一种通过美国FDA食品级测试的聚氯乙烯发泡材料及其制备方法

一种通过美国FDA食品级测试的聚氯乙烯发泡材料及其制备方法
发表时间：2018-10-26T10:36:10.580Z 来源：《防护工程》2018年第17期作者：李伟健
[导读] 现在市场上使用的聚氯乙烯发泡产品，由于表面增塑剂容易析出，一般不可以通过美国FDA食品级测试。

这一原因导致FDA食品级的聚氯乙烯材料很难被美国市场接纳。

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摘要：现在市场上使用的聚氯乙烯发泡产品，由于表面增塑剂容易析出，一般不可以通过美国FDA食品级测试。

这一原因导致FDA食品级的聚氯乙烯材料很难被美国市场接纳。

关键词：聚氯乙烯；美国；FDA；食品级
一、前言
聚氯乙烯发泡产品想通过美国FDA食品级测试对产品在特定的溶剂下迁移出的有害物质的总量、氯乙烯单体、特定重金属、芳香胺以及邻苯二甲酸盐的含量设定了严格的控制指标。

有害物质的总量即在分别使用3%醋酸，10%乙醇，95%乙醇，异辛烷溶液在70℃浸取测试样品2小时后四者的整体迁移量均小于
10mg/dm2；氯乙烯单体的量是指用3%醋酸溶液在40℃浸取测试样品2小时后氯乙烯单体迁移量小于0.01mg/kg；九大重金属迁移测试是指3%醋酸溶液在40℃浸取测试样品2小时后九大重金属迁移量小于5 mg/kg；芳香胺迁移测试指3%醋酸溶液在40℃浸取测试样品2小时后芳香胺迁移量小于0.01mg/kg；邻苯二甲酸盐测试指测试样品中五种有毒邻苯二甲酸盐含量均小于0.1%以及95%乙醇溶液在40℃浸取测试样品2小时后五种有毒邻苯二甲酸盐迁移量均小于30mg/kg。

除此之外，还要求测试样品的气味和味道的转移等级均小于2.5级。

而目前市面上主要的聚氯乙烯发泡产品，使用到的普通的增塑剂聚合度小，粘度小在3%醋酸，10%乙醇，95%乙醇，异辛烷溶液的浸取后非常容易析出，常常超出测试指标。

另一方面，若使用的苯乙烯共聚物油（168）聚合度高，则加工难度大。

二、通过美国FDA食品级测试的聚氯乙烯发泡材料及其制备方法
为了克服现有技术的不足，本论文的目的在于提供一种析出率小、安全可靠的聚氯乙烯发泡材料及提供该聚氯乙烯发泡材料的制备方法。

本论文的目的采用如下技术方案实现：
一种聚氯乙烯发泡材料，由按重量份计的以下组成的制成：25-50份的聚氯乙烯糊树脂、20-30份的苯乙烯共聚物油、22-30份填料、5-9份降粘剂、2-5份发泡剂、0.5-0.9份钾锌稳定剂和0.05-0.1份色粉；
所述聚氯乙烯糊树脂的聚合度为1000-1500；所述苯乙烯共聚物油的粘度为3500-4500mPa•s，酸价为0.9-1.2 mgK(OH）/g；所述降粘剂由5-15%的2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯和余量的直链烷烃组成。

进一步地，所述聚氯乙烯糊树脂的粘度为4000-8000 mPa•s。

进一步地，所述填料为钙粉和/或滑石粉。

进一步地，所述降粘剂由10%的2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯和余量的直链烷烃组成。

进一步地，所述聚氯乙烯糊树脂中芳香胺含量小于0.01mg/kg、氯乙烯单体的含量小于5mg/kg。

本论文的目的之二采用如下技术方案实现：
制备上述的聚氯乙烯发泡材料的方法，包括以下步骤：
1）将聚氯乙烯糊树脂和填料搅拌，控制粘度为20000-40000mPa•s；
2）将苯乙烯共聚物油、发泡剂、钾锌稳定剂采用25-35Hz的频率进行搅拌，将步骤1）得到的物料倒入；
3）将搅拌速度调高10Hz，边搅拌边加入降粘剂，至粘度为2500-4500 mPa•s；
4）将色粉与苯乙烯共聚物油按1:0.5-0.7的重量比浸泡，加至步骤3）的料液中；
5）将步骤4）得到的料液置于发泡涂台，依次通过温度分别为225±2℃、220±2℃、210±2℃、205±2℃和130±2℃的五个发泡区，经冷却辊冷却，得到聚氯乙烯发泡材料。

