對(duì)于PVC發(fā)泡板材而言，碳酸鈣填充是否影響發(fā)泡性能發(fā)揮十分復(fù)雜，主要取決于碳酸鈣的尺寸、添加量、分散性和含水量，如果碳酸鈣的這些因素使用得當(dāng)就可以促進(jìn)發(fā)泡，反之會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)泡。

  碳酸鈣可以正面促進(jìn)發(fā)泡的原因兩個(gè)：一是碳酸鈣可以作為成核劑，吸附發(fā)泡氣體形成氣泡核，控制泡孔的數(shù)量，使PVC泡孔更細(xì)；二是碳酸鈣可以改善PVC的熔體性能，自身剛性比較大的碳酸鈣可以減緩熔體變形和移動(dòng)能力，從而可以抑制泡孔過快膨脹，控制泡孔尺寸更細(xì)。但是并不是所有的碳酸鈣都可以促進(jìn)PVC發(fā)泡，碳酸鈣必須如下得當(dāng)?shù)臈l件才能促進(jìn)發(fā)泡。碳酸鈣如何選擇和處理才算得當(dāng)？具體要看碳酸鈣的下列因素如何控制？

  1、重質(zhì)碳酸鈣品種的選擇

  碳酸鈣的特性要求已經(jīng)選擇好，面對(duì)眾多碳酸鈣品種如何選擇？在上述各類碳酸鈣品種中，PVC傾向于選擇輕質(zhì)碳酸鈣，具體的原因如下。

  協(xié)助穩(wěn)定：輕質(zhì)碳酸鈣的PH值高為9-10，而重質(zhì)碳酸鈣的PH值為8-9，因此輕質(zhì)碳酸鈣的堿性更強(qiáng)，可以大量吸收PVC分解產(chǎn)生的HCL，輔助熱穩(wěn)定劑起到熱穩(wěn)定作用。

  粒度優(yōu)勢：輕質(zhì)碳酸鈣的自身粒度比較細(xì)，一般輕松可以達(dá)到2500目作用，這類粒度正是PVC需要的，可以滿足PVC管材和型材的性能需要。而重質(zhì)碳酸鈣只是最近10年才可以達(dá)到這個(gè)粒度，因?yàn)槭褂昧?xí)慣在逐漸選擇重質(zhì)碳酸鈣。

  消除色光：PVC制品一般含有黃色色光，而輕質(zhì)碳碳酸鈣含有藍(lán)色色光，加入正好可以消除黃色色光。

  改善韌性：輕質(zhì)碳酸鈣對(duì)PVC制品的沖擊強(qiáng)度改性有利，而重質(zhì)碳酸鈣對(duì)拉伸強(qiáng)度的貢獻(xiàn)突出。

  但是目前因?yàn)橹刭|(zhì)碳酸鈣的粒度已經(jīng)可以達(dá)到納米級(jí)別，PVC選擇重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣都可以，考慮到兩種碳酸鈣在改性貢獻(xiàn)的測重點(diǎn)不同，往往選擇兩種復(fù)合使用最好，一般選擇大方解石重質(zhì)碳酸鈣/輕質(zhì)碳酸鈣3/1比例，可以兼顧PVC的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。

  對(duì)于重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣而言，在配方設(shè)計(jì)上稍有不同。對(duì)于選用輕質(zhì)碳酸鈣的PVC配方：輕質(zhì)碳酸鈣可以促進(jìn)PVC的熱穩(wěn)定性，因此配方可以相應(yīng)減少穩(wěn)定劑含量；輕質(zhì)碳酸鈣對(duì)沖擊強(qiáng)度有利，可以相應(yīng)減少增韌劑用量；輕質(zhì)碳酸鈣的吸油值比較高，需要相應(yīng)增加小分子助劑如偶聯(lián)劑、潤滑劑、分散劑的用量。對(duì)于選擇重質(zhì)碳酸鈣的配方，正好相反。

  2、碳酸鈣特性的選擇

  1）碳酸鈣的尺寸：碳酸鈣粒徑大小與發(fā)泡劑匹配時(shí)就可以起到成核劑的作用，對(duì)于發(fā)泡會(huì)起到正面作用，具體合適的尺寸為小于5μm、大于不團(tuán)聚的尺寸1.5μm。如果無機(jī)粉體的粒度大于10μm，或者太細(xì)導(dǎo)致自身團(tuán)聚起不到成核劑作用，對(duì)于發(fā)泡就有一定負(fù)面影響。本人建議選擇3000目（4μm）碳酸鈣，這個(gè)尺寸既可以保證尺寸不大于5μm、又可以保證不團(tuán)聚。

  2）碳酸鈣加入量：適宜的碳酸鈣加入量可以促進(jìn)發(fā)泡質(zhì)量，一般建議最佳填充量為10%-20%。碳酸鈣加入量太低，熔體中形成不了足夠的的成核點(diǎn)，造成發(fā)泡倍率偏低；碳酸鈣加入量太高，是可以形成很多成核點(diǎn)，但是填充過大熔體強(qiáng)大太低，導(dǎo)致過多破泡，也同樣降低發(fā)泡倍率。

  3）碳酸鈣分散性：如果無機(jī)粉體在樹脂中分散很均勻，就可以保證沒有團(tuán)聚現(xiàn)象出現(xiàn)，保證碳酸鈣尺寸在5μm尺寸就可以稱為成核劑，就不影響發(fā)泡成型。保證碳酸鈣分散性的方法為碳酸鈣表面處理，如果無機(jī)粉體表面處理的徹底，完全改變了原來的親水性為親油性，就可以不影響發(fā)泡成型。具體表面處理方式可以采用雙親處理方式，即用鋁酸酯偶聯(lián)劑/多元醇表面活性劑雙重處理，或者選擇鋁鈦酸酯偶聯(lián)劑處理。保證碳酸鈣分散性的辦法一個(gè)是尺寸合適，另一個(gè)就是表面偶聯(lián)劑包覆處理。如果碳酸鈣表面包覆處理的不徹底，就會(huì)造成分散不均勻，導(dǎo)致細(xì)粉體團(tuán)聚成較大的顆粒，由于碳酸鈣的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樹脂，從而在熔體中開始吸收熱量形成局部過熱點(diǎn)，降低了過熱點(diǎn)附近熔體的強(qiáng)度。發(fā)泡劑過早分解，導(dǎo)致制品還未到達(dá)冷卻區(qū)域提前發(fā)泡，造成制品表面未結(jié)皮或者結(jié)皮不良。

  4）碳酸鈣含水量：如果無機(jī)粉體的含水量小于0.5%，填充基本不影響發(fā)泡成型。

  結(jié)論：選擇3000目左右的碳酸鈣，加入量控制在10%-20%，保證在PVC中分散均勻，就算碳酸鈣使用得當(dāng)，就可以促進(jìn)PVC發(fā)泡質(zhì)量提高。