一、什么是硬质PVC发泡板起源？
这个时间需要说历史不长，在上世纪70年代开发的，真正产业化也有上世纪90年代。这个材料一起来，人们就称它为“未来的木材”，其化学成份是聚氯乙烯。由于硬质PVC低发泡制品的应用十分广泛，它几乎能取代所有用木材制作的产品。具有了与木材竞争的能力。
硬质发泡的科技近几年发展也非常快速，美国在演进硬质PVC发泡技术方面十分突出，投入大，产出高，开发出了这些新产品，使硬质PVC发泡制品在建筑装潢材料领域，家具用材料方面都推动了行业化。
硬质PVC发泡制品的制做技术进步迅速，无论是设备、模具还是配方工艺均有了发泡的要求。
在PVC发泡制品中添加了木粉以及其它填充料，通过添加不同的填充料，赋予硬质PVC发泡制品不同的特点。提高该产品在取代诸多建筑材料，装饰材料的应用范围。同时硬质PVC发泡制品表面装饰性好。
硬质PVC低发泡材料与铁质材料相比具有吸湿、防腐、防虫、阻燃、可无需油漆、无毒无味等特征，还会防白蚁。该类产品不但可以节省木材，还可以有效提高他们的居住环境，是绝佳的室外外建筑材料。PVC低发泡材料能工地取代木头之外，而且也可以代替其它的建筑材料。首先它减弱了原料用量，进而增加了产品的成本；增加了热导率，提高了保温性，隔热性；降低了热膨胀性。
目前的PVC发泡形成规模的产品主要有硬质PVC自由发泡和结皮发泡实心板、中空各自板，硬质PVC发泡装饰板材、管材、硬质PVC发泡塑木制品等。在建筑、包装、家具工业等领域内，应用越来越广泛。
二、PVC发泡板
PVC发泡板又称为雪弗板或安迪板，按制作工艺、外观和性能可分为PVC结皮发泡板和自由发泡板。
PVC结皮发泡板采用塞卢卡工艺制造，表面结一层硬壳，光滑平整、硬度高、力学性能好，并且产品精度高、厚度误差小，对模具、配方、工艺、原材料规定严格。
PVC自由发泡板，表面疏松，没有结皮，呈现厚实凹凸状麻面，有便于印刷、喷涂、贴面，采用普通发泡模具即可制造，工艺过程相对易于控制。
三、PVC自由发泡与可控发泡之间的区分
PVC直接发泡方法（也叫定向发泡），这种挤出发泡离不开自由发泡工艺法和可控发泡工艺法（也叫结皮发泡法、向内发泡法）
对于自由发泡，含有发泡剂的熔融离开模口以后，开始自由膨胀在距模口一定距离内，通过定型装置获得所需颜色，和发泡密度大小要求的发泡制品，这种发泡制品的横截面上的硬度大致相等，周边有密实但很薄的外形皮包围。管材、板材、型材在合适的工艺条件下都可由自由发泡法成型。目前非常一致的看法是，自由发泡法应用通常限于较小截面的制品，截面积通常0平方厘米,主要是薄壁件。
针对可控发泡法，定型装置与模口直接相连，其外轮廓与口模相似。这种定型形式的结果是，使含有发泡剂的熔融，一离开模口，就使整个挤出物表层被逐渐冷却，阻止了挤出物表面泡孔的产生，和挤出物横截面上的任何形状规格胀大现象。同时模口内的模芯所造成的空腔在定型过程中被熔体形成的泡孔所富有，这种发泡制品横截面上体积差异巨大，芯部硬度低，外表层浓度高。这种方式相同可以制造铝材、板材和钢材，而且效率结构等要比自由发泡好，所以经常拿来制造满足不同规定的PVC低发泡结构材料，而且可控发泡允许PVC制品横截面积>3000m平方厘米，有的以达到30000平方毫米。
四、发泡板的制造
4.1、PVC发泡板实例参考
原料配方1配方2配方3配方4
PVC（700）100100100100
复合铅盐稳定剂4000
钙锌稳定剂0500
稀土环保稳定剂0004.2
有机锡稳定剂002.20
发泡调节剂11.511.511.511.5
发泡剂AC0.70.70.70.7