进一步地，步骤2），倒入的速度为5-15wt%/min。

进一步地，步骤3），降粘剂的加入速度为5-15wt%/min。

相比现有技术，本论文的有益效果在于：
本论文提供的聚氯乙烯发泡材料通过选择性控制原材料的本身粘度和在加工过程进行降粘处理，使得该聚氯乙烯发泡材料在FDA测试方面析出率和转移率均较低，其作为食品级材料具有较大的市场前景；
本论文提供的聚氯乙烯发泡材料的制备方法，通过根据粘度选择合适的降粘剂，并对色粉进行浸润处理，使得该聚氯乙烯发泡材料上色均匀、有害物质不易析出。

三、制备方法具体实施例
实施例1：
一种聚氯乙烯发泡材料，其由按重量份计的以下组成的制成：35份的聚氯乙烯糊树脂、25份的苯乙烯共聚物油、26份填料、7份降粘剂、3.5份发泡剂、0.7份钾锌稳定剂和0.08份色粉；
该制备该聚氯乙烯发泡材料的方法包括以下步骤：
1）将配方量的聚氯乙烯糊树脂和填料搅拌，搅拌10min后粘度为41500mPa·s；
2）将苯乙烯共聚物油、发泡剂、钾锌稳定剂采用30Hz的频率进行搅拌，将步骤1）得到的物料以10wt%/min的流量倒入；即每分钟倒入的聚氯乙烯糊树脂和填料的混合物料是釜内原物料总质量的10%；
3）将搅拌速度调高10Hz，边搅拌边以10wt%/min的速度加入降粘剂，搅拌15min后，检测粘度为3800mPa·s；
4）将色粉与苯乙烯共聚物油按1:0.6的重量比浸泡，将搅拌速度调高10Hz，将色粉加至步骤3）的料液中，搅拌10min后静置；
5）将步骤4）得到的料液置于发泡涂台，依次通过温度分别为225℃、220℃、210℃、205℃和130℃的五个发泡区，经冷却辊冷却，得到聚氯乙烯发泡材料。

实施例2：
一种聚氯乙烯发泡材料，其由按重量份计的以下组成的制成：25份的聚氯乙烯糊树脂、30份的苯乙烯共聚物油、30份填料、9份降粘剂、2.5份发泡剂、0.5份钾锌稳定剂和0.05份色粉；
该制备该聚氯乙烯发泡材料的方法包括以下步骤：
1）将配方量的聚氯乙烯糊树脂和填料搅拌，搅拌10min后粘度为34500mPa·s；
2）将苯乙烯共聚物油、发泡剂、钾锌稳定剂采用30Hz的频率进行搅拌，将步骤1）得到的物料以15wt%/min的流量倒入；
3）将搅拌速度调高10Hz，边搅拌边以10wt%/min的速度加入降粘剂，搅拌15min后，检测粘度为3600mPa·s；
4）将色粉与苯乙烯共聚物油按1:0.5的重量比浸泡，将搅拌速度调高10Hz，将色粉加至步骤3）的料液中，搅拌10min后静置；
5）将步骤4）得到的料液置于发泡涂台，依次通过温度分别为225℃、220℃、210℃、205℃和130℃的五个发泡区，经冷却辊冷却，得到聚氯乙烯发泡材料。

实施例3：
一种聚氯乙烯发泡材料，其由按重量份计的以下组成的制成：50份的聚氯乙烯糊树脂、30份的苯乙烯共聚物油、30份填料、9份降粘剂、2.5份发泡剂、0.5份钾锌稳定剂和0.05份色粉；
该制备该聚氯乙烯发泡材料的方法包括以下步骤：
1）将配方量的聚氯乙烯糊树脂和填料搅拌，搅拌10min后粘度为35500mPa·s；
2）将苯乙烯共聚物油、发泡剂、钾锌稳定剂采用30Hz的频率进行搅拌，将步骤1）得到的物料以15wt%/min的流量倒入；
3）将搅拌速度调高10Hz，边搅拌边以5wt%/min的速度加入降粘剂，搅拌15min后，检测粘度为3750mPa·s；
4）将色粉与苯乙烯共聚物油按1:0.5的重量比浸泡，将搅拌速度调高10Hz，将色粉加至步骤3）的料液中，搅拌10min后静置；
5）将步骤4）得到的料液置于发泡涂台，依次通过温度分别为225℃、220℃、210℃、205℃和130℃的五个发泡区，经冷却辊冷却，得到聚氯乙烯发泡材料。

四、性能检测与效果评价
将实施例1-3得到的聚氯乙烯发泡材料进行美国FDA测试，结果如下所示：
表1 FDA测试结果
由上表可知，采用本论文提供聚氯乙烯发泡材料中，有害物质的迁出率小，对美国FDA测试的通过率高。

参考文献：
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[1]、杨丰伟.浅谈聚氯乙烯发泡材料的方法［J］.华东科技，2001（4）
[1]、标安之、聚氯乙烯发泡材料及其制备研究［J］，2006（05）。