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    PVC包装制品的配方及生产工艺

    文章来源:本站 发布时间:2018-01-12 点击数:

           一、 PVC包装制品的配方要点及PVC树脂的性能
    PVC是六大主要的通用型热塑性塑料,通用型塑料的特点是:(1)综合性能较好,应用广泛;(2)成型方便,适用成型设备范围广;(3)价格低廉。PVC就是这样一种容易成型;综合性能较好;容易改性以满足性能广阔范围的要求;成本低廉,市场上易购的一种塑料。从某种意义上来讲,1958年开始的我国使用电解法合成氯气和电石法合成乙炔,然后生产氯乙烯单体,聚合后成为PVC树脂,经压延法加工成PVC薄膜,包装碳铵化肥,是我国最早的软塑包装,是我国塑料包装的初始产品。

    PVC是一种遇热易分解的热敏性热塑性塑料,按其聚合方法的不同有悬浮法PVC,乳液法PVC、本体法PVC及溶剂法PVC四类,其中,占85%以上的是悬浮聚合法生产的PVC树脂粉,其性能特点是综合性能好,广泛应用于挤出、压延、注射及压制等成型工艺,由于我国还不生产溶剂法PVC(因溶剂毒性大,回收设备复杂,生产成本高)和本体法PVC(聚合反应过于剧烈,无法控制)。因此,目前市售的85%以上是悬浮法PVC和部分乳液法PVC,乳液法PVC,工艺比较复杂,成本较贵,后处理工序多、技术要求高,由于乳液法PVC可以成糊状物,广泛用于糊树脂的浸渍、涂布、蘸塑、糖塑等加工。因此又叫糊树脂应当指出的是100%的悬浮树脂PVC是不能有增塑剂和溶剂组成浆糊的,少量树脂颗粒较细的悬浮PVC粉,可以掺混入乳液树脂粉中,用增塑剂和溶剂调配成浆糊状物质,这种颗粒细小的悬浮PVC树脂称掺混树脂。

    悬浮树脂因水介质中使用的悬浮剂的不同(例如:聚乙烯醇和明胶的不同),生产的PVC树脂粉有紧密型和疏松型的不同,疏松型PVC吸收增塑剂速度快,塑化时间短、颗粒内部疏松、粒子直径在50~150μm,而紧密型PVC则相反,颗粒内部紧密,直径在5~100μm,塑化及吸收增塑剂的速度慢。

    PVC悬浮树脂的特性如下:(1)PVC是无色无嗅无味的热塑性热敏性无定形聚合物,平均分子量在3.6~8.5万之间,按平均分子量由高到低,可以把PVC分成一型、二型、三型~七型;(2)PVC树脂本身是无毒的,但是氯乙烯单体(Vinyl Chloride Monomer)却是毒性大的强致癌物,因此,PVC树脂是否有毒,在于其含有的单体量的多少,国际上普遍认为PVC树脂中VCM含量低于1PPm的为无毒PVC树脂,可用于食品及药品包装;(3)PVC的玻璃化温度(Tg)为87℃,熔融温度为210℃,100℃下加热就开始分解,温度>130℃分解迅速,在达不到熔融温度就会全部分解掉,因此,PVC不能在没有热稳定剂的条件下加工成型;(4)由于PVC是典型的无定形聚合物,所以PVC制品可以是透明度良好的材料;(5)PVC阻燃,有自熄性;(6)PVC在未改性的情况下,制品的冲击强度较低;(7)PVC具有良好的耐油脂,耐化学稳定性;(8)PVC电绝缘性优良。