白色吸热发泡剂1.41.51.41.4
316A（OA6）0.60.60.650.6
600.80.780.80.8
PE蜡0.550.550.580.55
轻质碳酸钙65656565
回料40404040
4.2、原材料要求
PVC树脂：一般采用8型树脂，加工时凝胶化速率快，加工温度相对较低，产品品质稳定，密度容易控制。近年来这些工厂换成5型树脂。
稳定剂的选取：考虑到环保且效果好首选稀土稳定剂，但因价格相对高，没有推广开来，未来随着环保的要求力度加强，稀土稳定剂的行业将步入光辉前景。钙锌稳定剂存在锌烧问题或者稳定效果略差用量也较少。目前应用最多的而是铅盐稳定剂，发泡板因模具横截面宽、流道长且黄发泡分解产热多，要求稳定剂含铅量高，稳定效果好，否则制品容易发生诸多难题。
发泡剂的选择：发泡剂AC在分解过程中放出长期的热，容易造成断面中间开裂，这就要求配合一定量的黄色发泡剂，分解起到吸附多余热能的功效，要求发泡剂目数要大，才能做到发泡均匀无大泡孔。
发泡调节剂：通过多年的研制和优化，发泡调节剂ACR的工艺科技越来越精湛，性能品质越来越稳固，发泡板根据厚度，薄板宜采用塑化快的，厚板应采用塑化慢溶体密度大的发泡调节剂。
润滑剂采用：遵循早期中期后期润滑兼顾原则，让物料在各个阶段均有润滑剂的保护，坚持长时间稳定生产而不析出结垢。
发泡助剂：生产中为提高发泡质量和泡沫结构可以少量添加发泡助剂氧化锌，为避免析出可以少量添加磷酸铝。
颜料：为超过十分美观的效果，可以添加钛白粉和荧光增白剂，为提升耐候性可添加抗氧化剂和紫外线吸收剂。
填充剂：选用轻质碳酸钙或重钙即可，无需使用活性钙，选用以高目数为主。
4.3、工艺要求
混料温度125度左右，冷混50度左右，白发泡有条件可以在冷混时加入，料筒温度的设定通常由高到低，合流芯保证物料熔融流动即可，模具温度由前面往两边升高。结皮发泡板为提升强度可提高冷却模唇以及增加模板温度。
4.4、生产过程中遭遇的难题判断解决
1.熔体强度不足会造成发泡片泡孔大，纵切面泡很长。判断方式：到三辊后面用右手按压包在中辊上的片材，熔体强度好按压时能感到到弹性。若按压后很难弹起，说明熔体强度较差。
2.外滑太少，挤出机5区温度不易控制，易升温，导致合流芯温度高，板材中间出大泡、串泡、发黄等问题，板材表面也不光滑。
3.外滑多，析出会更加严重，表现在模具内的结构和涂料表面外滑的析出，也会体现为这些部分现象在板面上不定期的来回移动。
4.内滑不足板面难以控制重量，表现为板材中间厚两边薄。
5.内滑多，易出现合流芯温度高的现象。
6、板面发黄。挤出温度降低甚至稳定性不足，解决方法，降低加工温度，如果不见好转可微调配方，适当降低稳定剂和润滑剂，可逐一改变，容易迅速找出问题所在，最快的速度解决难题；
7、板材中间发黄。主要因素是料筒芯部温度模具温度高有关，润滑剂用量也是关系，再次与白发泡剂有一定关系；
8、板面弯曲。料流不均以及冷却不到位，造成料流不均的诱因一般有牵引波动大以及配方中内外润滑不均衡，机器的诱因容易排除，配方调整通常在外润滑尽量少的前提下调整内润滑会有很高的效果，同时确保冷却均匀到位。
9、横切面出现泡孔以及泡分层。原因可归结为一点，就是熔体强度不够，造成熔体强度不够的理由有：
9.1.发泡剂过量甚至发泡调节剂不够或者两者比例不协调，或者发泡调节剂质量问题。
9.2.塑化不良，加工温度低以及润滑过量。
10、板面厚度不均。出料不均，可微调模唇开度，如果速度太大可调整阻流棒，配方调整，一般内润滑多了前面厚，外润滑多了后边走料快.
