工藝調整方法有很大區別。硬質 PVC 擠出過程本身的復雜性決定了實現結皮發泡成型的困難性，PVC 結皮發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泡加工工藝。

硬質 PVC 結皮發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 結皮發泡板制品規格為 1 220 mm×2 440 mm，制品厚度為 8～32 mm。

PVC結皮發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泡板（向內發泡）和單流道模頭生產的結皮發泡板（向外發泡）

PVC發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泡板模頭結構跟自由發泡的是一樣的，通常由上模體、下模體、節流棒結構、上模唇、下模唇幾部分組成，由于節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結構，模唇開口間隙可以在正負1.5mm范圍內快速調節，極大提高制品厚度規格變換生產的效率。

改進的模頭結構，全流道實現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 發泡制品利用化學發泡劑發泡成型。發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生相分離，形成大量微泡孔而發泡，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，從而生產出結皮發泡板。硬質 PVC 結皮發泡板材采用受限發泡工藝，熔體從衣架式口模離開自由發泡，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，壓制板材表面區域發泡（即結皮），獲得表面相對堅硬的發泡半成品，經過冷卻區后由牽引裝置牽引進入壓輥裝置，為補償板材后續的冷卻收縮，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量，有利于發泡過程。另外物料塑化良好時，口模壓力和電流都比較穩定；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。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的重要依據。

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泡倍率，而做薄板因發泡層較薄，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，同時靠近模唇口發泡使板材表層粗糙。螺桿轉速應根據結皮發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，因發泡制品承受過大的壓力，密度增大或制品截面出現破泡現象。

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

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

由于發泡制品在擠出生產過程中熔體的塑化溫度必須略低于發泡劑的分解溫度，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。要得到發泡充分的發泡塑料制品，采用的樹脂黏度不宜過高。同時結皮發泡塑料板材與其它發泡制品相比，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”