发泡聚氯乙烯层状制品及其制造方法与流程

本发明涉及一种聚氯乙烯制品，特别是涉及一种发泡聚氯乙烯层状制品及其制造方法。

背景技术：

聚氯乙烯(polyvinylchloride，pvc)是氯乙烯经加成聚合反应得到的高分子材料，依据其可挠程度而可概分为硬性和柔性的聚氯乙烯。其中，硬性的聚氯乙烯广泛用于门、窗、水管、瓶盖、非食品包装容器…等。而柔性的聚氯乙烯，是通过加入塑化剂，使其具备相当的可塑性，常应用于软管、电缆绝缘体、人造皮革、胶皮制品、广告牌…等。

在将聚氯乙烯塑形时，会混入适量的塑化剂及其他添加剂，之后以混炼程序将各种添加剂均匀地分散到聚氯乙烯中，而后再将混炼后的聚氯乙烯制成预定形态。

行星押出机具有胶化性好、胶化速度快，减少安定剂析出的优点，相较于现有技术使用的万马力机可缩短工艺，并减少安定剂添加量。一般行星押出机分为m1以及m2两段，视生产需求可再添加一段m3。在制造过程中，考虑到发泡性、避免前发产生，可通过调整各段螺杆结构、间距…等来达到预期效果。

现有工艺的组成通过行星押出机混炼后的聚氯乙烯却无法进行发泡、或发泡质量不佳，因此有改良的需要。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种发泡聚氯乙烯层状制品及其制造方法。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种发泡聚氯乙烯层状制品，其包括：一底层以及一表层。所述底层含有聚氯乙烯树脂100重量份、塑化剂25至140重量份、填料0至50重量份、粉态热稳定剂0.1至15重量份，以及发泡剂0.1至40重量份。所述表层含有聚氯乙烯树脂100重量份、塑化剂25至140重量份、填料0至50重量份、液态热稳定剂0.1至15重量份、色砂0.5至30重量份、发泡剂0至40重量份以及阻燃剂0至50重量份。

优选地，所述底层还含有滑剂2至5重量份，所述表层还含有滑剂2至5重量份。

优选地，塑化剂选自于由邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸苯基丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、间苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯、对二甲酸酯、偏苯三甲酸酯、苯甲酸酯、均苯四甲酸酯、四氢邻苯二甲酸酯，以及六氢邻苯二甲酸酯所组成的群组；填料选自于由二氧化硅、黏土、二氧化钛、滑石、碳酸钙，以及煅高岭土所组成的群组；滑剂选自于由硬脂酸丁酯、月桂基醇、硬脂基醇、环氧大豆油、甘油单硬脂酸酯、硬脂酸，以及二酰胺所组成的群组。

优选地，粉态热稳定剂选自于由硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸钙，以及钙锌综合安定剂所组成的群组；液态热稳定剂是硬脂酸或环氧大豆油。

优选地，所述底层是一单一底层或者多个层依序堆栈而成的底层；所述表层是一单一表层或者多个层依序堆栈而成的表层。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是，提供一种发泡聚氯乙烯层状制品的制造方法，其包括以下步骤：混合一底料，所述底料含有聚氯乙烯树脂100重量份、塑化剂25至140重量份、粉态热稳定剂0.1至15重量份，以及发泡剂0.1至40重量份；混合一表料，所述表料含有聚氯乙烯树脂100重量份、塑化剂25至140重量份、液态热稳定剂0.1至15重量份、色砂0.5至30重量份、发泡剂0至40重量份以及阻燃剂0至50重量份；将所述底料先以行星押出机混炼，再以轧轮机混合，后以压延机制成至少一底层；将所述表料先以行星押出机混炼，再以轧轮机混合，后以压延机制成至少一表层；贴合所述至少一底层及所述至少一表层，形成一待发泡层状物；以及将所述待发泡层状物进行发泡，形成所述发泡聚氯乙烯层状制品。

优选地，所述底料还进一步含有填料0至50重量份，以及滑剂2至5重量份；所述表料还进一步含有填料0至50重量份，以及滑剂2至5重量份。

优选地，混合所述底料的步骤是先将聚氯乙烯树脂、塑化剂、粉态热稳定剂、填料及滑剂混合搅拌达一预定时间后，再投入发泡剂继续搅拌；混合所述表料的步骤是先将聚氯乙烯树脂、塑化剂、粉态热稳定剂、填料及滑剂混合搅拌达一预定时间后，再投入发泡剂继续搅拌。