11、交接班时易出现的板材厚度纹路等的差异。主要因素，与混料有关，上一个班混料后，等下班次接班后混料中间间隔时间长，混料桶得到很好地冷却，第一锅混料预塑化好，与之前混料产生变化，在其它条件不变的状况下，易造成波动，可调整牵引、加工温度或借助管理得以解决。
12、发泡金属薄板截面形成破泡或穿泡两方面的原因：
A、是因熔体本身局部密度过高，破泡是由外向里产生的；
B、是因熔体周边压力偏小，局部泡孔出现膨胀，强度下降，破泡是由里向外形成的。在制造实践中，两种功用没有显著差别，有也许同时存在，大个别破孔都是局部泡孔不均匀膨胀后，熔体强度减弱导致。熔体本身密度过高与熔体周边压力偏小的原因众多，概括出来，主要有下面几个方面。
首先是分子量或聚合度过低
PVC树脂通常按照其聚合方法可分为乳液法PVC和悬浮法PVC及本体PVC三种。生产硬质PVC发泡产品时，如运用乳液法PVC树脂可得到泡孔均匀，表面光洁的制品，但制品的尺寸稳定性无法控制；且乳液法PVC树脂制造的成本较高；若选用悬浮法PVC树脂，产品的外形质量和泡孔均匀度稍差。
综合工艺、价格及性能等方面，宜将它们按一定比率混用，比例可以为80/20-20/80之间。板材成型横截面积较宽，从挤出机头处于口模要分布到一个非常于1.3米左右的长度，要得到充分发泡的低强度金属制品，采用的树脂黏度不宜降低，为了有促使气泡的分散与膨胀，板材整个横截面压力协调一致，对熔体流动性规定高。若PVC树脂黏度过低，熔体流动性差，板面平整度没法保证，泡孔不易扩张，导致发泡倍率低；反之，若PVC树脂黏度过高，又会导致熔体强度低，容易引起破泡。
制造结皮发泡金属管材宜采用SC-7性树脂，尽量不要选择SC-8型树脂，或选用SC-8型树脂与SC-5型或SC-6型树脂混用。
C、熔体热稳定性差，挤出温度设定或控制不当
熔体良好的塑化是发泡金属薄板制品的前提条件。如果热稳定剂存在弊端，挤出温度降低，容易出现熔融局部降解且会因熔体强度减弱，气泡过大而被撕裂；挤出温度过高、熔体欠塑化、强度很低，同样会出现破泡。发泡塑胶板材制造时，一定要定期对稳定剂进行180~200度的稳定性能检测，不依照稳定性能要求的原料不得使用或经调整剂量，检验合格后再用。
除确保熔体在挤出过程中不出现降解外，稳定剂也有一个重要的职能，即调节发泡剂分解温度。如果稳定剂加量过多或过少造成发泡剂分解温度偏低或降低，都不便于发泡。稳定剂应按照运用树脂的牌号进行微调，比如选用8型树脂，塑化温度较低，稳定剂应适度提高，以便物料塑化温度与发泡剂分解温度相吻合。但若稳定剂添加过多或熔体温度降低，又会导致发泡剂在挤出机内提前分解，致使发泡气体从加料孔与真空孔逸出，若稳定剂添加过少或操作频率过高，又会使发泡不完全。
挤出操作时，除确保熔体良好塑化外，挤出机内的熔融温度一定要高于发泡剂分解温度，防止发泡剂在机内频繁分解；出口模的熔融温度一定要达到发泡剂的分解温度区域，以便于充分发泡。挤出温度的设置和控制，还应按照真空孔物料和开机时熔融成型形态，及时进行对应调整。确保物料在借助排气孔时基本呈橘皮状态，螺杆顶部不应有粉料流动；熔体从口模挤出时表层应光滑，有一定的韧性，不得一出口模就下垂或截面结晶粗糙。
