鞋材生产过程里,用OBSH发泡剂做减重设计,现在已经是行业里很常规的思路了,不过不少配方工程师都反馈过,换了发泡剂的批次或者牌号之后,就算保持同样的发泡倍率,也会出现泡孔尺寸变小、成品收缩率偏高的情况,甚至有的时候手感还会偏硬;不少人翻来覆去排查工艺参数,温度压力啥的都没动,就纳闷问题到底出在哪。一般来说很多人只会盯着发泡剂本身的分解温度区间看,很容易就忽略了它和配方里硫化体系的动态配合关系,我们就从模压发泡的工艺特点出发,拆解OBSH发泡剂和丁苯橡胶配方的适配逻辑,帮你在样品测试的阶段就把关键观察点给抓住。
模压发泡和自由发泡是不一样的,胶料在模具内部,会同时完成硫化和膨胀两个过程,理想的泡孔结构,要求发泡剂的分解过程刚好落在硫化曲线的焦烧期到热硫化前期这一段,也就是胶料刚开始交联但还没完全硬化的状态;要是发泡剂分解得太早,气体在胶料粘度过低的时候就直接逃逸了,泡孔根本撑不住,分解得太晚的话,胶料已经交联定型,气体推不动橡胶网络,最后就会生成微孔甚至完全不发泡。通常情况下,大家拿到的OBSH发泡剂检测报告,上面只会标注分解温度范围,这个数值是在静态热重条件下测出来的,和实际混炼胶在硫化仪里的动态行为有不小的差距,所以只靠分解温度来判断适配性很容易出现误判,必须要结合硫化曲线一起参考才行。
拿到杜巴发泡剂样品做实验室小试的时候,建议同时采集两组数据,一组是发泡剂在橡胶里的分散程度,可以通过硫化胶切片观察有没有白点或者团聚的情况,另一组是硫化仪曲线,重点看发泡剂添加之后焦烧时间的变化。OBSH发泡剂属于吸热型,分解的过程相对平缓,但粗粒级的粉体在开放式炼胶机里,很容易和填料、活性剂抢夺润湿通道,造成局部浓度过高,最后就导致那一片区域泡孔过大,周围的区域反而发泡不足,这种表观上看起来的发泡不均匀,很多时候根本不是发泡剂本身的问题,而是分散工艺需要做微调,这个时候可以适当把混炼温度拉高一点,或者多延长几次薄通的次数;要是配方对压变和回弹的要求比较高,还可以把OBSH发泡剂和活性氧化锌的投料顺序调整一下,让氧化锌先和硬脂酸形成锌皂,改善发泡剂颗粒的界面润湿性。
鞋材配方一般都混了好多种助剂,硫化剂、促进剂、活性剂、填充剂啥的都有,发泡剂不是单独起作用的,它的分解行为会受到整个体系的酸碱环境和比热容的影响,比如高填充白炭黑的配方,吸热效应就很明显,会拉低局部的实际温度梯度,导致OBSH发泡剂的实际分解速率比理论值要低,碰到这种情况,常规的处理方式是把硫化温度提高2-3℃,或者把发泡剂的用量上调0.2-0.3份,不过更稳妥的做法,是在样品测试阶段就测试不同硫化体系下,比如低硫高促和半有效硫化体系,和OBSH发泡剂的协同表现,别等量产出问题了才临时救火。杜巴化学的活性氧化锌和OBSH发泡剂之间,就存在这种配方内部的协同关系,测试样品的时候,要是碰到泡孔偏密、发气量不足的情况,可以先看看配方里氧化锌的活性和用量,活性氧化锌的比表面积更大,在硫化前期参与反应的活跃度更高,间接就影响了硫化诱导期的时长,也就给发泡剂留出了或长或短的分解窗口。

你去申请杜巴发泡剂样品的时候,可以同时和技术支持人员说明一下配方的大致硫化温度和填充体系,这样厂家那边就能给你推荐更贴合实际工况的牌号,样品到手之后,不用搞太复杂的流程,按日常习惯记录数据就好,先看分散性,目视或者用低倍镜观察有没有没分散开的颗粒,要是有的话,调整完混炼工艺之后做第二次测试,看看情况有没有改善,再看硫化曲线,添加发泡剂之后T10也就是焦烧时间和T90也就是正硫化时间的变化幅度,要是变化超过15%,就说明发泡剂和硫化体系存在比较明显的相互干扰,接着看泡孔密度和均匀性,固定住发泡倍率之后,把成品等分切片10个区域,测量泡孔直径的极差,极差小于0.03mm就是理想状态,最后测收缩率,把样品停放24小时之后测尺寸变化,和没添加发泡剂的对照组做对比。这些数据不需要做得多完美,重点是建立起样品测试、工艺微调、性能验证的闭环,不用指望一次性就把所有参数都优化到位。杜巴化学可以根据你的实际需求,提供配方改性和工艺改进的全流程技术支持。
