阅读说明：本技术 一种pva发泡材料及其发泡方法 (PVA (polyvinyl alcohol) foam material and foaming method thereof ) 是由 陈奕辉 于 2019-10-21 设计创作，主要内容包括：一种PVA发泡材料及其发泡方法,本发明涉及一种发泡材料,为提供现有的PVA连续挤出发泡的难点,本发明利用PVA具有水解性的特点,将PVA在水解溶胀状态下进行以低于PVA沸点的温度进行发泡。本发明的有益效果在于：用水作为媒介在溶胀状态下加入微孔膨胀发泡剂,在PVA沸点以下发泡,既避免了PVA气化,又实现了挤出成型,操作过程简单；制备的成品重量轻(密度小),抗压强度高(高达259KPa),可降解成分高,环境友好。(The invention discloses a PVA foam material and a foaming method thereof, relates to a foam material, and aims to provide the difficulty of the existing continuous extrusion foaming of PVA. The invention has the beneficial effects that: the microporous expansion foaming agent is added in a swelling state by using water as a medium, and foaming is carried out below the boiling point of PVA, so that not only is PVA gasification avoided, but also extrusion molding is realized, and the operation process is simple; the prepared finished product has light weight (low density), high compressive strength (as high as 259KPa), high degradable components and environmental friendliness.)

一种PVA发泡材料及其发泡方法

技术领域

本发明涉及一种发泡材料，具体来说涉及一种PVA发泡材料及其发泡方法。

背景技术

发泡聚乙烯醇(PVA)是一种环保型的泡沫塑料，传统的泡沫塑料由于无法降解导致使用过程中可能对环境造成污染，在有些领域已经明确规定禁止使用。发泡PVA是一种在自然环境下可以生物降解的高分子材料，而且PVA本身含有羟基及开孔结构，因此具有优良的吸水性能，干态下质硬且强度高，湿润状态下柔韧性好，在诸多领域均有广泛的应用。PVA泡沫的制备主要有挤出成型和模压成型，发泡的方法一般有化学发泡法、物理发泡法和机械发泡法。其中模压成型的缺点是生产成本高、工艺复杂和周期较长，而由于PVA材料本身熔点和沸点很接近，因此难以热塑成型是实现连续挤出发泡成型的一个难点，因为传统的熔融状态下引入气体的发泡工艺，其加工温度在熔点之上20-30℃或更高，因此不适用于PVA，该高温下容易导致PVA气化。

发明内容

因此，如何克服上述提到的难题，提供一种新的发泡方法，是本发明需要解决的问题，为解决该技术问题，本发明利用PVA具有水解性的特点，将PVA在水解溶胀状态下进行微孔发泡。

本发明的目的之一在于，提供一种以水作为媒介在PVA树脂溶胀状态下加入微孔膨胀发泡剂，在PVA沸点以下进行发泡的方法。

具体的方法如下：将重量比为10:7的PVA树脂和去离子水，搅拌并将混合物放入80～95℃(90℃)水浴中2h，然后将占PVA树脂重量的5％～10％(优选5wt％)的发泡剂(031DU40粉末)加入上述混合物中，搅拌均匀。单螺杆挤出机的温度为80-100-105-110℃，螺杆转速80～120rpm(优选100rpm)，然后将均匀溶液加入到单螺杆挤出机，进行预发泡，然后称量预发泡样品并加入到模具中，再将模具放入热压机100～110℃(优选100℃)2分钟，最后将模具放入烤箱中50～70℃(优选60℃)烤12小时。

发泡剂可以为由Akzo Nobel company提供的031DU40发泡剂、461DU40发泡剂、461DU20发泡剂、053DU40发泡剂。

本发明的有益效果在于：用水作为媒介在溶胀状态下加入微孔膨胀发泡剂，在PVA沸点以下发泡，既避免了PVA气化，又实现了挤出成型，操作过程简单；制备的成品重量轻(密度小)，抗压强度高(高达259KPa)，可降解成分高，环境友好。

附图说明

图1为PVA泡沫样品V20、V21和V22的SEM图。

图2为不同温度下PVA树脂和PVA泡沫成分变化图。

具体实施方式

为了来对本发明做进一步的解释和说明，下面结合具体的例子，以对本发明做进一步的解释和说明。

实施例1

首先，按照下表准备三组原料，进行三组发泡样品的制备：

然后，再按照如下的过程制备三组发泡样品V20、V21和V22：取PVA树脂和去离子水，搅拌后将混合物放入90℃水浴中2h，将发泡剂加入上述混合物中，搅拌均匀。单螺杆挤出机的温度为80-100-105-110℃，螺杆转速100rpm，然后将均匀溶液加入到单螺杆挤出机，进行预发泡，预发泡后称量350g预发泡样品加入到200x200x23mm模具中就行第二次发泡，再将模具放入热压机中100℃/2分钟，最后将模具放入烤箱中60℃/12小时，即得到发泡的V20、V21和V22的PVA样品。

所述的PVA树脂由SRJJ公司提供的溶解度为W级的PVA树脂；发泡剂031DU40粉末由Akzo Nobel company提供；单螺杆挤出机是HARPO公司的RM-200M；水浴采用的GRANT的JNB12；检测仪器采用的是美国的MTS的C43和JEOL的JCM-6000plus。

发明人对SRJJ公司提供的溶解度为W级的PVA树脂的溶解度(不溶解％)进行检测，测试方法为：将25gPVA树脂放入1L容器内，向容器内加入400ml的水，将容器放入90℃的水浴中，搅拌(500转/分钟)，30分钟后，将PVA溶液倒入分液漏斗中，待溶液分层后，离心出下层溶液和分离上层溶液，然后用水洗，继续重复2次上述的分液过程，收集上层不溶部分/下层溶液，60℃先烤箱3-4小时干燥，进行计算得出溶解度，该方法也同样的适用于成品PVA泡木的溶解度的检测。

取三次的PVA树脂进行检测，三次PVA树脂原料的检测结果如下：

测出其实际的不能溶解的平均值为6.1wt％，和其声称的PVA不溶部分比例相比偏高(1.5wt％或者不超过1.8wt％)。

对上述得到的三组发泡样品V20、V21和V22进行检测，其检测结果如下表所示：

从上表可以看出，V20达到了如下技术效果：

1.1重量轻-密度是不超过0.25g/cm³，和PVA控制组(1.2-1.3g/cm³)相比减重约80％；

1.2厚度-厚度达到25mm，不小于20mm+。

1.3尺寸-尺寸250x250x23，不小于200mm×200mm。

1.4抗压强度高-在10％的变形下的抗压强度是259KPa，远远大于50KPa，比得上EPS。

1.6溶解度好-所有的不可溶物质没有超过发泡PVA的8wt％，产品容易被分解，环境友好。

另外，还对V20、V21和V22进行电镜扫描，其扫描结果如图1所示，从图中可以看出，其内部结构包含有大量的规则的孔洞。

取上述样品进行REACH Regulation(EC)No.1907/2006测试，两者均符合其规定，检测通过。

上述实施例中采用的PVA发泡剂是一种难逆转的多组分化合物，另外，采用的PVA树脂本身含有一定的不可溶解部分，这些不可溶解部分可以被认为是惰性组分，因此，在实际的生产过程中，可以不需要再额外的添加惰性组分，也可以满足产品的需求，如图2所示，PVA树脂的和成品泡沫在不同温度下的剩余物质的量，可以看出，PVA树脂和PVA泡沫都含有多种未知的组分，这些组分可以被认为是惰性组分。