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塑料基础知识:EVA是什么?

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塑料基础知识:EVA是什么?

发布日期:2018-07-09 作者: 点击:

    EVA是什麼?

    EVA是乙烯-乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物,它是由乙烯(E)和乙酸乙烯(VA)共聚而制得,英文名称为:Ethylene Vinyl Acetate,简称为EVA,或E/VAC。一般乙酸乙烯(VA)含量在5%~40%。与聚乙烯相比,EVA由于在分子链中引入了乙酸乙烯单体,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。一般来说,EVA树脂的性能主要取决于分子链上乙酸乙烯的含量。因构成组分比例可调从而符合不同的应用需要,乙酸乙烯(VA content)的含量越高,其透明度,柔软度及坚韧度会相对提高。

    聚合方法用高压本体聚合(塑料用)、溶液聚合(PVC加工助剂)、乳液聚合(粘合剂)、悬浮聚合。乙酸乙烯(VA)含量高于30%的采用乳液聚合,乙酸乙烯含量低的就用高压本体聚合。

    一、特性

    EVA树脂的特点是具有良好的柔软性,橡胶般的弹性,在-50℃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。

    它和乙酸乙烯含量和分子量、熔融指数关系很大。当熔融指数(MI)一定,乙酸乙烯(VAC)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VAC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VAC含量一定时候,融体指数增加时,则软化点下降,加工性和表面光泽改善但强度会下降,否则,随MI的降低则分子量增大,冲击性能和抗环境应力开裂性能提高。乙酸根的极性使弹性和粘性增大,结晶性和电性能下降,溶于烃类溶剂和油类。 

    EVA及PEVA的特点是:

    1、可生物降解:弃掉或燃烧时不会对环境造成伤害。

    2、与PVC价格相近:EVA的价格比有毒的PVC较贵,但相对不含邻苯二甲酸盐之PVC为便宜。

    3、重量较轻:EVA的密度介乎0.91至0.93,而PVC则为1.32。

    4、不含臭味:EVA不含像阿摩尼亚(ammonia)或其它有机气味。

    5、不含重金属:符合有关国际的玩具条例(EN-71 Part 3及ASTM-F963)。

    6、不含邻苯二甲酸盐:适合儿童玩具及不会产生增塑剂释出危险。

    7、高透明,柔软及坚韧度:应用范围十分广阔。

    8、超强耐低温(-70C):适合结冰环境。

    9、抗水,盐份及其它物质:在大部分的应用情况下都能保持穏定。

    10、高热贴性:可牢固地贴于尼龙,涤纶,帆布及其它布类。

    11、低贴合温度:可加快生产速度。

    12、可丝印及柯式印刷:可用于多图案的产品(但必须用EVA类的油墨)。


    二、用途

    EVA树脂用途很广。一般情况下,乙酸乙烯含量在5%以下的EVA,其主要产品是薄膜、电线电缆、LDPE改性剂、胶粘剂等;乙酸乙烯含量在5%~10%的EVA产品为弹性薄膜等;乙酸乙烯含量在20~28%的EVA,主要用于热熔粘合剂和涂层制品;乙酸乙烯含量在5%~45%,主要产品为薄膜(包括农用薄膜)和片材,注塑、模塑制品,发泡制品,热熔粘合剂等。如:

    (1)薄膜、薄片及层合制品:具有密封性、粘合性、柔软性、强韧性、紧缩性,适合弹性包装薄膜,热收缩薄膜,农用薄膜,食品包装薄膜,层合薄膜,可以用于做聚烯烃层压薄膜的中间层。 (2)一般用品:具有柔韧性,抗环境应力开裂性,耐气候性好的优点,适合工业用材料有电力电线绝缘皮包,家用电器配件,窗密封材料等。

