P450糊树脂发泡性能的研究

王辉

（天津渤天化工有限责任公司，天津 300480）

P450糊树脂发泡性能的研究

王辉

（天津渤天化工有限责任公司，天津 300480）

通过研究P450糊树脂的聚合度、粘度、增塑剂、填料、加热时间和温度等因素的变化对泡孔结构、发泡倍率的影响，找到适宜的发泡条件。

P450糊树脂；泡孔结构；发泡倍率；增塑糊

氯碱工业是基础化工行业，在国民经济和国防建设中占有重要地位，聚氯乙烯糊树脂是氯碱化工中最具代表性的产品，带动和促进着一大批相关行业的迅速崛起。聚氯乙烯糊树脂因其生产及应用的优点，目前成为研究领域的一大热点。PVC糊树脂除了具有一般PVC树脂性能，如：优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性、难燃性和较高的强度等又具有其特殊性能，如：优良的成糊性、良好的分散性等。糊树脂的生产方法通常分为乳液种子聚合法、乳液连续聚合法、微悬浮聚合法、乳液无种子聚合法、种子微悬浮法和乳液微混合法等。目前，国内聚氯乙烯糊树脂生产工艺主要是种子乳液法和微悬浮法，P450糊树脂采用种子乳液法由于具有优良的发泡性能，主要用于地板革、人造革和壁纸等领域，在国际市场一直保持良好的发展势头。由于装饰行业的持续发展对人造革、壁纸和地板革等方面的需求仍将有较大的幅度增长，因此预计在近几年内，其主要原料P450糊树脂市场仍将保持良好发展势头。

1　　主要原料

P450糊树脂：天津化工厂；

DOP增塑剂：淄博齐威工贸有限公司；

AC发泡剂：江门市中塑进出口有限公司；

K/Zn：江西宏远泰化工贸易有限公司。

2　　主要设备

霍巴特搅拌器：N50，美国；

烘箱：日本；

旋转粘度计：ALPHA series，西班牙；恒温水浴：N-40W，国产；

电子天平：JA51001，国产。

3　　糊树脂发泡工艺流程

称取65份DOP、5份AC、2.5份K/Zn及其他助剂放入搅拌器内，称取100份P450糊树脂放入搅拌器内，搅拌均匀后放在搅拌器上，低速搅拌10 min，高速搅拌10 min，搅拌结束后将样品倒入烧杯内，放在恒温水浴内恒温放置24 h。用配好的增塑糊在玻璃板上制得刮片，放入烘箱中发泡温度为205℃，时间6 min，之后测发泡倍率和观察泡孔结构。

4　　试验数据与讨论

4.1聚合度对P450发泡性能的影响

取不同聚合度而粘度相近的P450糊树脂进行发泡试验，见表1。

表1　　不同聚合度P450糊树脂对发泡性能的影响

由分析数据可以看出，当P450的粘度接近时，聚合度低的糊树脂，其发泡性能比较好，发泡倍率相对比较高。这是因为当糊树脂聚合度较低时，其粒径相对比较小，在增塑糊中游离增塑剂含量低，相应的熔融温度和熔融粘度都比较低，发泡剂在与P450糊树脂热熔融状态相联系的温度下分解为微气态成分，树脂在析出气体之前就进入熔融状态，而且进入熔融阶段后具有良好的流动性，借析出的气体而膨胀发泡。

4.2粘度对发泡性能的影响

取相同聚合度而粘度不同的P450糊树脂进行发泡试验，见表2。

在聚合度相同，而糊粘度相差比较大的情况下，随着增塑糊粘度的增加，发泡倍率有小幅上升的趋势；当粘度增加时，相同条件下进行发泡的制品其泡孔相对变大，使得倍率变高，但在粘度升高到6 732 mPa·S时，其泡孔结构不均匀，因此在做糊树脂发泡制品时，应把粘度控制在6 500 mPa·S以下。

4.3增塑剂的影响

增塑剂是增塑糊配方中的重要成分，也是对聚氯乙烯软制品的物理性能影响最大的助剂。增塑剂决定着增塑糊的流变行为，可以改善增塑糊的加工性能，并赋予了PVC制品的弹性和柔韧性。PVC是一种强极性的聚合物，分子间的强作用力不仅使PVC的加工性能差，而且使制品坚硬，缺乏柔软性。在配方中加入适量的增塑剂以后，增塑剂分子可以插入到PVC分子中间，使PVC分子间的距离增大，消弱其分子间的作用力，降低PVC增塑糊的粘度和塑化温度，使PVC树脂更易于加工，制品的质量更优良，见表3。

表3　　增塑剂对P450糊树脂对发泡性能的影响

有分析数据可以看出当DOP为55份时，体系中DOP含量不大，熔体强度大，熔融粘度高，发泡困难，所以制品泡孔粗大且不均匀，随着DOP份数的增加，体系的粘度降低，发泡变得容易，泡孔变小，泡孔结构为细密均匀。但是当DOP含量过大时，体系粘度过低，容易出现并泡现象。总体来看增大DOP份数会使增塑糊的粘度降低，发泡倍率也呈降低趋势。在实际生产中，应根据制品的需要选择DOP的增加量。