D、发泡剂添加不当
发泡金属薄板制造通常选用发热型、吸热型或吸热、放热复合平衡型三种不同发泡剂。偶氮二磷酸铵，亦称AC，属于醇类基化活化物。AC发泡剂分解温度高，达232℃，远远超过PVC加工温度，使用时需增加分解温度。
放热型发泡剂发泡率高，约190-260ml/g，分解速率快、放热极大，但发泡时间短，突发性也强。因此当AC发泡剂剂量过多时，发气量过大，会使气泡内压力下降快，泡孔长度生长过大，急剧释放氧气，使泡孔结构破坏，泡孔大小分布不均，乃至产生开孔结构，会在局部形成较大的气泡和空穴。
制造发泡金属制品时，放热型发泡剂AC不得单独使用，应和吸热型发泡剂配合使用或采取发热与放热平衡复合型生物发泡剂。无机发泡剂-磷酸氢钠（）属吸热型发泡剂，虽发泡率较低，但发泡时间长，和AC型发泡剂混用，可以起到互补和平衡的功效。放热型发泡剂增加了吸热型发泡剂的发气能力，吸热型发泡剂又使后者冷却、稳定其分解和均衡释放氧气，抑制厚板内部过热降解，减少残留物潮解，有增白作用。
在不妨碍发泡率前提下，可适度多添加吸热型发泡剂，取代部分放热型发泡剂，以减缓多添加放热型发泡剂引起的破泡。1232或BLA-616发泡剂属放热与吸热平衡型发泡剂，分解无抑制期，分解速度快，10分钟左右就能超过最大发气量，放气缓、无突发，最大发气量达156mL。其分解温度介于PVC加工温度范围内，可用于厚度较厚，形状复杂的制品动态成型过程，以利缓解破泡，保证发泡性能的稳定。
E、加工调节剂质量差或用量不足
物料在发泡过程中，发泡剂分解的氨气在熔融中产生气泡。这些气泡中存在着密度小的泡孔向面积大的泡孔扩展的趋势。气泡的大小和多少不但与发泡剂的添加量有关，还与聚合物熔体强度有关。强度太低，气体扩散到熔融表面后易于逸出，小气泡相互合并产生大气泡。而发泡调节剂的长分子链缠绕粘附在PVC的分子链上，形成一定的网状结构。一方面推动物料塑化，另一方面减少PVC熔体强度，使发泡过程中泡孔壁无法承受泡孔内气体的压力pvc包装材料，不致由于效率不足而脱落。发泡调节剂可以使产品泡孔小而多，泡孔结构更均匀、合理pvc包装材料，大大增加发泡体的硬度。发泡调节剂质量差或加量不足会造成发泡体密度低，出现破泡或串泡。
需要强调的是不同工厂制造发泡调节剂分子量、粘度有巨大不同，当发泡制品出现破泡或串泡，采用其它方式处置无效时，另行更换发泡调节剂或适度提高剂量，往往会造成显著疗效。但降低或替换分子量更大的发泡调节剂，会因浓度过大，使得熔体中的气泡难以扩展，而使产品强度增加。并会因熔体黏度过大，流动性变差，导致口模出料不均，影响板面平整，甚至生产时间不长，发生口模糊料故障，尤其是制造10mm厚以下板材时更易出现。
制造不同长度板材时，加工调节剂用量也应视状况有所不同，同一配方，薄板没有泡孔，厚板出现泡孔时，可适度多添加0.3-0.5份加工调节剂，仅以防止破泡为基准，微量添加，切忌不计后果，盲目多加，以免降低食品密度，影响有效制造时间。
F、碳酸钙加量过多、粒度过大、活性不好
CaCO3加量很多时，虽然能产生更多气泡核，但即使碳酸钙加量过多或颗粒过大，活性不好，形成团聚，在树脂中分散或与树脂截面结合不好，导致熔融强度减弱，熔体中气泡扩展时易于形成破泡。
