PVC包装制品的配方要点及PVC树脂的性能

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
Loxamid 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。
(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。
参 考 文 献
[1]中国塑料制品配方大全，中国物资出版社，1999年5月，P190～212.
[2]塑料包装材料成型与彩印工艺，中国物资出版社，1997年9月，P278～282.
[3]合成树脂新资料手册，中国物资出版社，2002年5月，P242～257
　

明白的人懂得放弃，真情的人懂得牺牲，幸福的人懂得超脱,此为生活真谛！