综述
CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS
合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2023， 40（2）： 78
1 发泡板
1.1 PVC发泡板
PVC发泡板是一种绿环保材料，可替代木板，具有质轻、防潮、保温、隔音、减震等特性，在其表面可印刷、覆膜或制成多种彩［1］。PVC发泡板生产工艺流程通常是：PVC与助剂经高速混合、低速冷混、双螺杆挤出、口模赋形、冷却定型、多胶辊牵引、切割制得。PVC发泡板可以替代木材应用于天花板、地板、室内及车内装饰板材［2］。
现有的PVC发泡板存在一些不足，如PVC发泡板在高温条件下容易变形开裂，防火性能差，存在安全隐患。高密浩翰木塑材料科技有限公司［3］制备了一种防火、耐高温的PVC发泡板。使用平均聚合度800~
1000的PVC 100.0 phr、发泡调节剂（由甲基丙烯酸甲酯70.0 phr、丙烯酸丁酯26.0 phr、焦磷酸钠1.4 phr、十二烷基硫酸钠2.0 phr、过硫酸钾1.5 phr、水200.0 phr经乳液聚合制备）5.0 phr、发泡剂偶氮二甲酰胺0.7 phr、甲基八溴醚5.0 phr、氧化铝3.0 phr、聚异三聚氰胺酯8.0 phr、马来酸二丁基锡3.5 phr、钙锌复合稳定剂4.0 phr、木屑
6.5 phr、碳酸钙3
7.0 phr、滑石粉12.0 phr、内润滑剂600.7 phr、外润滑剂液体石蜡0.7 phr、增塑剂邻DOI：10.19825/j.issn.1002-1396.2023.02.18
发泡PVC的生产工艺及其在装饰材料中的应用
郭 琦
（河南经贸职业学院，河南 郑州 450000）
摘要：综述了近年来应用于建材装饰领域的发泡聚氯乙烯（PVC）的技术进展。结果表明，加入阻燃剂与绝热材料可以提升PVC发泡板耐高温性能与防火性能；通过控制干燥木质纤维粉水分含量不大于1%（w），与长玻璃
纤维一同经过双螺杆挤出机可以制备高强度PVC木塑发泡板；采用水晶珠光颜料、发泡剂及PVC配制成糊料经圆网
印刷在无纺布上，可以得到闪耀透明的PVC发泡墙纸。
关键词：聚氯乙烯 发泡 生产工艺 墙纸
中图分类号：TQ 325.3文献标志码： A 文章编号：1002-1396（2023）02-0078-04 Production process of foamed PVC and its application in decorative materials
Guo Qi
（Henan Institute of Economics and Trade，Zhengzhou 450000，China）
Abstract： The technological process of foamed polyvinyl chloride(PVC) applied in building and decorative materials in recent years is reviewed. The result shows that high temperature resistance and flame retardancy of PVC foam board can be improved by adding flame retardants and heat-insulating materials. PVC wood-plastic foam board with high strength is prepared through twin-screw extruder with long glass fiber and wooden fiber by controlling the water content in dry wooden fiber less than 1%. Crystally transparent PVC foam wallpaper is made by mixing crystal pearlescent pigm
ent，foaming agent and PVC to print on adhesive bonded fabric via rotary screen printing.
