改性聚氯乙烯泡沫塑料的特点和应用领域

由于PVC有树脂熔体粘度高、不利于膨胀发泡、热稳定性差、弹性差等缺点，因此常采用改性后的PVC树脂来配制泡沫塑料。改性PVC泡沫塑料品种很多，这里只介绍几个典型的品种。

1.交联PVC发泡塑料

用异氰酸酯改性的PVC可生成交联-接枝型闭孔结构的硬质PVC泡沫塑料，其强度高，且阻燃性、隔热性、使用温度、耐化学性与硬质PU泡沫塑料相似，优于PS，PVC发泡塑料，其水蒸气渗透率在所有泡沫塑料中是最低的，但表层与中心层力学性能及泡孔结构不均匀，制品厚度一般小于10cm，成本也较高。

表14-82 JFG型材UPVC结皮发泡塑料的性能

常采用模压后发泡（化学发泡）工艺加工制品。配方料混合后装入模具，由液压机加压，利用蒸汽加热。成型压力为20MPa，蒸汽压力为0.6MPa，模具起始温度为100～110℃，聚合时释放热量可提高模温约80℃，故实际成型温度为180～200℃。交联塑化成型时间视配方料成型特性及制品壁厚尺寸大小而定。成型后冷却脱模。脱模温度的高低直接影响模压制品密度及成型周期，脱模温度低则制品密度大，成型周期长；成型温度高则反之。如脱模温度为25℃时，制品密度为1.20g/cm³，成型周期为60min，而当脱模温度为100℃时，制品密度为0.43g/cm³，成型周期为43min。若脱模温度过高，则会导致制品泡孔破裂。

脱模后制品在90～100℃的热水中或烧室中继续发泡，以获得预定的制品密度。制品发泡后密度与模压制品密度和发泡时间有关，模压制品密度小、发泡时间长，则发泡制品的密度也小。发泡时间一般为数小时。

交联PVC硬质泡沫塑料性能优于普通硬质PVC泡沫塑料，可用作工程泡沫塑料。

2.PVC/LDPE/EVA软质泡沫塑料

该塑料是以PVC为基体，利用EVA的增容特征作增容剂先与LDPE炼制成复合改性剂后，再与PVC炼塑成PVC/LDPE/EVA改性体系。同时，在体系中又配入了复合增塑剂、复合交联剂、AC发泡剂、轻质CaCO₃及超细SiO₂填料。成型加工时，这种配方料先炼塑成片材，裁切称量装入模具中热压成型（压力为5.9MPa，模温为145～155℃，时间为10～20min），开模时经交联发泡的制品即可弹出模框完成发泡。它是一种软质微孔改性PVC泡沫塑料，其特点如下：

1）泡孔细密均匀，平均孔径为0.08～0.14mm，泡孔呈椭圆形或五边形，壁厚适中的闭孔结构，因此该泡沫料有良好的力学性能。

2）PVC/LDPE/EVA改性体系可适当地调节PVC的硬度和拉伸强度，增大柔软性及伸长率。其密度为0.24g/cm³，硬度为27H_A，拉伸强度为2.15MPa，伸长率为238%，压缩永久变形率为25%～30%（23℃，72h），回弹性良好。

3）可大量的使PVC、LDPE和EVA再生料，经试验，配制原料时三种材料各可使用50%的泡沫边角料取代新料，而不影响制品的物性。

4）可改善PVC的工艺性，交联、发泡和成型工艺性好，制品表面细滑手感好。

3.乙丙橡胶改性PVC泡沫吸声塑料(www.xing528.com)

该塑料由PVC、乙丙橡胶、发泡剂和阻燃剂等助剂组成配方料，经混炼制片、裁切模压、发泡成型即可制成细微、致密、均匀的开孔结构泡沫体，其吸声性能优良，在最佳的工艺条件下吸声系数不小于0.45，且克服了一般多孔性材料低频吸声性差的缺点。

材料的吸声性与泡孔结构有关，所以必须严格控制配制材料时的混炼温度和混炼时间，模压成型时的发泡温度及时间。温度过高过低，时间过长过短都会降低吸声性能。一般混炼温度为120℃，时间为10min；发泡温度为196℃，时间为8min。

4.木粉填充硬质PVC微孔泡沫塑料

这种塑料是用长径比为5的木粉，经表面处理后与低聚合度的PVC树脂混合，再与AC发泡剂等助剂混合用双螺杆机挤出造粒，组成PVC/木粉/AC体系，再用单螺杆机低温（<170℃）、高压挤出发泡成型，即可制成微孔结皮结构泡沫体。其芯层密度为0.6～0.8g/cm³，表层密度为1.5g/cm³，厚度为0.8mm，表面光滑平整，外观呈木质效果，可作型材。其型材有优良的力学性能，中空型材壁厚应为5～7mm；吃钉强度可达156N/cm，优于天然木材；可代替木材作塑料托盘；型材可用螺钉、焊接、粘接等连接；塑料中木粉含量可达40%～60%，且可用木材的废弃边角料制作木粉，因此材料成本低，经济效益及社会效益好。

5.无毒改性PVC开孔泡沫塑料

采用无毒PVC树脂、增塑剂、稳定剂和填充改性剂等组成配方料，并利用模压后烧结发泡的工艺可制得硬度为55H_A，开孔率达95%上的发泡体。制品具有良好的透气性和吸水性，通常用于液体过滤和化妆用具。此外，还可用作胶印机上的无毒PVC开孔弹性发泡辊，印刷名片等，利用辊吸收水分及辊压时逐渐释放水分的功能来润湿胶板，便于印刷，既清洁卫生，吸水率高，又可保持辊平整光滑，不收缩变形，延长使用寿命。

6.硬质改性低发泡PVC型材

由于PVC树脂平均相对分子质量大时熔体粘度高，流动性差，熔体强度高，不利于发泡，但相对分子质量低时力学性能又差，因此选料时必须两者兼顾。有时难以顾及周全，尤其对管材和异型材等制品，由于多为壁薄、复杂形状的中空制品，对配方料在流动性、发泡特性和强度等性能有多方面的要求。因此，人们采用了在配方料中加入加工助剂或改性剂的方法来调节PVC树脂的物性。目前，这种改性方法已广泛用于配制管材和异型材的配方料中，其常用的改性剂有如下一些：

1）以丙烯酸酯（ACR）为加工助剂，它可提高塑化效率，降低塑化温度，防止PVC分解及发泡剂过早分解，提高流动性及熔体强度、伸长率，有利于挤出、发泡和牵引成型。

2）改性剂，如CPE、EVA、MBS和ABS等，可提高低相对分子质量PVC树脂的耐压性、抗冲击性、韧性和耐低温性等，同时还具有提高表面光滑性，使泡孔均匀分布及致密度等性能。

不同制品按需要选用不同改性剂配制配方料，以达到不同改性要求。以改性PVC管材为例，其材料配方见表14-83。

表14-83 硬质改性低发泡PVC管材配方

配方料经捏合挤出成型后制品密度可达0.7～0.9g/cm³，其拉伸强度为14.72MPa，具有耐压、泡孔尺寸均匀、表面光滑、无塌陷、隔热、隔声、耐腐蚀、变形小、涂料附着性强、有一定强度和硬度等优点，其便于运输和安装，可代替铸铁管和陶瓷管用于下水管道等。