平时做鞋材生产的朋友,估计十有八九都碰到过泡孔出问题的糟心情况,同一套配方,同一个温控参数,有时候做出来的产品发泡均匀弹性也够,有时候就莫名出现泡孔粗大甚至完全闭孔的问题,很多同行第一反应就是去调温度或者调保温时间,往往试了好几锅料,问题也没从根上解决,实际上发泡剂氧代双苯磺酰肼的分解机理,还有粒径分布、分散状态这些属性,才是影响泡孔质量的深层原因。
OBSH也就是大家常说的发泡剂氧代双苯磺酰肼,属于有机化学发泡剂,它受热的时候会发生分解反应,主要产出的是氮气,二氧化碳还有水蒸气,它的分解不是普通纯受热分解的物理发泡那种模式,是个氧化还原过程,分子里的肼基会被氧化成氮气,同时磺酰基部分转化成对应的酸,后续再生成二氧化碳。一般来说它的分解温度相对集中,大多落在150-170℃之间,和鞋材的硫化温度刚好高度重叠,气体释放的速度也可控,组分里氮气占比很高,扩散系数小,更容易形成细密均匀的闭孔结构,不少一线师傅都有感觉,用OBSH做出来的鞋底泡孔,比部分物理发泡剂的状态要稳,收缩情况也更少。
很多工程师平时选发泡剂,最先看的是不是正品,但是就算是正规渠道的真货,不同批次的发泡表现也可能差不少,问题其实出在好几个不同的层面上。OBSH常规都是粉体形态的,粒径越小,对应的表面积就越大,在胶料里的物理分散就越容易,要是分散没做到位,局部出现粉体结团的情况,受热之后结团区域会集中释放大量气体,最后出来的制品就带针孔,甚至出现局部过发泡的问题,这种情况一般在配方填充量高,混炼剪切不够的时候特别常见,大家可以留意下OBSH的母胶粒形态,或者用上预分散技术,让发泡的活性点在胶料里分布得更均匀。

发泡剂氧代双苯磺酰肼的参数里,分解速率不是固定的单一数值,大颗粒的OBSH比表面积小,溶剂化的速度慢,分解会出现延迟,同一个温度环境下,不同粒径的发泡点释放气体的时间有先有后,最后出来的泡孔尺寸分布就宽,大泡旁边还杂着小泡,这个情况在鞋材模压发泡工艺里表现得特别明显。

OBSH分解之后的残渣是苯磺酸类物质,带点弱酸性,对普通的硫化体系基本没什么影响,但是碰到部分加了碱性填料比如碳酸镁的配方,或是过氧化物硫化体系,残留的酸可能会影响交联度,还容易引发别的副反应,所以选料的时候不能只看发泡剂本身的属性,还要评估它和硫化剂、活化剂之间的配伍性。

实际生产里很多问题,都是温度窗口和发泡剂的分解温度匹配得不够准导致的,比如硫化温度偏低,硫化起步慢,发泡剂提前分解,气体已经生成了但胶料还没定型,气体就从模具的缝隙跑出去了,最后制品缺料;反过来温度太高,硫化速度太快,发泡剂还没完全分解胶料就交联定型了,成品的闭孔率会掉得很厉害。大家调试新配方的时候,可以先用热量分析同步测出OBSH的起始分解温度,还有硫化体系的焦烧时间,尽量让两个参数重合度高一点,要是两者冲突比较明显,可以考虑复配不同分解温度梯度的发泡剂,或是选经过表面改性处理,分解窗口更宽的OBSH产品。
现在鞋材出口市场对VOC还有亚硝胺释放的监管越来越严,OBSH的特点就在这里,它的分解产物里不含亚硝胺,分解残渣也没有强致癌性,对比起来早年用的ADC发泡剂,虽然发气量够大,但是分解的时候会产出氨气还有联二脲这类有害的副产物,现在越来越多的鞋材配方,都开始转成以OBSH为主体的纯发泡或是复合发泡体系,当然这么做的话,配方的整体成本会往上走一点,但是算上产品附加值,还有规避贸易合规风险的成本,这部分投入是划得来的,采购的时候别只盯着价格看,还要留意发泡剂的纯度,粒径分布,还有供应商能不能给到对应的复配技术支持。
选OBSH的时候,大家可以多留意几个点,先明确自己产品要的目标分解温度还有发气量,让供应商给你提供粒径分布的相关数据,还有不同批次之间的偏差范围,优先选带预分散母胶粒形态的产品,能减少现场混炼环节的不确定因素,要是你有具体的配方需求,工艺要求还有性能目标要评估的话,直接找杜巴化学的技术团队对接沟通就可以。