Keywords： polyvinyl chloride； foaming； production process； wallpaper
收稿日期：2022-10-27；修回日期：2022-12-26。
作者简介：郭琦，女，1991年生，硕士，讲师，2012毕业于
甘肃农业大学园艺专业，主要研究方向为室内设计。
E-mail：5925156@qq。
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苯二甲酸二辛酯45.0 phr。将PVC粉、甲基八溴醚、氧化铝、聚异三聚氰胺酯、马来酸二丁基锡、钙锌复合稳定剂、木屑、碳酸钙、滑石粉放入高速搅拌机中均匀混合，直至固体颗粒混合均匀后，加入发泡调节剂、发泡剂、内润滑剂、液体石蜡及邻苯二甲酸二辛酯混合均匀，将混合物加入双辊混炼机开炼，温度130~140 ℃，至成膜表面光滑无龟裂后置于平板硫化仪中加压成型，压力为4~9 MPa，温度为135~150 ℃。裁切成所需的尺寸于室温冷却定型24~72 h得到防火、耐高温PVC发泡板。
传统PVC发泡板存在表面硬度较低、容易变形等缺点。菏泽海润新能源有限公司［4］开发出一种PVC发泡装饰板，即板体内芯为发泡PVC，发泡PVC外表面包覆硬质PVC。硬质PVC的制备：PVC
100.0 phr、碳酸钙50.0 phr、稳定剂6.0 phr、氯化聚乙烯（CPE）3.0 phr、钛白粉2.0 phr、硬脂酸润滑剂0.6 phr、蜡0.3 phr。发泡PVC的制备：PVC 100.0 phr、碳酸钙50.0 phr、稳定剂6.0 phr、CPE 4.0 phr、钛白粉2.0 phr、增塑剂5.0 phr、发泡剂0.3 phr、发泡调节剂8.0 phr。将硬质PVC原料和发泡PVC原料分别在各自独立系统中混合均匀后冷却、筛选去除杂质、加热熔化；将熔化后的发泡PVC物料通过挤出机加压推送至模具内的板体内芯成型区；熔化后的硬质PVC物料通过挤出机加压推送至模具内的外层包覆区；两种熔融物料汇合，模具温度150 ℃；板体表面的硬质PVC厚度为0.6 mm；侧边硬质PVC外表层厚度为1.8 mm。包覆完成后冷却固化。经侧边优化、表面美化、单元切割得到成品装饰板材。该板材可以满足装饰板平面度及后期加工要求。针对PVC发泡板易碎裂使板材应用受限的问题，山东博拓新材料科技股份有限公司［5］开发出一种环保耐折PVC发泡板。使用聚合度800的PVC粉料100.0 phr，发泡调节剂（质量比4∶1的甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯与苯乙烯-丙烯腈组成）5.0 phr、增韧剂（质量比为8∶1的丙烯腈-氯-甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯复配物）6.0 phr，发泡剂碳酸氢钠2.2 phr，填充剂活化碳酸钙10.0 phr，稳定剂（硬脂酸钙、硬脂酸锌与水滑石的复配物）4.0 phr，内润滑剂脂肪酸偏季戊四酯0.6 phr，外润滑剂（质量比为1∶3的高熔点石蜡与聚乙烯蜡的复配物）0.8 phr，抗静电剂（质量比为1∶5的4-乙烯基吡啶-丙烯酰胺共聚物与乙氧基化脂
肪族烷基胺复配物）2.0 phr。物料经全自动配料系统自动配料后加入高速混合机至110 ℃，将物料放入冷混机中冷却至55 ℃以下，放入贮料仓中。混合料经真空上料机吸入到双螺杆挤出机料斗，经挤出机熔融塑化后挤出，双螺杆挤出机主机转速为17 r/min，主机电流为87～93 A，螺筒5个加热区的温度分别为155，160，165，170，175 ℃。再经模具口挤出，模具温度为175 ℃，压花辊温度为90 ℃。然后冷却定型，消光，修边，牵引，自动计量切割后，制得规格为15 mm×1220 mm×2440 mm、密度为0.70 g/cm3的环保耐折PVC 发泡板，其邵氏硬度为60D，表面电阻为1×109Ω，横向耐折次数为160次，纵向耐折次数为182次，表面达因值为48。该PVC发泡板开槽弯曲不折断、板面硬度高，经过压花的板面光泽度均匀、立体感强。
