一般来说,鞋材生产过程里,到了冬季或是碰到特定配方条件的时候,发泡效果不稳定是工艺技术人员经常碰到的头疼状况,泡孔大小不一,制品局部开裂,甚至批次之间发泡倍率来回波动,这些问题不少时候都被直接归罪于发泡剂“失效”,但很多情况下,问题根源根本不是发泡剂本身的分解温度出现偏移,反而是在低温工艺窗口的限制下,发泡剂在胶料里的分散状态,还有和硫化体系的协同配合出了岔子。很多技术人员之前都觉得,只要发泡剂的分解温度比硫化温度低,就能顺理成章得到理想的泡孔结构,但在橡胶鞋底或者中底的实际混炼操作里,粉体发泡剂在胶料里很容易出现团聚情况,尤其是冬季胶料门尼粘度偏高,混炼剪切又不充分的条件下,这些团聚颗粒到了模压或者注射成型环节,就会局部集中分解释放气体,造成局部泡孔过大或者互相融合,形成“并泡”或是空腔问题,情况严重的时候还会导致制品表面起皮,或是内部直接开裂,这也是冬季鞋材废品率居高不下的主要原因。要改善这类问题,就得从助剂的形态选择,还有分散体系的搭建入手,预分散母胶粒形态的低温发泡剂,它的活性成分提前就被载体均匀包裹住了,混炼的时候更容易和橡胶基体融合,从源头上就降低了团聚出现的概率,杜巴化学的复配技术方案本来就是专门针对这类问题开发的,在助剂形态选型,还有分散适配性评估上,已经有了很成熟的落地思路。

大家平时做鞋材配方设计都会碰到的经典矛盾,发泡剂需要相对更低的分解温度才能实现均匀发泡,可硫化体系为了保障足够的生产效率,往往需要做到更高的交联密度,要是发泡剂分解速度太快,硫化还没达到足够强度,泡孔壁就很容易被生成的气体击穿,反过来,硫化速度太快的体系,又会在发泡剂还没完全分解的时候就把胶料定型,最后出来的制品发泡倍率达不到要求。活性氧化锌的比表面积和反应活性,本来就比普通氧化锌高出不少,可以有效调节硫化诱导期还有硫化速率,在低温发泡配方里,精准把控活性氧化锌的添加量,就能拉宽硫化和发泡之间的“匹配窗口”,给发泡剂留足时间均匀分解膨胀,同时还能保证泡孔壁在成型之前获得足够的交联强度,杜巴化学在活性氧化锌品控上攒了很多年的经验,能给配方工程师提供稳定性更高的批次供货,减少因为原料波动带来的不必要的工艺调整工作量。除了氧化锌之外,促进剂的选用也得跟着低温发泡的节奏来,活性太快的促进剂组合很容易造成“先硫后发”的状况,活性太慢的体系又会拖慢整体的生产效率,比较合适的搭配方向,是选用中等活性,焦烧安全性好的促进剂,再配合活性氧化锌的调控,把硫化曲线和发泡剂的分解曲线尽量做到重合,要是现有工艺实在不好调整的话,也可以用复配母胶粒提前平衡好各组分的分散状态,简化现场的称量和混合操作步骤。

不少人都碰到过这类情况,配方在实验室小试阶段表现都挺正常,一转到批量大生产就出各种问题,这种情况在发泡鞋材行业里其实特别普遍,主要原因是实际生产场景下的工艺窗口,比实验室小试的条件窄很多,混炼温度,胶料停放时间,成型环节的流速和压力,每一个变量都会影响发泡剂最终的分散效果还有分解行为。在螺杆设备或是开炼机上作业的时候,胶料各个位置的温升其实是不均匀的,发泡剂局部位置过热就可能提前分解,造成有效成分的损耗,这时候就得留意混炼设备的冷却效能,还有加料的先后顺序,尽量把低温发泡剂放在混炼后期,温度相对稳定的阶段再加进去,要是用的是粉体形态的助剂,搭配少量分散剂做物理阻隔,也能减轻局部过热的风险。在连续硫化生产线上作业的时候,还可以通过调整硫化温度还有模压压力,来微调发泡倍率和泡孔的细密度,核心的技术指标是,硫化仪上的Ts2(焦烧时间)与tc90(正硫化时间),要落在发泡剂分解曲线的前半段和中后段之间,要是配方已经完全固定了,给台车或是模具内部通冷却介质控温,缩短胶料在高温段的停留时间,也是实际生产里经过验证的有效工艺优化手段。

现在不少供应商都在推低温发泡剂产品,鞋材配方开发人员没必要只盯着他们宣称的分解温度数值做判断,一般来说还得从几个维度做综合评估,你选的这款发泡剂的形态,是粉体还是母胶粒,和自己家现有的混炼设备匹配度怎么样,有没有配套的活性氧化锌或是复配体系的成熟方案可以参考,供应商能不能给到配方改性还有工艺改进的技术支持,而不是单纯只做产品销售,一个能协同解决分散,反应活性还有工艺窗口各类问题的技术团队,对开发稳定高效的发泡鞋材配方来说是很关键的,这也是杜巴化学这么多年和包括华南理工大学在内的科研机构合作,同时服务大量鞋材厂商过程中攒下来的核心优势,要是你需要结合自己的具体配方,工艺要求还有性能目标评估定制方案,直接和杜巴化学的技术团队做进一步沟通就可以。

鞋材发泡效果不佳?低温发泡剂分散性与工艺适配是关键-1