优选地，所述底料于投入发泡剂后高速搅拌，当底料温度达120℃后停止搅拌；所述表料于投入发泡剂后高速搅拌，当底料温度达165℃后停止搅拌，并进行冷却。

优选地，行星押出机的工作温度是200℃以上，轧轮机的工作温度是180℃以上，压延机的压延温度是160至210℃。

优选地，所述压延制成至少一底层的步骤进一步包括：压延制成多个层依序堆栈而成的底层；所述压延制成至少一表层的步骤进一步包括：压延制成多个层依序堆栈而成的表层。

本发明的其中一有益效果在于，通过调整热稳定剂的种类及剂量，本发明发泡聚氯乙烯层状制品能通过行星押出机进行混炼，除胶化良好外，还具备良好的发泡特性。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1是本发明的剖面示意图。

图2是本发明制造方法的流程图。

图3是本发明实施例1用来制造发泡聚氯乙烯层状制品的设备。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关“发泡聚氯乙烯层状制品及其制造方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅是简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

参阅图1，本发明发泡聚氯乙烯层状制品1，其包括：一底层11以及一表层12。底层11含有聚氯乙烯树脂100重量份、塑化剂25至140重量份、填料0至50重量份、粉态热稳定剂0.1至15重量份，以及发泡剂0.1至40重量份。表层12含有聚氯乙烯树脂100重量份、塑化剂25至140重量份、填料0至50重量份、液态热稳定剂0.1至15重量份、色料0.5至30重量份、发泡剂0至40重量份、阻燃剂0至50重量份。

优选地，底层11还进一步含有滑剂2至5重量份，表层12亦进一步含有滑剂2至5重量份。通过进一步添加滑剂，能缩短胶化时间并增加流动性。

优选地，发泡剂中还可以混入整泡剂及胶化促进剂。通过整泡剂能使塑料与发泡剂混和均匀。

值得一提的是，表层12可以再进一步通过处理剂调整表面效果及光雾度。处理剂可例举如：消光剂、增光剂、平滑剂、防污剂，但并不以此为限制。同样地，底层11也可通过处理剂来调整表面效果，制造者可以依据需要而自行选用。

具体而言，塑化剂可采用任何适用于聚氯乙烯的化合物或组合物，其选自但不限于由邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸苯基丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、间苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯、对二甲酸酯、偏苯三甲酸酯、苯甲酸酯、均苯四甲酸酯、四氢邻苯二甲酸酯，以及六氢邻苯二甲酸酯所组成的群组。

填料选自但不限于由碳黑、二氧化硅、黏土、二氧化钛、滑石、碳酸钙、氧化钙，以及煅高岭土所组成的群组。

滑剂选自但不限于由硬脂酸丁酯、月桂基醇、硬脂基醇、环氧大豆油、甘油单硬脂酸酯、硬脂酸，以及二酰胺所组成的群组。

粉态热稳定剂及液态热稳定剂皆是用于聚氯乙烯的热稳定剂，且分别呈现粉态及液态。当热稳定剂的主要成分是固体时，可制成粉末状以成为粉态热稳定剂，又或者加入适当的溶剂调配成液态热稳定剂。

前述热稳定剂可选自但不限于铅系稳定剂、钡系稳定剂、锌系稳定剂、锡系稳定剂、锑系稳定剂、钙系稳定剂、亚磷酸酯系稳定剂、酚系稳定剂、多元醇系稳定剂，或其等的混合。铅系稳定剂可例举如：三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、二盐基硬脂酸铅，以及二盐基邻苯二甲酸铅，但不以此为限制。钡系稳定剂可例举如：烷基酚钡、2-乙基己酸钡、月桂酸钡、苯甲酸钡、新癸酸钡、硬脂酸钡，但不以此为限制。锌系稳定剂可例举如：2-乙基己酸锌、月桂酸锌、环烷酸锌、新癸酸锌、苯甲酸锌、乙酰丙酮化锌、硬脂酸锌，但不以此为限制。锡系稳定剂可例举如：甲基锡、二月桂酸二辛基锡、二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、甲基硫醇锡、丁基硫醇锡、辛基硫醇锡、二丁基马来酸锡，但不以此为限制。锑系稳定剂可例举如：三(十二硫醇)锑、三巯基醋酸异辛酯锑，但不以此为限制。钙系稳定剂可例举如：硬脂酸钙，但并不以此为限制。亚磷酸酯系稳定剂可例举如：三(2,4-二-第三丁基苯基)亚磷酸酯、亚磷酸二[2,4-二(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基]乙酯、四(2,4-二-第三丁基苯基)[1,1-联苯]-4,4'-二基二膦酸酯、二(2,4-二-第三丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，但不以此为限。酚系稳定剂可例举如：3,3',3",5,5',5"-六-第三丁基-a,a',a"-(亚甲基-2,4,6-三基)三-对甲酚，但不以此为限。多元醇系稳定剂可例举如：异戊四醇、环醇、1,1,1-三羟甲基乙烷、1,1,1-三羟甲基丙烷、聚乙烯醇，但不以此为限。热稳定剂的混合，可以是铅系稳定剂/钡系稳定剂的混合、钙系稳定剂/锌系稳定剂的混合、钙系稳定剂/锡系稳定剂的混合、钡系稳定剂/锡系稳定剂的混合。

