一般来说,鞋材、电线电缆料这类发泡制品的生产环节里,泡孔大小不均,密度来回波动,闭孔率达不到要求,都是很常见的质量难题,很多工厂碰到这类情况第一反应就是换发泡剂型号,或是调整发泡剂的添加用量,其实不少时候问题根源不在这,是发泡剂能不能均匀分散开,还有发泡剂的分解温度有没有和胶料的硫化曲线匹配上,我们就从这两个点出发,给大家捋清楚排查的思路和后续优化的方向。

发泡剂在胶料里没散开的话,很容易出现局部聚集,或是残留大颗粒的情况,硫化加工的时候,聚集区域的发泡剂会大量分解,生成体积很大的气泡,分散得稀疏的区域又缺足够的成核点,出来的泡孔就偏粗,整体分布也不均匀,这种情况下,哪怕发泡剂本身的分解速率和产气量都符合标准,最终出来的泡孔质量也很难稳定下来。大家要排查分散问题的话,可以先看混炼后的胶片,如果胶片表面能看到发泡剂颗粒带来的白色或是浅色斑点,就说明分散效果没达标,也可以把硫化完成的发泡体切开来观察,要是大泡、串泡都集中在同一个方位,基本就能指向混炼环节不均匀,另外也可以做同批次不同位置的密度测试,要是取样得到的密度差值超过5%,就优先去排查分散性相关的问题。

粉体发泡剂的话,通常情况下可以通过延长混炼时间,适当提高辊温,分批投料的这类工艺手段去优化,不过最终效果大多要依赖操作人员的经验,用预分散母胶粒的话,就是发泡剂被提前包裹在载体树脂里,做成颗粒状的形态,是能降低分散风险的有效方式,这类颗粒在混炼的时候更容易被剪切破开,均匀铺散到胶料里面。杜巴化学提供的OBSH发泡剂还有对应的发泡剂预分散母胶粒,都经过了严格的分散性测试,能适配不同混炼设备对助剂形态的要求。

发泡剂泡孔不均?从分散性和工艺匹配度找原因-1

发泡剂能不能刚好在硫化的时间段里完成分解,是决定起发质量的第二个核心点,不同品类的发泡剂都有固定的分解温度区间,大家常用的OBSH发泡剂,一般就在150-200℃的范围内分解,要是胶料的硫化温度比发泡剂的分解起点还低,胶料已经完全硫化定型了,发泡剂还没发生反应,泡孔根本起不来,要是硫化温度设置得太高,发泡剂刚放进去就剧烈分解,泡壁承受不住瞬间的压力就会破掉,最后形成开孔结构。大家可以把发泡剂的分解温度范围,和胶料T90也就是正硫化时间对应的温度做成叠加图,看两者的重合区间够不够宽,也可以做不同温度点的模压实验,比如分别在160℃、175℃、190℃的条件下试模,观测泡孔密度和闭孔率的变化情况,还要留意时间参数的影响,要是硫化速度太快,发泡剂来不及完全分散和分解,就可以适当延长焦烧期,或是增加保温时长。

除了发泡剂本身之外,配方里添加的活性剂比如活性氧化锌,它的用量和活性高低也会间接影响最终的发泡效果,活性氧化锌不光能起到促进硫化的作用,还能调节胶料的塑性和粘度,要是胶料在发泡窗口期的粘度过高,气泡很难向外膨胀扩张,要是粘度过低,气泡又会互相合并变成大泡,根据实际的发泡温度调整活性剂的添加量,是稳定泡孔形态的一条常用技术路径。

现在不少对泡孔质量要求比较高的鞋材、密封条或是运动器材部件的生产商,都越来越倾向于选用助剂预分散母胶粒,每一颗母胶粒内部的发泡剂含量都是固定的,投料的时候用量控制得更准,本身已经在载体里完成了预分散,混炼的时候完全不用担心团聚的问题,还能减少粉体四处飞扬的情况,对车间操作环境也更友好,预分散母胶粒自带的稀释效应,也更方便小剂量发泡剂的称量和分散,对于发泡剂添加量低,同时还要求泡孔均匀的应用场景,母胶粒方案能给生产环节提供更稳定的前提条件。

发泡剂泡孔不均?从分散性和工艺匹配度找原因-2

每家工厂的配方、设备、想要达到的产品性能都不一样,所以很难直接给出一个通用的“最优”发泡剂方案,大家在询价或是选型之前,最好提前准备好相关的基础信息,比如对应的胶料体系,像EPDM、NBR、TPE这类都要标注清楚,还有实际生产用的硫化温度和硫化时间,包含T10、T90的相关数据,想要达到的发泡倍率或是产品密度值,还有对泡孔结构的具体要求,比如是要闭孔还是开孔,对应的孔径范围是多少,有了这些实际工况的信息,供应商才能针对性推荐发泡剂的形态,选粉体还是母胶粒,匹配对应的合适牌号,同时给出混炼分散和工艺窗口调整的相关建议,要是需要结合您这边的具体配方、工艺要求和性能目标做方案评估,也可以直接和杜巴化学的技术团队进一步沟通。

发泡剂泡孔不均?从分散性和工艺匹配度找原因-3