现有的PVC发泡板的耐候性能、阻燃性能和抗老化性能相对较差，这使其使用寿命相对缩短。厦门稻美橡塑制品有限公司［6］制备了一种耐候PVC发泡板。使用95.0 phr平均聚合度为800的PVC，2.6 phr增塑剂邻苯二甲酸二辛酯，2.4 phr发泡剂偶氮二甲酰胺，8.5phr发泡调节剂氧化锌，12.0 phr氢氧化铝，4.3 phr乙烯基三甲氧基硅烷，1.8 phr硅油润滑剂，45.0 phr无机填料改性纳米氧化锌，2.0 phr阻燃剂［由磷酸三（1,3-二氯异丙基）酯和氢氧化镁按质量比1.5∶1.0混合］和3.8 phr钙锌稳定剂。将原料投入到热混合机中混合，温度为105 ℃，然后排入到冷混合机中，冷却至30 ℃，再经风机和震动筛去除异物后进入混合料罐混合。混合料经挤出机挤出，挤出机转速10 r/min，喂料转速15 r/min，机筒温度155 ℃，模具温度155℃，模唇温度150℃。所得板状熔融物放入模具密封，在平板硫化机上加
热加压发泡25 min，温度165 ℃，压力10 MPa。降至145 ℃时泄压，得到耐候PVC发泡板，经15 ℃水冷定型得到凝固态的耐候PVC发泡板。板材经裁切定型于室温放置30 h，得到耐候PVC发泡板。该PVC发泡板耐候性能达到5级，烟气生成速率指数0.21 m2/s2，老化时间达8341 h，使用寿命显著延长。
1.2 PVC木塑发泡板
PVC木塑发泡板是PVC发泡板的升级产品。木塑复合材料是以农林废弃物和塑料为主要原料，经特殊工艺处理后成型的一种可逆型循环利用的新型绿环保材料。PVC木塑发泡板广泛用于广告柜、浴室柜、展板、建筑装饰、房间隔断等。
福建师范大学泉港石化研究院［7］制备了一种
郭 琦. 发泡PVC的生产工艺及其在装饰材料中的应用
合 成 树 脂 及 塑 料 2023 年第 40 卷. 80 .
高强度PVC木塑发泡板，使用PVC粉100.0 phr，部分炭化木质纤维粉20.0 phr，玻璃纤维20.0 phr，氨基硅烷偶联剂1.5 phr，碳酸钙40.0 phr，稳定剂硬脂酸锌5.0 phr，聚乙烯蜡0.8 phr，硬脂酸1.0 phr，复合发泡剂（碳酸氢钠与偶氮二甲酰胺的质量比为
8∶3）2.2 phr，发泡调节剂丙烯酸酯共聚物9.0 phr。先将木质纤维粉通过石英发热管机组干燥，温度为150 ℃，烘干30 min；加入14.0 phr碳酸钙，混合均匀，温度110 ℃；加入偶联剂混合3 min。之后依次加入PVC粉、聚乙烯蜡、硬脂酸、稳定剂、复合发泡剂、发泡调节剂、剩余量的碳酸钙，混合均匀后降至40 ℃，加入挤出机，加热至170 ℃挤出；螺杆转速为100 r/min时由玻璃纤维口加入长玻璃纤维。经模具定型、冷却、牵引、切割成板材。板材的含水率0.2%（w），邵氏硬度68H，弯曲强度28.6 MPa，弯曲模量4220 MPa。
由于PVC木塑发泡板使用的植物纤维具有吸水性，吸水后使PVC木塑发泡板表面的颜及外观出现显著变化。刘波等［8］研究了PVC木塑发泡板的吸水行为，PVC木塑发泡板在成型发泡过程中，表层存在大量发泡孔洞缺陷，水分子在高温条件下通过孔洞缺陷进入制品表层产生发白褪变化，这种颜变化在高温时具有可逆性。通过引入相容剂马来酸酐接枝聚烯烃弹性体可以改善PVC木塑发泡板表面结构，提高发泡板的耐水性能和耐候性能。
现有的一些PVC木塑发泡板存在负荷变形温度较低、耐候性能和耐老化性能差等问题，导致PVC木塑发泡板的使用寿命较短［9］。对于在室外暴露的PVC木塑发泡板广告牌等，容易出现变形、老化。宣城福美达新材料有限公司［10］使用PVC 80.0 phr、粒径为118～147µm的木粉25.0 phr、热变形改性剂（质量比为2∶1的双环戊二烯二甲酸钠和聚苯乙烯马来酸酐共聚物）3.0phr、纳米碳酸钙25.0 phr、光稳定剂六甲基磷酸三酰胺（HPT）0.1 phr、紫外线吸收剂1.5 phr、复合铅盐热稳定剂3.0 phr、硅烷