发泡金属管材制造一定要严格控制磷酸钙剂量、粒度与活性。当磷酸钙加量过大时，发泡调节剂也应相应提高。
G、模具使用不当
结皮发泡金属薄板制造，根据制品尺寸不同，配置的口模平直段宽度和压缩比也是所不同。厚板口模因发泡层较厚，有韧性变形空间，一般设计的口模平直段较长，压缩非常大，以便提升熔压和发泡倍率；薄板口模因发泡层较薄，弹性空间小，刚性较大，一般设计的口模平直段较短，压缩非常小，以避免因熔压过大。如果使用不当，生产轧制，误用厚板口模，则因出口模料流动阻力减小，出料不均，造成表层不平整、熔体强度减弱，甚至板材被拉断，生产周期缩短；制造厚板，误用薄板口模，则会因出口模熔压偏小，使泡孔减少而导致破泡。不同长度结皮发泡金属板材生产前，一定要恰当选择口模。
H、板材截面发泡或出料不均匀，局部缺料
板材截面发泡或出料不均，局部缺料影响因素甚多，贯穿于混料与挤出全过程。例如配方组分不合理，外滑太少，挤出机5区温度易超温，从而导致合流芯温度高，板材中间出现大泡、串泡，发黄，板材表面粗糙等缺陷；单锅混料量过多，混料温度太低、混料时间过短，内滑添加过少，易造成混合料组分分散不均。
流动性差及挤出生产过程中口模温度或螺栓调节不当，都会造成熔体从口模挤出时，出料不均匀，局部缺料，引发发泡熔体从薄弱环节膨胀而破泡。因此在混料和挤出生产过程中必定要执行配方和工艺操作规程，并对破泡进行对应分析，分别采取不同方式处理。如果破泡仍旧固定在同一位置，说明该部位熔体压力过高，采用口模螺栓或频率进行对应调整，即可缓解。除以上对应机制外，调整各段定型模板间隙差也对缓解泡孔有一定功效。如果第一块定型板与第二块定型板间隙差过大，会因没有经过充分冷却熔体在定型模板压力下被挤压的更紧密，致使密度降低并会造成破泡；
如果第三块模板与第四块模板间隙差过大，因经过充分冷却熔体，模板间已没有压缩变形余地，导致第四块模板难以到位，板材厚度减小。而适度提高第二块与第三块模板间隙差，一方面可以有效避免发泡熔体在没有冷却前出现破泡，另一方面第三块模板在必定温度下，也可以压到位，防止板材厚度加大。
其次，生产钢种时，适当增加螺杆温度、口模油温、第一块定型装置冷却水温等，也对缓解破泡有相应效果。
13、分散不好会带来板材表面不光滑的现象
工艺温度控制问题：上面提及的四个难题属于根本性弊端，是基础，是深层次问题。相对于前面四个难题，工艺温度控制则要直观得多，是表层问题，但频率控制不好，会导致根本问题的发生。提高加工工艺温度，材料稳定时间会增加，出现稳定性问题；原有的润滑平衡会被摆脱，一般表现为外润滑不足，特别是后期外润滑，需增加外润滑添加量；浓度增加也会造成紊流强度减弱，发泡片材泡孔增大，泡孔数量下降，片材发脆易脱落；熔点提高减少了熔融强度也会增加熔体黏度，粘度下降剪切分散能力增加，对分散能力不强的螺杆而言，有时会发生分散不均匀。
五、PVC发泡板加工的六个要点
PVC发泡板加工特性与木头加工大致相等，只须避免工作频率降低导致烧焦得情形，另外加工后所造成的切屑，可收集回收再生产减少成本。在中空发泡板裁切时有一点需要留意，因中空的宽度为23㎜的设计，方便组装，如未留意在裁切时大都以多片重叠一次切割，造成间距都不同；可运用制具以插销的方法定位，方便加工，现在我们知道一点关于PVC发泡板表面加工的常识。