    PVC包装制品配方的要点是:(1)PVC包装制品根据使用要求有软质、半刚性和硬质之分,一般增塑剂用量在10PHR(Per hundred Rosin,按100份重的树脂为基准的其它材料的重量份数)以下或无增塑剂的为硬质PVC制品;增塑剂用量在10~40PHR的为半硬质制品,增塑剂用量超过40PHR的为软质PVC制品;(2)PVC是热敏性塑料,配方中一定要有热稳定剂,一般热稳定剂的用量为5~8PHR,过少,则热稳定不足,会产生分解,太多时,则PVC配方料的熔融温度提高,不利于熔体的流动性;(3)为了提高PVC的熔融流动加工性,PVC配方中应当添加加工助剂,最常用的加工助剂是ACR和CPE,ACR是一种丙烯酸树脂共聚物,而CPE是氯化聚乙烯,添加量为3~6PHR(总和);(4)注意无毒及有毒配方的不同,对于无毒PVC配方,包括树脂和所有助剂均应是无毒的;(5)PVC本身是透明性良好的,如配方透明料,则应尽量不使用不透明的固体助剂,而采用液体助剂,如:热稳定剂使用液体有机锡稳定剂或液体Ba-Cd-Zn复合稳定剂。

    二、 PVC包装用塑料薄膜的配方

    (一)普通包装用PVC薄膜的配方
    1、国外推荐的PVC包装薄膜的生产配方
    (1)日本三井、东压化学(株)推荐的PVC包装用薄膜压延法配方
    表1是日本三井东压化学(株)推荐的PVC压延法薄膜的配方。

    表2是日本三井东压化学(株)挤出法包装用PVC薄膜配方。

    (2)德国Hankel公司推荐的 PVC压延法包装薄膜的配方
    德国Hankel公司的无毒食品用PVC包装压延法透明薄膜配方如下:
    SpVc或MPVc(k=58~62)   100
    二正辛基锡稳定剂      1.2
    加工助剂CPE        1.5
    抗冲改性剂MBS或ACR     5~12
    Loxiol G16(单、双油酸甘油酯)  0.8~1.2
    Loxiol G74或G78(单、双油酸甘油酯)0.4~0.8
    Loxa EBS/F(酰胺基蜡)  0.3~0.6
    2、我国材料生产的PVC包装薄膜的配方
    使用国产原料生产的PVC普通包装薄膜配方如表3中。
    (二)PVC热收缩薄膜配方
    PVC热收缩薄膜的配方及生产工艺已经在《塑料包装》2003年第2期中作了详细的介绍,在此就不再赘述了。想了解热缩膜配方或者想探讨的可以添加微信公众号:pvcjishujiaoliu,“pvc技术及人才交流”,共同学习提高!
    (三)PVC缠绕包装膜的生产配方
    缠绕包装膜(Wrapping film)又叫自粘膜(Self-adhesive film)、拉伸膜(Stretched film)。生产这种薄膜的原材料性能要求是:(1)要有一定的强度、韧性;(2)要有足够的粘弹性,拉伸包裹后的薄膜,要有足够大的能力并保持足够长的时间而不发生松驰;(3)单面或双面表面有一定的粘滞性;(4)良好的可拉伸性。为了使PVC薄膜具有良好的粘弹性,可以在PVC配方中加入一定量的增塑剂、橡胶或润滑剂,以提高PVC薄膜的粘弹性和可拉伸性,提高表面粘滞性。
    PVC缠绕薄膜的生产配方如下:
    (1)PVC树脂     100份重,
    DOP增塑剂    15PHR,
    DBP       5PHR,
    ACR       39HPR,
    丁腈橡胶P83粉   7PHR,
    CPE       2.5PHR,
    油酸酰胺     1.2PHR,
    无毒有机锡稳定剂 2.5PHR,
    环氧大豆油    5PHR,
    硬脂醇      1PHR
    注:油酸酰胺较大的用量可以使透明PVC无毒缠绕表面有一定的粘滞性。
    (2)PVC树脂粉     100份重,
    DOP        15PHR,
    MBS        5PHR,
    CPE        3PHR,
    有机锡无毒稳定剂  2.5PHR,
    硬脂酸甘油酯    1.2PHR,
    环氧大豆油     5PHR,
    Bast        2PHR
    (3)白色PVC无毒缠绕包装膜配方
    PVC        100份重,
    DOP        15PHR,
    丁腈橡胶粉P83    8PHR,
    白色色母料 适量(按色母料生产厂说明书),
    液体Ba锌复合稳定剂 4PHR,
    Cast        3PHR,
    液体石蜡      1.5PHR,
    ACR        3PHR,
    CPE        1.5PHR。
    (4)工业PVC缠绕包装膜配方
    PVC树脂粉     100份重,
    DOP        15PHR,
    氯丁橡胶      8PHR,
    色母料       适量,
    三盐基性硫酸铅   3.5PHR,
    二盐基性亚磷酸铅  1.5PHR,
    环氧大豆油     5PHR,
    Hst        1.2PHR,
    液体石蜡      0.8~1PHR,
    ACR        3PHR,
    CPE        1.5PHR。
    (5)工业PVC缠绕包装膜配方
    PVC树脂粉      100份重,
    DOP         15PHR,
    丁腈橡胶P83粉    5~8PHR,
    油酸酰胺       1.5~2PHR,
    三盐+二盐热稳定剂总计 5~8PHR,
             CPE       2.5PHR,
    ACR       1.5PHR,
    硬脂酸厂酯    0.5~0.8PHR,
    颜色或色母料适当。
    (四)其它PVC包装薄膜的配方
    (1)抗静电PVC包装薄膜的配方
    抗静电和电磁屏蔽用包装PVC薄膜已经在电子元件及电器产品包装上愈来愈显示出重要性。为了使PVC薄膜具有抗静电积累和电磁屏蔽的作用,一般是在PVC配方中添加抗静电剂和具有导电功能的添加剂,例如:炭黑、石墨、金属粉末等。抗静电PVC薄膜的配方如下:
    (1)添加铝粉的PVC导电性塑料薄膜
    基本配方:
    PVC        100,
    三盐十二盐热稳定剂 5~8PHR,
    CPE        2.5PHR,
    ACR        165PHR,
    国内润滑剂共计  1.0~2.0PHR,
    DOP        5PHR。
    铝粉的添加量同复合物电阻率的关系如表4中。