    (3)日用杂货类有运动用品,玩具、坐垫、束带、密封容器盖、EVA橡胶足球等。 (4)汽车配件有避震器、挡泥板、车内外装饰配件等。

    (5)发泡制品:加压发泡有泡沫塑料拖鞋、凉鞋、建筑材料等。注塑发泡有各种工业零部件,女用鞋底,热熔粘合剂等。


    三、乙烯-乙酸乙烯共聚物的成型加工

    EVA可注塑、挤塑、吹塑、压延、滚塑真空热成型、发泡、涂覆、热封,焊接等成型加工。


    四、我国EVA材料的消费量

    2001年我国EVA树脂的市场消费量约为290kt。随着我国制鞋工业的发展以及功能棚膜用量的增加,我国对EVA树脂的需求量还将逐年增加。

(    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,乙酸乙烯含量一般在15%~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、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。1999年我国发泡鞋材和减震领域共消耗EVA树脂约150kt。

    (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二个月左右;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,一般可超过四个月。另外,EVA还可用于生产包装膜、医用膜、层压膜、铸造膜等。

1999年,我国使用EVA树脂加工薄膜的企业有50余家。1999年,我国共生产棚膜800kt,其中功能性棚膜220kt,消耗EVA树脂30kt左右,再加上包装膜、医用膜等领域,我国在薄膜领域共消耗EVA树脂37kt。

    (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,乙酸乙烯含量一般在12%~24%。1999年,电线电缆行业共消耗EVA约6000t。

    (4)玩具

EVA树脂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。

热熔胶主要使用乙酸乙烯含量在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。1999年,我国热熔胶领域估计消耗EVA树脂17kt。

    (6)其他

    EVA树脂在油墨、箱包、酒瓶垫盖等领域也有较为广泛的应用,估计这些方面消耗EVA树脂不少于15kt。


    EVA发泡基本知识简介

    EVA发泡配方一般由以下几种原料构成:主料,填充剂,发泡剂,架桥剂,发泡促进剂,润滑剂。

主料,很明了了,就是EVA和/或PE。当然,为了改善产品的物理性能,还可以适当添加一些其他材料,比如,橡胶,POE等,还甚至可以加一点TPR来加强某些物理性能。EVA呢,主要指标就是VA含量,它的高低决定几乎与EVA发泡制品的一切性能都有直接关系。当然。有的只用PE也能发泡。具体用什么主料还是要看产品的要求。

    填充剂,目前一般用碳酸钙或者滑石粉。它的用途在与降低成本,增加产品刚性等等,还能起一点导热的作用。一般以粒径大小做为质量指标(当然,含水量也是一方面),比如说120目,400目等。原则上,越细越好,当然价格也会高一些。最大用量在我见过的配方中有40Phr(用量为主料的百分比)

    发泡剂,一般都习惯用AC系列的发泡剂,比如AC-3000H,AC系列发泡剂属于高温发泡剂,分解温度在220多度。也有低温发泡剂,比如AD-300,分解温度在140度,还有中温发泡剂等。因为价格相差并不大,而高温发泡剂相对来说会稳定一些,所以现在很多老做EVA的都改用高温的了,也有搭配使用的。AC的用量,得根据具体倍率。

    架桥剂,现在用最多的是DCP,以前也有用TAIC,PL400等。DCP的半衰期180度时是1分钟,130度时是10分钟,所以呢,一般练料时,温度尽量控制在120度以下。有的产品对气味有要求的,可以使用另外一种架桥剂BIPB,它一般和TAIC配合使用。DCP的用量,在平板发泡和模内小发泡中,一般用0.5-0.6Phr,射出发泡中一般0.8-1.0Phr。当然,也有适当加减一点的,也有不同此用法的。

    发泡促进剂,现在用得比较多的有两种,氧化锌粉,和硬脂酸锌粉。以前我们这也用这两种搭配,现在只用氧化锌了。单一种也能达到效果,而且产品的稳定性可能还要好一些。氧化锌能使AC的分解温度降低到160度左右,便于生产。我们这有个共识,一般氧化锌用量不超过0.2Phr,过多产品收缩会相对大一点。当然,太少的话发泡速度太慢,所以最好也不要低于1.0Phr。

