平时橡胶密封条挤出生产的时候,不少厂家都碰到过泡孔大小不均、表面起皮或者制品尺寸收缩的问题,很多人第一反应就直接换OBSH发泡剂的牌号,其实大概率不是OBSH发泡剂本身失效了,问题大多出在它的分解行为和胶料硫化、挤出工艺没对上节奏,一般来说温度、时间、剪切这三个工艺变量,是直接影响最终发泡效果的核心因素,捋清楚这几个点的排查方向,能少走很多盲目试错的弯路。

OBSH发泡剂的化学名是4,4'-氧代双苯磺酰肼,属于有机分解型的发泡剂,受热之后会释放出氮气,在橡胶基体里面形成我们需要的泡孔,它的分解温度范围相对是比较固定的,实际出来的发泡效果也不是单看分解温度就能决定的,核心还是要看分解产气的速率和胶料硫化速率之间的配合度,要是发泡剂分解得太快,气体在橡胶交联结构还没建立起来的时候就跑掉了,泡孔很容易出现并孔或者直接破裂的情况,要是分解速度太慢,气体释放的节奏滞后于硫化进度,泡孔又没法充分膨胀开,搞懂这个底层逻辑,后续调整工艺窗口的时候方向就不会偏。

很多人以为只要温度到了OBSH的分解温度就万事大吉,其实不是的,炮筒温度、机头温度还有硫化段温度,对OBSH发泡剂的影响各有不同,炮筒和机头的温度,主要影响的是发泡剂提前分解的程度,温度偏高的话,发泡剂在模具里面就已经大量产气了,等挤出物离开口模之后气体直接逸散,表面就会形成粗糙的皮膜,温度偏低的话,发泡剂没来得及充分分解,进到硫化段之后产气和交联的节奏直接错乱,泡孔密度就会往下掉,硫化段的温度,决定的是气体膨胀和橡胶交联的同步性,要是硫化温度太高,交联先于气体膨胀完成,泡孔直接被锁死,没法正常长大,要是硫化温度不够,橡胶强度建立得很慢,气体很容易冲破泡孔壁,最后形成开孔结构,密封条这类挤出制品的生产过程中,建议先确认胶料的实测温度和硫化段温度计的显示值是不是能对上,优先排除测温偏差导致的假性窗口偏移问题。

OBSH发泡剂在密封条挤出中泡孔不均,先查这三个工艺窗口-1

挤出口模之后的发泡过程,本质上是在极短时间内完成的动态平衡状态,这个平衡会受两个关键时间节点的影响,一个是发泡剂开始大量产气的时刻,另一个是胶料硫化程度刚好能固定住泡孔结构的时刻,挤出线速度越快,胶料在硫化段停留的时间就越短,留给泡孔膨大的时间也会相应变少,泡孔的平均尺寸就偏小,表皮层也会跟着增厚,线速度已经固定的前提下,就要反过来核对硫化段有没有提供足够的热历程,密封条的截面厚薄差异本来就大,薄壁部位和厚壁部位的热历史不一样,也会直接反映成泡孔均匀度的差异,口模压力这块的影响也不小,OBSH发泡剂在压力比较高的区域分解会受到抑制,离开口模之后压力骤降,气体就会迅速膨胀开,口模压力波动大的时候,泡孔结构的一致性也会跟着变差,碰到泡孔不均的情况,建议记录同一批次在不同线速度下的泡孔断面照片,比单纯调发泡剂的用量要更容易定位到出问题的环节。

一般来说温度和时间都属于发泡过程的外因,OBSH发泡剂在胶料里的分散状态才是内因,传统的粉体OBSH在密炼或者开炼的时候要是混炼不充分,很容易出现局部团聚的情况,团聚的地方发泡剂浓度偏高,分解产气就会集中在这一块,最后形成大泡或者空腔,周围区域的发泡剂又不够,泡孔就会显得很稀疏,密封条这类截面尺寸偏小、表面要求高的制品,分散层面的问题很容易被放大,粉体发泡剂的粒径分布、和胶料的润湿性、混炼时间还有加料顺序,都会影响到最终的分散效果,要是现有混炼工艺的调整空间不大,也可以考虑用预分散母胶粒形态的OBSH发泡剂,母胶粒是通过载体预分散好的,能减少现场称量还有混炼环节的变量,对稳定泡孔结构有帮助,具体适不适合自家的产线,还要结合现有的混炼设备和胶料体系去做评估。

OBSH发泡剂在密封条挤出中泡孔不均,先查这三个工艺窗口-2

碰到泡孔异常的问题,不用急着换原料,先核对温度监测点的位置和实际胶料温度,把测温偏差的可能性先排除掉,再记录好挤出线速度和硫化段长度,算一下实际的热历程是不是达标,接着观察口模压力稳不稳定,检查机头和口模的阻力是不是一致,再取混炼胶的断面看看发泡剂分散有没有白点或者团聚的痕迹,这些步骤都确认完之后,再考虑要不要更换发泡剂牌号或者调整用量,先把所有工艺变量的问题都排除掉,再把问题收敛到助剂选型的层面,很多时候泡孔出问题都不是发泡剂本身达不到指标,只是工艺窗口的匹配度不够精准而已,要是需要结合具体的配方、工艺要求和性能目标评估对应的方案,直接联系杜巴化学的技术团队进一步沟通就可以。

OBSH发泡剂在密封条挤出中泡孔不均,先查这三个工艺窗口-3