    配方中加工助剂CPE或EVA的加入有利于导电性能的提高,增塑剂的增加也有利于导电性的提高,例如:加工助剂为0PHR时,体电阻为10 12Ω•cm,若加工助剂为2.0PHR,则体电阻为10 9Ω•cm。
    (2)炭黑和石墨PVC抗静电薄膜配方
    可以使用同PVC有良好相容性的EVA、CPE、磺氯化PE、过氯乙烯树脂为载体树脂,生产PVC的炭黑和/或石墨的抗静电母料,然后再添加入PVC挤出吹膜或压延膜的粒子中进行PVC抗静电包装薄膜的生产。抗静电母料的成分配比及表面电阻列于表5中。

    基础PVC薄膜配方是:
    PVC(悬浮5型)   100,
    三盐        5PHR,
    PBST        1PHR,
    HST        0.5PHR,
    CPE        2PHR,
    ACR       1.5PHR。
    当炭黑和/或石墨抗静电母料添加15PHR时,挤出吹膜法PVC包装用膜有良好的抗静电和电磁屏蔽作用。
    (3)使用表面活性剂型抗静电剂的PVC抗静电薄膜配方。
    在上述PVC塑料薄膜配方中添加阳离子型季胺盐抗静电剂,例如:SN,IM-Ca等,阴离子型磺酸盐;如:DPE,NP等;非离子型抗静电剂,如,DBO,HPT、HZ-1等,添加量为1~1.5PHR即有良好抗静电效果。
    三、 PVC包装用中空容器的配方
    PVC塑料中空容器有以下生产方法:挤吹和注吹、挤拉吹和注拉吹工艺,最近还开发一种叫PVC片材真空热吸塑或压空热模塑的生产中空容器的方法。无论哪种方法,PVC中空容器生产过程中都要求PVC配方料有良好的延伸性和适度的垂伸度,此外,口模处温度不能太高,口模温度过高,熔体流动速度过快,造成垂伸度过大,使瓶体二端过厚,而中间过薄。
    表6是硬质PVC挤吹瓶的生产配方、工艺条件。

    上述配方仅选择部分供大家参考。PVC配方只要掌握其配方的几个重要的原则,就能做到心中有数,就能生产出合格的令人满意的制品来。

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