平时鞋材厂发泡车间里,大家最怕的其实还真不是设备出故障,就怕刚送过来的这批发泡剂用起来不对头,同一套配方,上一批做出来的鞋底泡孔细密又均匀,这批反倒时不时冒出来局部泡孔偏大,发泡密度上下乱跳的情况;车间里的班长第一反应多半是去调硫化温度,可很多时候调了两三天都回不到正常的生产状态,问题到底出在哪啊?一般来说很多时候根源根本不是工艺参数那点微调的事,反倒是发泡剂本身的工艺窗口,和你现在在用的配方体系压根没匹配上。接下来我们就从温度、时间、压力这几个常见维度,聊聊聚硅氧烷双苯磺酰肼发泡剂,也就是行业里常说的常见OBSH类发泡剂,在鞋材发泡实际生产里的表现,帮一线的技术人员快点找到异常的原因。

很多做配方的朋友默认发泡剂只要落在标注的分解温度范围内就没问题,可实际生产线上的温度场根本不是实验室里那种恒温烘箱啊,模具表面和中心的温差,还有硫化机合模之后升温的速度快慢,都会直接影响发泡剂的实际分解速率。就拿聚硅氧烷双苯磺酰肼类发泡剂来说,它的理论分解温度集中在140-170℃区间,可放到实际的鞋材配方里,要是你同时加了活性氧化锌这类促进剂,ZnO带的酸性活性位点会催化发泡剂分解,实际的起始分解温度会往下掉5-10℃;这个偏移量在实验室小试的时候大概率察觉不到,放到连续大生产里,就会明显改变胶料的发泡起点和硫化曲线的交联度配合情况,最后搞出来厚度方向上的泡孔分层问题。平时排查的时候可以拿同一批次的胶料,分别测135℃和155℃两个温度点的发泡倍率,要是两个数差得超过20%,就说明发泡剂和促进剂之间有很明显的分解催化效应,得重新评估工艺窗口的设置边界。

鞋材发泡泡孔不均:别只调温度,先确认OBSH发泡剂的工艺窗口-1

发泡剂的分解速率受时间的影响是最直接的,实际生产里常碰到的问题要么是起发早了要么是起发慢了,起发早了的话泡孔孔径偏大,成品表面还粗糙,起发慢了的话内层泡孔完全展不开,最终成品密度还偏高。聚硅氧烷双苯磺酰肼发泡剂的分解速度也不是线性走的,前期分解得慢,等到了分解温度的中位点的时候速度会突然加快,做配方设计的时候得留意两个时间点,一个是发泡剂开始分解的时刻和硫化起步时刻的时间差,另一个就是分解过程里胶料的粘度变化趋势;要是胶料先到了最大粘度之后,发泡剂才开始大量分解,泡孔的壁面就会被拉得又薄又脆,最后成品的回弹性就不够。平时做配方评审的时候,就可以找发泡剂供应商要他们的等温分解曲线,和自己厂里硫化机的温度波动范围,不管是±2℃还是±5℃,对照着捋一遍就行;那种用了很多年的老式平板硫化机,温控精度本来就不高,这种情况就更适合选分解曲线比较平缓的预分散母胶粒形态的发泡剂,能把工艺窗口的漂移范围给压下来。

很多人碰到压力相关的发泡问题,往往直接归到排不排气这种很粗放的判断上,实际上聚硅氧烷双苯磺酰肼发泡剂分解的时候会产生大量的氮气,这些氮气的扩散速率直接就被模腔压力给制约住了。合模压力太低的话,发泡剂分解出来的气体太早跑掉,成品表面很容易出针孔,反过来压力太高又会把气泡核的膨胀给压住,最后出现局部没发泡的区域;还有更隐蔽的情况,不少模具用久了磨得厉害,型腔里的压力分布根本不均匀,同一模次里面,压力高的区域泡孔就很密实,压力低的区域泡孔就偏粗大,最后做出来的单只鞋底左右脚密度都不对称。这种问题从配方层面很难改好,得从模具保养和压力平衡调节这边下手,不过选对发泡剂形态也能起到缓冲的作用,预分散母胶粒的粉体颗粒外面裹了一层载体树脂,分散性和气体释放的均匀性比传统粉体要好,能在一定程度上抵消模腔压力波动给发泡品质带来的干扰。

平时要规避发泡品控波动的话,解决鞋材发泡品控波动的关键根本不是把某一个参数调到最优,而是要搭一套发泡剂-温度-时间-压力四联动的工艺匹配逻辑。实际操作的时候,建议先把发泡剂和配方里其他的活性助剂,比如活性氧化锌、各类促进剂,一起做个DSC也就是差示扫描量热的联测,确认有没有出现分解温度偏移的情况,再根据硫化仪测出来的焦烧时间和正硫化时间,反推发泡剂应该满足的分解速率范围,最后再结合之前实测的模具温度分布数据,判断要不要把发泡剂从粉体换成预分散母胶粒。这套操作的好处就是,不用等出了问题之后没头苍蝇似的乱改配方乱调温度,而是通过系统性的匹配度评估提前把风险点找出来,杜巴化学也可以根据你的实际生产需求,提供配方改性和工艺改进的全流程技术支持。

鞋材发泡泡孔不均:别只调温度,先确认OBSH发泡剂的工艺窗口-2

鞋材发泡泡孔不均:别只调温度,先确认OBSH发泡剂的工艺窗口-3