粉态热稳定剂优选地是采用硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸钙，以及钙锌综合安定剂(即：含有钙系稳定剂/锌系稳定剂的混合物)所组成的群组。液态热稳定剂优选地是采用硬脂酸或环氧大豆油。

发泡剂采用偶氮甲酰胺、4,4'-氧代双苯磺酰肼、对甲苯磺酰肼、苯磺酰肼，或其等地组合。优选的是，发泡剂可选用粒径是2至25μm的发泡剂，可避免加工成品发泡不均匀及避免提前发泡的情况。色砂可选用粒径是0.1至15mm的色砂，可增加稳定性及确保胶化性。胶化促进剂选自但不限于丙烯酸脂。整泡剂采用非离子系、阴离子系、阳离子系表面活性剂，但并不限于此，整泡剂优选是采用属非离子系的硅酮系整泡剂。

此外，视需求可额外添加0至100重量份的可塑剂。视需求可额外添加0至50重量份的乳化粉，现有技术中万马力机无法使用聚合度较高的乳化粉，易造成结块的缺陷，经本发明改良的发泡聚氯乙烯层状制品可选用pvc乳化粉，有效改善成品柔软感及回弹性，产品的折痕较传统pvc乳胶皮制品更易恢复。通过调整热稳定剂的种类及剂量，本发明发泡聚氯乙烯层状制品1能通过行星押出机进行混炼，除胶化良好外，还具备良好的发泡特性。具体来说，粉态热稳定剂以及液态热稳定剂分别介于0.1至15重量份时，可有效减少析出性。

上述已说明发泡聚氯乙烯层状制品1的组成，以下将说明其制造方法。参阅图1及图2，发泡聚氯乙烯层状制品1的制造方法包含以下步骤：

步骤s101：混合一底料，底料含有聚氯乙烯树脂100重量份、塑化剂25至140重量份、填料0至50重量份、粉态热稳定剂0.1至15重量份，以及发泡剂0.1至40重量份。

底料可放置于桶内，再通过一混合装置来进行混合。混合装置可例举如：高速混合机、太阳式搅拌机、卧式搅拌机、立式搅拌机，但并不限于此。优选地，是采用高速混合机。混合底料的方式，可以一次将所有原料同时一起混合，也可以分阶段进行混合，并没有一定的限制。优选地，是先取聚氯乙烯树脂、塑化剂、液态热稳定剂以及填料一并混合后，经高速搅拌一预定时间，再投入发泡剂继续搅拌混合。

混合条件并没有限制，但优选是当底料升温到一预定温度后，方停止混合操作。前述的预定温度可例举如：120℃。如此，可以促使聚氯乙烯树脂充分吸收塑化剂。

值得一提的是，底料还进一步含有滑剂2至5重量份，优选是先与聚氯乙烯树脂、塑化剂、液态热稳定剂以及填料一并混合搅拌，而后再投入发泡剂继续搅拌。

在步骤s101之后，可进一步附加一冷却步骤s102。所述步骤s102是：冷却底料至一底料冷却温度40至50℃。通过步骤s102的执行，可以防止底料温度过高而结块。需注意的是，步骤s101并非实施本发明制造方法的必要步骤，使用者可视需求而选择冷却与否，并没有一定的限制。