偶联剂0.3 phr、着剂氧化铁1.0 phr、发泡剂偶氮二甲酰胺0.5 phr、发泡剂碳酸氢钠0.8 phr。先将PVC、木粉、热变形改性剂、纳米碳酸钙、光稳定剂HPT、紫外线吸收剂、复合铅盐热稳定剂、硅烷偶联剂放入高速混合机中充分混合至物料温度达到100～120 ℃，再加入偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠，继续混合至物料温度为110～120℃，排入低速混合机中继续混合至物料温度为50～60 ℃，混合物料通过双螺杆挤出机加工成不同厚度的板状熔融物料；最后通过定型模具冷却定型成板材，得到PVC木塑发泡板。所得PVC木塑发泡板质量好，密度分布均匀，综合性能优异。
2 PVC墙纸
PVC墙纸图案逼真，立体感强，装饰效果好，广泛应用于室内装饰材料。但PVC发泡壁纸存在硬度差、不耐刮擦等缺点，使其应用受到制约。
桂林全州燎原科技有限责任公司［11］公开了一种PVC发泡墙纸的制备方法，原料组成为：120.0 phr PVC，12.0 phr酚醛树脂，15.0 phr纳米碳酸钙，5.0phr硅灰石矿物纤维，4.0phr海泡石纤维，2.0 phr稀土（由质量比1∶1的镨与钇组成），2.5 phr稳定剂（由质量比为1.0∶1.5的锌钙复合稳定剂与二丁基锡月桂酸马来酸盐组成），6.0 phr发泡剂（由质量比为1.0∶0.5∶1.5的碳酸铵、三萜皂苷和椰油酸二乙醇酰胺组成），3.0 phr润滑剂椰油酸二乙醇酰胺，1.5 phr增塑剂聚乙二醇脱氢枞酸酯，1.5 phr阻燃剂［由质量比1.5∶1.0的硼酸锌与双（二溴丙基）反丁烯二酸酯组成］，1.0 phr抗氧化剂1,1,3-三（
2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基）丁烷和3.5 phr 改性剂（由质量比1∶1的蓖麻油聚氧化乙烯与烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠组成）。将纳米碳酸钙、硅灰石矿物纤维、海泡石纤维、稀土分别粉碎至441µm，将各原料混合均匀，再加入改性剂和120.0 phr水，搅拌30 min进行改性，得到改性混合料；将改性混合料、PVC、酚醛树脂、稳定剂、发泡剂、润滑剂、增塑剂、阻燃剂、抗氧剂输送至高速混炼机，70 ℃条件下搅拌15 min，得到混合料；将混合料输送至密炼机，130 ℃密炼8 min取出并烘干，模压成型，温度150 ℃、压力5 MPa成型15 min，出模得到PVC发泡墙纸。该PVC发泡墙纸耐摩擦性能、耐火性能、抗老化性能良好，并且防潮、吸音效果好，可广泛应用于室内装修与装饰。
传统的PVC墙纸发泡软化后，一般采用压花辊压制冷却成型，生产的墙纸质硬，塑料质感强。浙江爱丽莎环保科技股份有限公司［12］开发出一种透明水晶负离子发泡墙纸，将柠檬酸甘油酯30 phr，环氧大豆油15 phr投入搅拌釜低速搅拌，然后依次加入碳酸钙和碳酸镁各3 phr，PVC 100 phr，水晶珠光颜料3phr，奇冰石10phr，钾锌稳定剂6 phr搅拌均匀得到PVC糊料。使用无纺布为底纸，涂上底，通过圆网印刷涂覆PVC糊料再放入烘
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箱发泡后压纹，得到透明水晶发泡墙纸。该墙纸具有闪耀透明的效果，具有立体感，提升了PVC墙纸的品质。
3 结语
PVC发泡材料密度小、强度高、防水性好、耐化学药品腐蚀性优良，且易于加工，可以替代木材广泛应用于建材装饰领域。通过对PVC发泡材料生产的不断改进优化，材料性能得以不断提升，应用范围越来越广泛。
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