4.4填料对发泡性能的影响

在糊制品的加工中，经常添加一定量的填料，一方面可以大量降低成本，另一方面可以赋予某些特殊的功能。碳酸钙是所有填料中用量最大、使用最普遍的一种，碳酸钙价格低，无毒、无味、无刺激性，可以中和氯离子而起到稳定效果，而且色白、折光率低、易于着色，所以可以获得任何所期望的色彩。添加钙粉可以改善材料的发泡性能，并且可以提高泡沫材料的力学强度，增加制品表面的耐磨性。此外，碳酸钙的使用可以减少制品的收缩性，在中、高发泡PVC人造革的生产中轻质碳酸钙、表面处理的超细碳酸钙和细度在400目以上的重质碳酸钙为最佳。本文采用P450糊树脂发泡制品中经常使用的重质超细碳酸钙进行研究，碳酸钙填料在使用前应首先烘干水分，粒径应均匀分布在13 μm左右，细度为1 000目，见表4。

表4　填料对发泡性能的影响

由分析数据可以看出在少量添加时 （80份以下），制品的发泡倍率有缓慢的上升趋势，泡孔结构均匀细密，泡孔的独立性较好，这是因为少量的碳酸钙具有助发泡的作用，在发泡过程中可以借助碳酸钙起到“泡核”的作用，有助于泡孔均匀细密。当继续增大碳酸钙的含量时，发泡倍率会略有降低，泡孔变得不均匀，且独立性差，制品的手感较差。

4.5加热时间和温度对发泡性能的影响

增塑糊的发泡过程一般是在烘箱中完成的，加热温度即发泡温度，是指发泡时烘箱的温度。加热温度和加热时间是影响发泡过程和发泡制品质量的主要因素。当加热温度较低时产品发泡倍率不够，泡孔少，手感弹性不是很好。当加热温度较高时，发泡剂的分解速度变快，达到预定发泡倍率所需的时间相应缩短。在生产中，为了提高生产倍率，往往采用提高发泡温度的方法来缩短发泡时间。但加热温度过高时，增塑糊熔体粘度过低，发泡剂发气量过大，使泡孔内气压过大，泡孔进一步膨胀，使得孔壁变薄，张力变小从而导致泡孔破裂、塌泡或穿泡，其泡孔显得粗大或大小不一，产品表面毛糙，发泡倍率也不够，手感弹性同样不好。加热时间是影响发泡质量的重要因素，发泡剂分解而发生气体并不是瞬间的行为，而是以一定速度发生的，所以加热时间不同，气体发生量就会不同。如果在气体发生结束后仍然继续加热，生成的泡孔就会因受热而粘连，变成极其粗大的泡孔。因此，加热时间应该有适当的范围，见表5。

表5　　加热时间和温度对发泡性能的影响

由分析数据可以看出，在加热温度为195℃时，树脂只有在加热6 min时才发泡，但发泡倍率低；加热温度为200℃时，在加热5 min和6 min时都发泡，但5 min时发泡倍率偏低；加热温度为205℃和210℃时，只有3 min未发泡，其中，4 min时发泡倍率低；加热温度220℃时虽然都发泡，但泡空结构都很差.

5　　小结

（1）当P450糊树脂粘度基本不变时，聚合度低的糊树脂，其发泡性能比较好，发泡倍率相对比较高。

（2）当P450糊树脂聚合度相同，而糊粘度相差比较大的情况下，随着增塑糊粘度的增加，发泡倍率有小幅上升的趋势。但在粘度升高到6 732 mPa·S时，其泡孔结构不均匀，因此，在做糊树脂发泡制品时，应把粘度控制在6 500 mPa·S以下。

（3）P450糊树脂和DOP用量为100∶65树脂的发泡倍率和泡空结构最好。

（4）在P450糊树脂发泡中随着碳酸钙用量的增加发泡倍率逐渐变大，在80份左右时达到最大之后逐渐变小，并且用量在120份以上时泡空结构变差，综合分析碳酸钙用量应控制在80份左右。

（5）加热时间和温度对发泡性能都有影响，加热时间太短树脂不发泡，加热温度过高泡孔结构变差，当加热时间在6 min加热温度在210℃时，P450糊树脂发泡性能最好。

Study on foaming properties of P450 paste resin

WANG Hui

（Tianjin Botian Chemical Co.，Ltd.，Tianjin 300480，China）

The effect of viscosity，viscosity，plasticizer，filler，heating time and temperature on the structure and foaming rate of P450 paste resin were studied，found suitable foaming condition.

P450 paste resin；foam structure；foaming ratio

324.3

B

1009-1785（2015）12-0011-03

2015-09-21

王辉（1982—），男，2005年毕业于天津理工大学，化学工程与工艺专业，本科学历，工程师。现就任于天津渤天化工有限责任公司技术中心，主要负责安全、质量、工艺管理等工作。