《EVA发泡资料》PPT课件.ppt
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1、EVA发泡技术资料,海丽商贸有限公司技术部编2007年6月11日,目录,一、物 料1、主料2、助剂 填充料 发泡剂 氧化锌 架桥剂 架桥助剂 色料 功能助剂,二、设备与工艺三、常用配方四、成本核算五、问题及分析,一、主料EVA树脂,乙烯-醋酸乙烯共聚物(也称乙烯-乙酸乙烯共聚物)是有乙烯(E)和乙酸乙烯(VA)共聚而制得,英文名称为:EthyleneVinylAcetate,简称EVA。特 性 EVA树脂的特点是具有良好的柔软性,橡胶般的弹性,在0以下仍能够具有较好的可挠性,透明性和表面光泽性好,化学稳定性良好,抗老化和耐臭氧强度好,无毒性。与填料的掺混性好,着色和成型加工性好。,它与乙酸乙烯
2、含量和分子量、熔融指数关系很大。当熔融指数(MI)一定,乙酸乙烯(VA)含量提高时候,其弹性、柔软性、相溶性、透明性等也随着提高。当VA含量减少时候,则性能接近于聚乙烯,刚性增高,耐磨性、电绝缘性提高。若VA含量一定时,熔融指数增加,则软化点下降,改善加工性和表面光泽,但强度会下降,否则,随MI的降低分子量增大,冲击性能和抗环境应力,开裂性能提高。,EVA树脂是乙烯-醋酸乙烯共聚物,一般醋酸乙烯(VA)含量在5%40%。与聚乙烯相比,EVA由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体,从而降低了结晶度,提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能,被广泛应用于发泡鞋料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电
3、缆及玩具等领域。一般来说,EVA树脂的性能主要取决于分子链上醋酸乙烯的含量。,EVA应用,(1)发泡鞋材 鞋材是我国EVA树脂最主要的应用领域。在鞋材使用的EVA树脂中,醋酸乙烯含量一般在10%22%。由于EVA树脂共混发泡制品具有柔软、弹性好、耐化学腐蚀等性能,因此被广泛应用于中高档旅游鞋、登山鞋、拖鞋、凉鞋的鞋底和内饰材料中。另外,这种材料还用于隔音板、体操垫和密封材领域。我国广东的顺德、东莞、中山,福建的晋江、泉州和浙江的温州是我国鞋业的主要生产基地,每年消耗大量的EVA树脂产品。,(2)薄 膜,EVA薄膜的主要用途是生产功能性棚膜。功能性棚膜具有较高的耐候、防雾滴和保温性能,由于聚乙烯
4、不具有极性,即使添加一定量的防雾滴剂,其防雾滴性能也只能维持2个月左右;而添加一定量EVA树脂制成的棚膜,不仅具有较高的透光率,而且防雾滴性能也有较大提高,一般可超过4个月。另外,EVA还可用于生产包装膜、医用膜、层压膜、铸造膜等。,(3)电线电缆,随着计算机及网络工程的不断发展,出于对机房安全的考虑,人们越来越多地使用无卤阻燃电缆和硅烷交联电缆。由于EVA树脂具有良好的填料包容性和可交联性,因此在无卤阻燃电缆、半导体屏蔽电缆和二步法硅烷交联电缆中使用较多。另外,EVA树脂还被应用于制作一些特殊电缆的护套。在电线电缆中使用的EVA树脂,醋酸乙烯含量一般在12%24%。,(4)玩 具,EVA树脂
5、在玩具中也有较多应用,如童车轮、座垫等。近年来,我国玩具加工业发展迅速,生产多集中于沿海的东莞、深圳、汕头等地,主要以出口和对外加工为主。据分析,这些厂家每年消耗EVA树脂约5000t,使用牌号与鞋材用料基本相同。,(5)热 熔 胶,以EVA树脂为主要成分的热熔胶,由于不含溶剂,不污染环境且安全性较高,非常适合于自动化的流水线生产,因此被广泛应用于书籍无线装订、家具封边、汽车和家用电器的装配、制鞋、地毯涂层和金属的防腐涂层上。热熔胶主要使用醋酸乙烯含量在25%40%的品种。国内虽有此牌号的产品,但长期未安排生产,因此全部被进口料所占有。,(6)其 他,EVA树脂在油墨、箱包、酒瓶垫盖等领域也有