    润滑剂,一般用硬脂酸。其实它没多大作用,就是让练料时,不粘机器。用多了反而不好,因为它能降低分之间摩擦力,使大多数物理性能都降低。推荐0.5Phr。


    EVA发泡配方中的添加辅料

    上次讲了EVA发泡的基本配方构成。今天讲EVA发泡配方中的添加辅料吧。

    可以添加到EVA配方中的辅料很杂。只讲几类主要的吧。

    1 边角料。边角料就是做成产品后多余的一些料尾,边条什么的。它们都是已发泡过了的。这类东西是成本杀手,用它可以大幅度降低生产成本,当然,也会带来物理性能方面的影响。这类几乎所有做EVA的都在使用,我就不赘述了。

    2 抗静电剂 有些产品,要求具有抗静电功能,而EVA发泡产品本身是带很强的静电的,所以需要在配方中添加一些抗静电剂。一般EVA用的抗静电剂都是混合物,具体成分MS很复杂,一时我也说不清楚,用量在3%-5%。

    3 阻燃剂 用做某些包装材料的EVA发泡产品可能需要阻燃。可以在配方中适当添加阻燃剂达到阻燃的效果。塑料常用的阻燃剂Mg(OH)2 ,Al(OH)3,对EVA发泡产品也有一定的效果,不过用量比较大,我们都用12%-20%,但是对于阻燃要求高的产品,它们也不是很好用。日本有一产品阻燃效果非常理想,但是不符合ROHS指令。所以一句话关总,对与阻燃要求高的,我也不是很有办法。

    4 快熟剂 EVA发泡过程是需要时间的,如果要提高日产量,降低产品耗能,可以适当添加快熟剂以缩短发泡所需要的时间。现在市面上最常见的快熟剂是TAIC,这东西确切的说应该是架桥助剂。添加适量TAIC,确实可以缩短时间,但是,随着它的加入,产品的尺寸也会相应缩小,而且缩时效果并不非常理想。福建我不知道,现在广东这边有几个地方用另外一种快熟剂,添加量小,缩时效果还比较可观。

    5 着色剂 发泡产品一般是有颜色的,所以需要在配方中添加着色剂来调色。EVA发泡产品调色可以用色粉,色胶,当然最好还是用色母粒。MS产品不可以用电脑配色,可能是因为这东西发泡前后颜色变化太大,电脑也配不死。


    EVA发泡一般来说有三种工艺。传统平板大发泡,模内小发泡和射出。(台湾叫法)

    传统平板大发泡 现在小型工厂一般都采用这种。机器设备成本相对低一点。这种工艺做出来的是板材,再通过冲裁、磨边等流程做成产品。发泡条件比较固定,温度在160-170,时间由模具厚度决定,一般90-110秒/MM,压力150KG/平方CM。

    模内小发泡 这种工艺主要用在鞋材方面。运动鞋做二次中底的第一次发泡。按配方练好的料造粒,称重后放入开好模具内,发泡出来就是鞋子的大体样子。这种工艺的难点是模具和配方的对称,否则很难同时控制倍率和硬度。往往是尺寸合格了,硬度不够。硬度够了尺寸偏小。此工艺的发泡条件比较灵活,具体要视产品外形结构,当然主要是时间是的变化。温度的变化也不大。压力条件就不说了。前面说到二次中底,这里介绍一下第二次成型吧。将前面发泡好的粗胚磨掉表皮,压入成品模具内,通过加热冷却两个步骤是产品成型。加热温度在125-135比较合适,压力50KG/平方CM,加热一定时间后再水冷。拿出来就是二次中底了。这种压缩成的底尺寸比较稳定,物理性能相对要好一些。

    射出 这种工艺在今后应该是主流吧。一道工序做出来就是产品了。只是模具精密度高一些。原理类似于塑胶行业的注塑。只不过注塑是立即开模,而且模具温度不同。也就是EVA的射出不过就是把塑胶注塑的模温和开模时间调整了以下而已。上次好像是一上海的朋友给我打过电话,后来让他的注塑机可以用来做发泡童车轮子了。做现在知名运动鞋大多型体都改用这种方法做了。其他方法跟它比,效率真是差千万里。


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