不少鞋材生产厂家调试低温发泡剂的时候,经常碰到泡孔不均匀,表面塌陷或者闭孔率偏高的情况,最后整批鞋底密度超范围,回弹率不达标,严重的时候整批直接报废,一般来说大家第一反应都会怀疑是发泡剂本身的热分解特性出了问题,往往就忽略了分散状态和工艺窗口的匹配度,才是这类问题的核心突破口。鞋材的轻量化和回弹性能,很大程度上就取决于发泡工序的稳定性,我们也不堆砌没用的参数,就从OBSH低温发泡剂在实际鞋材配方里的工作逻辑出发,拆解大家平时最常碰到的几类故障点,给正在调试配方或者处理品质异常的工程师,提供一条清晰的排查路径。

鞋材中常用的OBSH也就是4,4’-氧代双苯磺酰肼发泡剂,分解温度通常在150-160℃范围内,属于化学发泡剂里分解温度偏低的品类,很适合跟EPDM、SBR、NBR这类橡胶体系,在常规硫化温度下协同发泡,它的分解产物主要是氮气和水蒸气,泡孔以开孔结构为主,也能帮助提升鞋材的柔软度和回弹缓冲特性。行业里现在普遍有个误解,觉得只要发泡剂的分解温度和橡胶的硫化温度落在同一个区间,产品品质自然就能稳定下来,事实上鞋材发泡是个涉及发泡剂粒径分布,混炼分散程度,硫化速率与发泡速率同步性的多变量过程,要是只盯着分解温度看,完全忽略发泡剂在胶料里的微观分布状态,就很容易出现局部欠硫,气泡合并塌陷或者闭孔率波动的问题,所以一份严谨的杜巴低温发泡剂使用说明,本来就不该只停留在“加热到XX度即可分解”的层面,而是要结合具体的混炼工艺和硫化条件来做综合评估。

粉体发泡剂在橡胶混炼的时候,很容易出现团聚的情况,当发泡剂颗粒团在胶料里形成大粒径的二次团聚体,分解出来的气体就会集中在局部位置,泡孔壁根本扛不住局部的高压,很容易发生并泡或者塌陷,尤其是鞋材配方里经常填大量补强剂或者软化剂,整个体系粘度大,剪切也不均匀,要是混炼时间或者工艺不到位,粉体状的低温发泡剂很难被完全打散,为了解决这个痛点,预分散母胶粒形态的发泡剂现在慢慢成了主流,发泡剂预先和载体树脂,分散剂在低温下造粒,以细小颗粒的形式分散在母胶粒里,等母胶粒投放到混炼胶中,借助机械剪切力就更容易实现亚微米级的一次性分散,后续硫化阶段就能形成均匀细密的泡孔网络。从配方调试的角度来看,要是现在用的粉体体系一直达不到理想的泡孔形态,完全可以考虑把OBSH发泡剂以预分散母胶粒的形式引入,这种形态上的改变,往往比单纯调整发泡剂用量或者活性剂配比要更直接,为了从根本上规避这类问题,杜巴化学在提供OBSH低温发泡剂的时候,也会根据鞋材厂的实际混炼设备和原料粘度,给出粉体与母胶粒两种可选形态的技术建议。

鞋材通常用的是模压硫化或者注射硫化工艺,硫化剂的活化,硫化交联的发生和发泡剂的分解是同步推进的,三者之间最理想的匹配状态就是,硫化体系先建立起一定的交联网络强度,给后续要产生的气泡提供足够的壁面支撑,之后发泡剂再分解,气体逐步膨胀,要是硫化速率太慢,交联网络建立得太迟缓,发泡剂过早分解出来的大量气体,就会导致泡孔壁过薄,提前破裂,最后造成产品塌陷或者表面粗糙,反过来要是硫化速率太快,表层已经深度交联,内部的气体没法顺利逸出或者膨胀,又会引起闭孔率剧增,导致鞋底硬度过高,回弹不足,针对这个问题,杜巴低温发泡剂的使用说明里会重点强调,配方开发阶段,一定要同步评估促进剂和硫化剂的配比,确保硫化仪测试的ts2也就是焦烧时间,和tc90也就是正硫化时间,和发泡剂的分解温度-时间曲线完全匹配,要是发现闭孔率偏高,可以试着适度延迟硫化,降低硫化温度或者增加发泡活化助剂的用量,要是泡孔塌陷,就去检查是不是硫化启动太晚,或者发泡剂分散不佳导致局部气泡过早合并。

鞋材低温发泡剂泡孔塌陷闭孔率高?排查分散性和工艺窗口-1

哪怕配方设计得完全合理,实际生产里的工艺波动也有可能毁掉所有前期工作,鞋材在模压或者注射的时候的实际温度,受模具结构,料流剪切生热,硫化机温控精度等好多因素影响,往往和设定值存在不小的偏差,低温发泡剂本身对温度的敏感性就比较高,温度波动±5℃,就能引起泡孔密度的显著变化,所以在制定工艺规程的时候,不能只参考理论分解温度,得通过实际的温度探针或者红外测温,确认胶料在模具内的真实受热曲线,同时还要严格控制开模时间,留够足够的时间让气泡充分膨胀并定型,但又不能长时间处在高温环境里,避免泡孔壁直接破裂,一般来说建议技术部门为每一批次的料建立工艺窗口容差范围,记录下能稳定生产合格鞋材的实际温度上下限和对应的时间区间,要是出现批次之间的泡孔波动,优先排查温控系统的稳定性,还有操作人员有没有严格遵循既定的窗口参数。

低温发泡剂在鞋材里的应用效果,本来就不是单一因素能决定的,碰到泡孔塌陷或者闭孔率波动的情况,先去检查混炼工艺是不是充分,考虑切换成预分散母胶粒,再用硫化仪评估硫化和发泡速率的匹配度,现场实测模具内的实际温度曲线,修订对应的工艺参数,要是经过这些排查还是没法稳定改善,可能就需要重新评估发泡剂和硫化体系的选型,或者去审视配方里软化剂,填料的种类对发泡剂分散性的影响,杜巴化学可以根据您的实际需求,提供配方改性与工艺改进的全流程技术支持。

鞋材低温发泡剂泡孔塌陷闭孔率高?排查分散性和工艺窗口-2