6、较为广泛的应用,估计这些方面消耗EVA树脂不少于15 kt。,EVA发泡常用型号,低密度聚乙烯(LDPE),低密度聚乙烯(LDPE)是高压下乙烯自由基聚合而获得的热塑性塑料。LDPE是树脂中的聚乙烯家族中最老的成员,二十世纪四十年代早期就作为电线包皮第一次商业生产。LDPE综合了一些良好的性能:透明、化学惰性、密封能力好,易于成型加工。这决定了LDPE是当今高分子工业中最广泛使用的材料之一。,化学和性能,乙烯是聚乙烯制品的基本结构单元。它是从炼油厂气、液化的石油气或液态烃中获得的无色气体。因为它是许多其它工业化学品和聚合物的成分,所以不断地存在乙烯供应的竞争。这种获得乙烯的竞争具有戏剧性地影响
7、着聚乙烯的价格和有效价值。例如:1990年,国内乙烯生产能力约为465亿磅,其中 51用于象聚乙烯这样的聚合物的生产。,常规的LDPE可用两种方法生产:管式法或釜式法。两种制法都是将高纯度乙烯通入高压(103到276MPa)高温(300到500F)含有引发剂的反应器中。引发剂或是氧气或是一种有机过氧化物。反应终止的实现是通过加入链终止剂或靠两个分子链的连结。,与其它聚乙烯(HDPE和LLDPE)制法获得的线性结构不同,通过高压手段制得的聚合物是分支结构。这种分支结构赋与常规LDPE优异的透明性、曲挠性及易于挤出的性能。为满足不同应用而特制的LDPE树脂是通过分子量、结晶度及分子量分布MWD的平
8、衡与控制而得到的。,分子量是表示构成聚合物的所有分子链的平均长度。为了方便,熔融指数(MI)被选作塑料工业分子量大小的量度。熔融指数用克/10分钟给出,它与分子量的大小成反比。对于LDPE,熔融指数反映了树脂的流动性能和涉及成品大形变的性质。降低MI(增大分子量)在增加大部分强度性能的同时,降低了LDPE的流动性和制造过程中树脂流向薄壁的能力。LDPE中的结晶度是树脂中存在的分支短链数量的函数。对于LDPE,结晶度正常浮动范围为3040。,增加LDPE的结晶度将增大LDPE的刚度、抗化学腐蚀性、透气性能、拉伸强度、耐热性;同时,降低了LDPE的冲击强度、撕裂强度和抗应力开裂性。分子量分布(MW
9、D)或聚合度分布性定义为重均分子量与数均分子量的比值。塑料工业中,MWD值35的树脂被认为是具有窄的分子量分布,MWD值612为中等分子量分布,MWD值在13以上视为宽分子量分布。MWD主要反映与流动相关的性能。具有相等平均分于量的树脂,宽分子量分布的在加工过程显示了比窄分子量分布的树脂具有更好的流动性。MWD对最终使用性能有些影响。但是,MWD的影响一般都被分子量的变化影响掩盖。,加 工 LDPE级别可以满足大部分热塑性成型加工技术的要求。包括:薄膜吹制、薄膜铸制、挤压贴胶、电线电缆贴胶、注射成型、吹塑成型。,应 用 LDPE可单独使用或与聚乙烯家族其它成员共混使用。广泛应用于包装。建筑、农
10、业、工业和消费市场。LDPE最大的销路是制作薄膜。吹塑或铸压工艺生产出的单一和复合LDPE薄膜占LDPE国内消费总量的55以上。LDPE制做的薄膜表现了良好的光学性能、强度、曲挠性、密封性以及缓慢的气味扩散性和化学稳定性。LDPE用来包装面包、农产品、快餐食品、纺织品、经久性消费品及一些工业制品。LDPE也可用作非包装薄膜,比如:一次性尿布、农用薄膜和缩水膜。,挤压贴胶 它是LDPE的另一个主要市场。由于LDPE分子的结构特点,它是聚乙烯树脂家族中唯一能够满足挤压贴胶加工工艺要求的树脂。贴胶提供了有助于成品包装密封的防护层,必不可少的优良的拉伸性能、持久的覆盖性和低的气味扩散性。典型的熔融指数