步骤s103：以行星押出机混炼底料，再压延制成一底层11。

更具体地说，本步骤是先将搅拌后的底料以行星押出机混炼，使底料胶化并互溶为一体，而后再压延成底层11。优选地，于行星押出机混炼底料后，还可以进一步附加另一混炼装置来实行第二次的混炼，所采用的混炼装置可例举如：行星押出机、螺杆押出机、轧轮机、万马力机、捏合机，但不限于此。用于压延的装置可例举如：四棍压延机，但并不限于此。

优选地，是将底料先以行星押出机混炼，再以轧轮机混合，后以压延机制成一底层11。其中，通过设定行星押出机的工作温度至200℃以上，可使底料混炼成为团状；通过设定轧轮机的工作温度是180℃以上，并对底料反复滚轧，以充分混炼底料；通过设定压延机的压延温度为160至210℃，以对充分塑化的底料进行压延，制成底层11。

步骤s104：混合一表料，表料含有聚氯乙烯树脂100重量份、塑化剂25至140重量份、填料0至50重量份、液态热稳定剂0.1至15重量份，以及色料0.5至30重量份、发泡剂0至40重量份、阻燃剂0至50重量份。

表料可通过一混合装置来进行混合。混合装置可例举如：高速混合机、太阳式搅拌机、卧式搅拌机、立式搅拌机，但并不限于此。优选地，是采用高速混合机。混合表料的方式，可以一次将所有原料同时一起混合，也可以分阶段进行混合，并没有一定的限制。优选地，是先取聚氯乙烯树脂、塑化剂、液态热稳定剂以及填料一并混合后，经高速搅拌一预定时间，再投入发泡剂继续搅拌混合。

混合条件并没有限制，但优选是当底料升温到一预定温度后，方停止混合操作。前述的预定温度可例举如：120℃。如此，可以促使聚氯乙烯树脂充分吸收塑化剂。

值得一提的是，表料还进一步含有滑剂2至5重量份，优选是先与聚氯乙烯树脂、塑化剂、液态热稳定剂以及填料一并混合搅拌，而后再投入发泡剂继续搅拌。

在步骤s104之后，可进一步附加一冷却步骤s105。所述步骤s105是：冷却表料至一表料冷却温度40至50℃。通过步骤s105的执行，可以防止表料温度过高而结块。需注意的是，步骤s105并非实施本发明制造方法的必要步骤，使用者可视需求而选择冷却与否，并没有一定的限制。

步骤s106：以行星押出机混炼表料，再压延制成一表层12。

本步骤与步骤s103中所选用的设备类别、执行步骤及控制参数大致上相同，差异仅在于混炼及压延的物料是表料，至于实际执行时的参数选择，可以完全与步骤102一致，又或者依据实际需要进行调整，并没有限制。

优选地，本步骤是将底料先以行星押出机混炼，再以轧轮机混合，后以压延机制成一底层11。行星押出机的工作温度至200℃以上，轧轮机的工作温度是180℃以上，压延机的压延温度是160至210℃。

步骤s107：贴合底层11及表层12，形成一待发泡层状物。

更具体地说，本步骤是通过一贴合机将底层11及表层12彼此贴合。其中，贴合机可例举如：干式贴合机或湿式贴合机，但并不限于此。优选地，是通过贴合机将底层11先与一基布贴合，而后再将表层12通过贴合机与底层11贴合。

步骤s108：将待发泡层状物进行发泡，形成发泡聚氯乙烯层状制品1。

更具体地说，本步骤是将待发泡层状物置入发泡炉中，再以230℃进行发泡，然而，发泡条件并不限于此，制造者可以依据实际需要进行调整。

通过上述步骤，即可获得本发明的发泡聚氯乙烯层状制品1。值得一提的是，发泡聚氯乙烯层状制品1还可以进一步依据需要，以处理剂调整表面效果及光雾度，制造者可以依据其实际需要进行选用，并没有一定限制。

值得一提的是，执行本发明制造方法时，可以采用两组设备同时先执行步骤s101及步骤s104以获得底料跟表料，后续再同时执行步骤s103及步骤s104以获得底层11跟表层12，最后一并通过压合机执行步骤s105并以发泡炉续行步骤s106。又或者，可以采用同一组设备依序执行步骤s101至步骤s106。步骤执行的顺序可以依据实际需要而定，并不以本发明所采用的顺序为限制。

如此，本发明通过调整热稳定剂的种类及剂量，能够采用行星押出机进行混炼，且生产步骤简单，除此之外，物料的胶化良好，并能满足发泡需求。以下再以实施例1至3具体说明本发明。