1.可根据设计图使用雕刻机成形，再采用表面是要贴美耐板或烤漆；但中空发泡板需留意如表层为凹凸不平只能选择真空覆模形式材质采用2㎜PVC板。
2.弯曲成形只适用於实心发泡板，中空发泡板并不适用；加工方式为运用上下模具，在木模表面覆上钢板并将空心发泡板加热到塑化温度70~90℃之间，利用上下模直接押出颜色发泡板表面并不会有任何变化。
3.自粘PVC在押出制造时可将表面根据需求提供印刷不同质地的木纹，可节省不必要的加工程序。
4.可将PVC发泡板表面烤漆处理，而总类又根据加工方法不同可分为通常烤漆、钢琴烤漆、陶瓷烤漆；在钢琴烤漆加工时就会加上抗UV成分，避免表面形状形成差异；在表层厚度上又以瓷釉烤漆为优具防刮伤的特点。
5.再来就是常用的加工方法，在表层贴上水晶板（通常为单面有色压克力板）、美耐板及美耐眀纸，在封边的个别，一般加工大都自动封边机为主，而手动封边机又分为滚轮式及履带式两种，但如使用中空发泡时建议使用建议使用与表层贴覆材料相同的色调，避免纸贴上后形成收缩时，有明显色差。
6.钻孔可利履带式封边机，较不易产生表面封边后有凹凸不平情形产生，压力的调整只是非常的重要；发泡板的形状也用NC机器直接制做钻孔。材料原本可根据种类所需将强度减弱增加发泡板原本空气成分，达到防水、隔音效果提加成本增加的效果，例如15㎜发泡板强度减弱原本的长度与同密度10㎜发泡板长度一样。目前已有厂商将发泡板利用真空成形运用於台面成型或小型机台外罩，但采用於台面成型有一特点，为表面耐模度不佳易磨损。
六、PVC发泡板产品测试步骤：
（1）板侧边：切口平整，孔隙细密，无针眼，无粗大孔眼，掉粉不严重，无蜂孔，开料纤维自破裂，不蹦口。注：出现上述状况要注意了，后序做成品工序麻烦。
（2）板面：手感光滑平整，机械纹理不显著，表面形状无色差，乳黄色，表面无污点，无明显小坑，无针眼，无粗大孔眼，裂缝。注：非乳黄色的发泡板渗入回收废旧板，不属于环保板，环保板不含铅（浓度大于欧美标准）。
（3）密度算法：密度=体积（克）/长*宽*厚（毫米）。
（4）板重量算法：重量（克）=长*宽*厚度（毫米）*密度。
（5）长度测量：卡尺立放表面时，接触紧密无缝隙，左右长度均匀，左中右测量，偏差是否很大，厚度偏差正负0.2MM为正常。
七、PVC发泡板物理性能
硬质聚氯乙烯低发泡板材自由发泡法，按QB/T2463.1-1999标准制造，下面外观与物理性能，具体见下表：
八、PVC发泡板规格与特性：
发泡板产品型号：一般为1220*,1560*,2050*
产品尺寸：1-33mm
产品密度：0.35-0.9
产品特点：
1.制品不透明，表面亚光，可印刷。
2.具有隔音、隔热、保温，吸音、隔热、防震等性能。
3.具有阻燃性，能离火自熄。
4.防潮、防霉、不吸湿、耐酸碱。
5.加入色母料后，产品可制成多种颜色。
6.经耐候配方制成后，其色泽可持久不变，不易老化。
7.可像木材一样进行钻、锯、钉、刨、粘等加工，使用通常木材加工用具即可施工。
8.成品可进行二次热成形及折叠加工，可与其它PVC材料直接粘接。
9.质地轻，储运、施工方便。