11、范围为315克10分钟。LDPE贴胶可覆盖在很多基质上面,如:纸、板、布料和其它高分子材料。LDPE贴胶是保证基质热密封性和防湿性的一个经济而有效的手段。使用LDPE贴胶的市场有盛牛奶的盒子、无菌防腐包装、食品包装、胶带和纸制品。LDPE复合挤压广泛作为高阻隔复合层压板的一种组分。重要的要求就是防湿和密封。满足不同的要求,树脂的性能随之不同。它可用于无菌包装、药品与日用品的包装。,模 塑 在聚乙烯树脂家族的竞争中,吹塑成型与注射成型使用常规LDPE已经相对稳定。LDPE树脂由于它的抗曲挠性和加工特性而被用于模塑成型。树脂熔融指数范围为0.52.0克10分钟,密度变化范围 0.9180.922克
12、立方厘米。LDPE模塑应用于制做要求挤压性能的医用和日用消费瓶以及封密件。,电线与电缆 LDPE最初是用作电线、电缆的包皮材料。LDPE显示了优异的电性能和抗磨性能,这些性能是市场上严格要求的。树脂熔融指数范围为克10分钟,密度为克立方厘米。当今,LDPE树脂被用作电讯电缆的外皮。,常用LDPE型号,边角料,就是发泡厂所发材料在出货之前,切下的边角和裁断斩下的边角料,经过处理(切除溢出模具外,粘有灰尘、杂物的部分),用轮机混炼三至四次,所得产品。其产品品质的好坏,起决于来源,有主料为EVA的、EVA加LDPE、全LDPE、再生料等,全EVA的边角料为最好的。此产品适宜添加在EVA、LDPE、橡
13、胶发泡材料和其它橡胶制品中,添加量为主料的30至50PHR。,常用的改性原料,POE POE是美国陶氏(DOW)化学公司90年代中期开发的茂金属系聚烯烃弹性体,商品名称Engage,它是乙烯与辛烯的共聚物。Engage POE不仅是聚丙烯的优良抗冲击改性剂,还是制鞋用的性能优异的新型材料,用Engage生产的注塑鞋底、微孔鞋底和海绵中底比EVA,SBS和PVC的拉伸强度、弹性和撕裂强度高、而且耐磨好。,EPDM 三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物,1963年开始商业化生产。每年全世界的消费量是80万吨。EPDM最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。由于三元乙丙
14、橡胶属于聚烯烃家族,它具有极好的硫化特性。在所有橡胶当中,EPDM具有最低的比重。它能吸收大量的填料和油而影响特性不大。因此可以制作成本低廉的橡胶化合物。三元乙丙的主要聚合物链是完全饱和的。这个特性使得三元乙丙可以抵抗热、光、氧气,尤其是臭氧。三元乙丙本质上是无极性的,对极性溶液和化学物具有抗性,吸水率低,具有良好的绝缘特性。,EPDM属于烯烃类橡胶,与烯烃类原料,如EVA、LDPE相熔性好,可以做为EVA的改性材料。以提高弹性、抗老化性能。另外EPDM属于透明性良好,可以用来做透明橡胶制品。,天然橡胶-NR 天然橡胶是由人工栽培的三叶橡胶树分泌的乳汁,经凝固、加工而制得,其主要成分为聚异戊二
15、烯,含量在90%以上,此外还含有少量的蛋白质、脂及酸、糖分及灰分。天然橡胶具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点。在发泡行业,由于与EVA相熔性好,通常用来提高发泡材料的弹性及其他方面的性能。,填充料,在EVA发泡材料中,主要使用石粉、滑石粉做填充料。主要作用:一、是降低材料成本;二、增容、填充,改善发泡材料密度;三、提高产品硬度;四、提高产品的尺寸稳定性。,1、重质碳酸钙,由方解石、白色大理石粉碎而成,根据颗粒细度有400-2500目,它具有白度高、纯度好、化学成分稳定等特性。用途:用于塑料,橡胶、化工、涂料、油漆等工业中作填充剂。在发泡材料中一般选用400目120
