一般来说,电线电缆的生产环节,对绝缘性能还有发泡结构的均匀性要求都挺高的,不少厂家刚引入新批次发泡剂的时候,经常会碰到泡孔大小不稳定的情况,甚至同一卷料的两端发泡效果都不一样,问题捋到最后,往往就集中在几个关键环节,发泡剂的分解温度能不能匹配当下的配方和工艺,还有助剂在整个体系里的分散状态够不够可靠,我们就从这几个实际的控制点出发,帮大家梳理下排查的方向。
用聚乙烯或者聚氯乙烯做基材的电缆料,发泡之后的泡孔结构,直接决定了材料的重量,绝缘还有缓冲性能,发泡剂分解温度高低要是和塑化温度、挤出温度不匹配的话,很容易带来不小的工艺波动,分解温度偏低的话,物料还没完全塑化的时候,发泡剂就已经提前分解了,气体随便逸散出去,密度很难控制,泡孔也会变得很粗大,分解温度偏高的话,塑化到后期还留着不少没分解的发泡剂,泡孔很难均匀膨胀,局部位置还会出现塌陷的情况,理想的工艺窗口是,发泡剂的分解起始温度刚好落在基材熔融完成,进入稳定流动区之后的5-15°C范围,这里就要求大家从几个层面去筛选优化,助剂的形态,配方的配合性,还有现场工艺参数的匹配度。
传统的粉体发泡剂在使用过程里,很容易出现粉尘飞扬,分散不均匀的问题,当小颗粒在胶料里聚集成团的时候,每一团颗粒的受热条件都不一样,局部分解温度就会完全偏离标准值,预分散母胶粒就是一个很可行的改善方向,通过把发泡剂预先包覆在聚合物载体里面,做成规整的小颗粒,既降低了运输还有称量过程里的损耗,也能帮着混炼的时候快速均匀的散布到胶料的各个部分,这样一来,发泡剂的实际受热条件就趋于一致,分解温度窗口的可控性也能大幅提高,杜巴化学的OBSH发泡剂和预分散母粒产品,在这方面已经有成熟应用,能够帮电缆料生产企业,在不用增设复杂设备的前提下,改善分散均匀性和发泡稳定性。

除了助剂本身的分解特性,现场的工艺也要做对应的校准,有两个点平时大家很容易忽略,电缆料在挤出机里面停留的时间短,升温速度快,要求发泡剂有比较窄的分解温窗,还有较高的反应活性,这种时候更适合选分解曲线比较陡峭的发泡剂品种,要是熔融段温度设得太低,均化段又升温太快的话,可能让发泡剂同时碰到未分解和过热分解两个极端状态,调节的时候要把各区的温差控制在8°C以内,保证分解区相对集中。

有些发泡配方里面,活性氧化锌不光是作为硫化活化剂,也会参与到发泡剂的分解催化过程里,这种协同作用会影响发泡剂的均匀性,还有最终的发泡倍率,所以当发泡剂批次更换,或者配方里活性氧化锌的比表面积出现变化的时候,都得重新验证实际的分解温度窗口,简单直接的做法就是,小试阶段测定5-10克混炼料的发泡曲线,看看分解起止温度和工艺要求是不是匹配,再决定要不要微调助剂的添加比例。

回到最开始的问题,发泡剂分解温度多少才适配你家的电缆料,其实没有统一的标准答案,只有最合适的适配区间,大家可以先确认基材的熔融温度区间,以这个为基准选分解温标相近的发泡剂,再结合分散工艺,不管是密炼、开炼还是双螺杆,判断适合用粉体还是预分散母粒的形态,小试测取完数据之后,再调整挤出机的温控设定,让分解区集中在熔融状态最稳定的区间,杜巴化学可以根据大家的实际需求,提供配方改性和工艺改进的全流程技术支持。