现在鞋材制品对轻量化和回弹性的要求越来越高,ADC发泡剂的活化效果好不好,直接就卡着最终产品的性能边界;不少一线工艺人员都碰到过类似的情况,明明配方没改,设定的温度也和之前一样,就只是换了一批新的活化剂,出来的泡孔要么偏大还不均匀,要么模具边角的局部区域直接出欠发泡的问题,这类故障多半不是ADC发泡剂本身的质量问题,本质是活化剂的种类、用量或者分散状态和当前的工艺窗口不匹配。一般来说行业里不少人会把活化剂当“引子”用,觉得只要升温到设定值就能正常发泡,但实际生产场景里,不同活化剂的分解温度区间、反应活性还有和橡胶基材的相容性差得很多,完全不是通用的状态,我们可以从ADC发泡剂活化剂的作用机理出发,结合鞋材生产里经常碰到的各类问题,整理出一套可落地的选择和排查思路。

ADC发泡剂本身的分解温度通常在195℃以上,而常见的鞋材,像EVA、橡胶、复合发泡这类的硫化或者塑化温度,一般就在140-170℃之间,所以肯定得靠活化剂把ADC的分解温度拉到适配的工艺窗口里才行,目前鞋材行业常用的活化剂主要分几类。氧化锌类也就是大家熟悉的活性氧化锌,它对ADC发泡剂的分解温度降低幅度很明显,还能同步催化分解反应,活性氧化锌的粒径细,比表面积大,分散表现比普通氧化锌好很多,不用加太多量就能拿到符合预期的活化效果,同时还能优化泡孔结构的均匀性。硬脂酸盐类常见的就是硬脂酸锌、硬脂酸钙,这类活化剂除了能降分解温度之外,还能起到一定的润滑作用,帮着提升混合料的流动性;不过在高填充的配方体系里,硬脂酸盐的活化效率很容易被体系里的酸性填料干扰,最后出现分解温度漂移的情况。剩下的就是有机锌盐、有机锡盐还有各类复配型活化剂,市面上很多标称的“发泡助剂”基本都是这类复配产品,靠不同组分的协同作用,来精准控制分解速率还有分解温度区间,它的问题也很明显,不同厂商的生产工艺差异很大,批次之间的稳定性参差不齐。

活化剂选型不是简单看分解温度这一个指标,还有好几个关键参数直接影响鞋材的穿用表现还有生产的合格率。活化剂处理后,ADC发泡剂的起始分解温度和峰值分解温度之间的区间越小,整个发泡过程就越集中,泡孔尺寸的一致性也就越好;区间如果太散的话,很容易出现发泡不均匀的问题,最后导致鞋底局部密度波动。加入不同种类的活化剂,是会改变ADC的总发气量的,比如部分复配活化剂在降低分解温度的同时,会轻微抑制总发气量,放到需要高发泡倍率的鞋底配方里,就很容易出现成品厚度不达标的情况。活化剂粉末如果和橡胶基材的极性差得太多,混炼的时候就容易出现团聚,最后反映到制品上就是表面出“白点”或者泡孔异常,碰到这类情况可以从调整活化剂形态或者调整添加顺序入手解决。鞋材配方里一般都会加过氧化物或者硫磺类的硫化体系,部分高反应活性的活化剂,会和硫化体系里的催化剂发生竞争催化反应,最后导致起发点和硫化时间对不上,出现“过硫后发泡”或者“发泡滞后”的异常。

要是生产出来的鞋材有泡孔不均、边缘欠发泡或者发泡倍率不稳定的情况,不用先急着换整个配方,可以先从几个常见维度排查。要是碰到边缘和心部泡孔差异大的情况,通常和活化剂的分散均匀性有关,活化剂颗粒没有被完全打开,混炼结束之后还保持着微团聚的状态,就会导致局部活化剂浓度偏高或者偏低,这时候可以考虑换成预分散母胶粒形态的活化剂,也可以提前把活化剂和部分树脂做成“预混母粒”再投料,杜巴化学的预分散母胶粒产品,在解决这类分散不均的问题上,已经积累了不少实际的应用经验。要是碰到发泡倍率不足,但实测的分解温度数据是正常的情况,大概率是活化剂的反应活性在配方里被“钝化”了,先检查配方里的酸性填充剂,比如白炭黑、部分品类的阻燃剂有没有加过量,还有硬脂酸类活化剂是不是被填充剂吸附之后失效了,可以适当提高活性氧化锌的用量,也可以用活化效率更高的复合活化剂替换掉一部分硬脂酸盐。要是碰到分解温度区间过宽,开模之后产品还在继续膨胀的情况,大概率是选的活化剂本身反应偏温和,降到设定温度之后反应还没走完,这时候要换用分解温度更集中的复配型活化剂,同时也排查下硫化时间的设置是不是合理。

鞋材发泡工艺中ADC发泡剂活化剂选型及问题排查-1

不存在一款活化剂能适配所有鞋材配方,选型的时候要综合考虑基材类型,是EVA为主、混合橡胶为主还是纯橡胶发泡,还有对应的硫化体系,以及目标物性要求,比如硬度、回弹、尺寸稳定性这些。做EVA中底或者大底发泡的时候,优先选活性氧化锌搭配硬脂酸锌的复配方案,调整两者的比例就能控制发泡速度还有泡孔的细腻程度,如果有高回弹要求的话,适当降低硬脂酸的占比就可以。做全硫化的橡胶鞋底发泡的时候,橡胶的混炼温度偏高,体系黏度大,活化剂的分散是要优先解决的问题,建议直接用预分散型活化剂,也可以采用两段混炼的工艺,把活化剂放到第二段工序再添加。做复合发泡鞋底的时候,多层结构要求活化剂在胶料内部的迁移性尽量小,直接选预分散母胶粒类的产品会更稳妥,能避免不同颜色的胶料之间助剂互串,导致发泡不均的问题。如果需要结合您这边的具体配方、工艺要求还有性能目标评估适配方案,可以直接和杜巴化学的技术团队进一步沟通。

鞋材发泡工艺中ADC发泡剂活化剂选型及问题排查-2