16、0目的。添加3050PHR。,2、轻质碳酸钙,以优质石灰石为原料,用碳化法制取的(碳酸钙)。无毒、无味、无刺激性;折光率低,易于着色;堆积比重小,且白度高,颗粒均一性好,能溶于酸性水溶液中,热稳定性550用途:用于橡胶、塑料、造纸、涂料以及油漆、油墨、建材等工业中作填充剂。在橡塑制品中的作用:降低材料成本;改善材料密度(密度比重钙要好)。,3、滑石粉,由滑石经加工粉碎而成,根据颗粒细度有300目4000目。滑石是一种含水的具有层状结构的硅酸盐矿物,化学式为Mg3Si4O10(OH)2。其化学组成氧化镁(MgO)31.88%,(二氧化硅)SiO2 63.37%,H2O 4.75%,常含少量的Fe
17、、Al等元素。常用来调整材料的密度细腻度、补强、改善手感及起到一定的止滑作用。,发泡剂,EVA发泡主要采用的发泡剂为偶氮二甲酰胺,由于该发泡剂发气量大,发气量稳定,分解速率快,在EVA发泡行业得到了广泛的应用,随着发泡技术的发展以及对发泡材料性能要求的提高,对发泡剂提出了更高的要求,发泡剂逐步向精细化、功能化方向发展。衡量一种化学发泡剂好坏的主要技术指标有分解温度、发气量、分解速度和分解放热等。,发泡剂AC(ADCA)偶氮二甲酰胺 为淡黄色粉末,无毒、无味、不变色、不污染,是一种稳定性较好的发泡剂。分解产生的N2、NH3、CO2(其中N2占65%;CO2占33%;NH3 3%)。分解温度在19
18、5200,发气量为200220ml/g。目前常用的改性AC发泡剂按分解温度分为高温AC发泡剂(分解温度200)、中温AC发泡剂(分解温度165)、低温AC发泡剂(分解温度135)。,发泡剂OBSH(OT、OB),化学名称:对,对-二苯磺酰肼 为白色粉末。无毒、无味、不变色、不污染,膨胀率较小,分解温度和硫化温度相近。不加发泡助剂就能形成较均匀微孔结构,收缩率比发泡剂H和AC都小,宜于制造尺寸要求比较严格的制品。对氯丁橡胶的硫化还具有活化作用,特别适用于氯丁橡胶的发泡剂。,发泡剂H(DPT、BN),为淡黄色粉末。不变色、不污染、有气味,在热和酸的作用下,会析出大量的气体和热量。所产生的甲醛可用发
19、泡助剂使之消除,但残留的胺会使海绵橡胶带有鱼腥味。加入尿素、三聚氰胺和某些氨基化合物,可以部分地减弱这种气体。由于发泡剂H分解速度快、产生的气体(N2、NH3)量大,如胶料熔体强度不够,易使海绵橡胶的孔壁破裂,形成开孔,而且当内压减小时,收缩也较大。因此,使用时要注意其用量及发泡助剂的选择。,氧化锌,白色粉末,是一种两性氧化物,溶于酸、氢氧化铵溶液,不溶于水和乙醇。高温时呈黄色,冷后恢复白色,加热至1800升华,比重5.606,溶点:1975。,氧化锌的制做方法,目前,世界上氧化锌的生产方法大体上可分为“干式法”和“湿式法”两大类。1、“干式法”又分为间接法和直接法两种。a、直接法又称美国法,
20、它以矿石为原料,经高温还原、氧化,直接获得氧化锌产品。该法虽能以矿石为原料,但缺点是能耗大,产品质量不稳定,一级品率很低,重金属含量高。b、间接法又称法国法,它是以高纯锌锭为原料,经高温升华、氧化制得氧化锌。该法的优点是产品纯度高,缺点是锌锭价格昂贵,能耗大,成本高,产品活性低,使用面受到限制。,2、“湿法”又称化学法,是近年来兴起的生产氧化锌的方法。该法种类较多,但多处于开发阶段。目前广泛采用的方法为硫酸法,即粗ZnO用硫酸浸取、除杂、净化,加入碳酸钠进行复分解反应,中间产品经烘干或煅烧即得碱式碳酸锌或氧化锌。作为硫酸法的改进,亦有用碳酸氢铵代替碳酸钠作为沉淀剂的。该法的优点是一个流程可得多
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