[实施例1]

参阅图1至图3，实施例1的填料采用碳酸钙，塑化剂采用邻苯二甲酸酯，滑剂采用硬脂酸，粉态热稳定剂采用钙锌粉体综合安定剂，液态热稳定剂采用环氧大豆油，发泡剂采用偶氮二甲酰胺。其组份已列于表1。

待发泡层状物是采用如图3所示的设备进行生产，设备包括依序串连的一混合单元2、一混炼单元3，以及一成型单元4。混合单元2包括依序串连的一计量桶21、一高速混合机22，以及一冷混桶23。混炼单元3包括串连的一行星押出机31以及一轧轮机32。成型单元4包括串连的一压延机41、一贴合机42以及一发泡炉43。本实施例1的制作步骤是：

步骤s101：由计量桶21称取并混合100重量份的聚氯乙烯树脂、10重量份的碳酸钙、75重量份的邻苯二甲酸酯、2重量份的环氧大豆油、4重量份的粉态热稳定剂，并输出至高速混合机22中，通过高速搅拌机进行高速搅拌30s，而后再投入5重量份的发泡剂，并续行搅拌至温度达120℃，随即停止高速搅拌，获得一经预搅拌的高温底料。

步骤s102：将高温底料输出至冷混桶23并冷却至40℃，获得粉状的底料。

步骤s103：将底料先以工作温度至200℃以上的行星押出机31进行混炼，再以工作温度是180℃以上的轧轮机32进一步混炼，后以压延机41于压延温度160℃下制成底层11，并卷取成捆。

步骤s104：由计量桶21称取并混合100重量份的聚氯乙烯树脂、10重量份的碳酸钙、75重量份的邻苯二甲酸酯、2重量份的环氧大豆油、4重量份的硬脂酸，并通过高速搅拌机进行高速搅拌30s，而后再投入5重量份的发泡剂，并续行搅拌。当底料温度达120℃时，随即停止高速搅拌，获得一经预搅拌的高温表料。

步骤s105：将高温表料输出至冷混桶23并冷却至40℃，获得粉状的表料。

步骤s106：将表料先以工作温度至200℃以上的行星押出机31进行混炼，再以工作温度是180℃以上的轧轮机32进一步混炼，后以压延机41于压延温度160℃下制成表层12，并卷取成捆。

步骤s107：采用贴合机42将底层11贴合到基布上，再将表层12贴合到底层11，获得待发泡层状物。

步骤s108：将待发泡层状物置入发泡炉43中，以230℃进行发泡，获得发泡聚氯乙烯层状制品1。

[实施例2及3]

参阅图2，本实施例2及3与实施例1的步骤大致上相同，差异仅在于配方、冷却温度及压延温度略有不同，其组份及操作条件皆已列于表1。

[评价项目]

胶化度：将硬质胶布与所述实施例的成品一起放入100℃烘箱中，施加3kg压力，于24小时后取出。待冷却后，计算硬质胶布实验前后的重量差异比例。

发泡度：于放大镜下观察泡沫的质量。

表1

胶化度：以硬质胶布测试移行性，数值越小，代表胶化性越佳。

发泡度：将成品于放大镜下看泡孔之间有无串泡，是否有大小不一的情况；当产生串泡、泡沫大小不一时代表发泡度差；而单位面积内泡孔数量可进一步判定发泡度优劣，泡孔数量越多越致密，代表发泡度越佳。

[实施例的有益效果]

本发明的其中一有益效果在于，通过调整发泡聚氯乙烯层状制品1的组成，使其能通过行星押出机进行混炼，并且具备胶化良好，且还能满足发泡要求。具体来说，本发明通过“至少一底层”以及“至少一表层”的结构，得到较佳的手感。改善了只有单一层结构的发泡聚氯乙烯层状制品不耐磨、剥离强度差的缺陷，且单一层结构的发泡聚氯乙烯层状制品贴胶较多，手感较为僵硬，更耗费成本。

更进一步来说，可以通过加入滑剂进一步缩短胶化时间并增加流动性，且本发明的制造方法生产步骤简单，再进一步在混合物料时通过搅拌至高温促进塑化剂的吸收，并在通过冷却来防止高温结块，有利后续混炼的进行。且通过设置轧轮机，将物料进一步混炼，使胶化更为完整。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。