做鞋材相关的朋友应该都碰到过类似的状况,实验室配方打样的时候发泡倍率都正常,一转到批量生产环节就出问题,要么局部收缩,要么泡孔分布不均匀,甚至做出来的制品物理性能波动很大,这类现象在鞋材生产里挺常见的,尤其你刚换了不同批次的发泡剂,调整过硫化体系或者刚换了新的加工设备之后,问题就更容易冒出来。

不少技术人员碰到这类事第一反应就是去调整发泡剂的用量,调来调去往往收效甚微,实际上大部分发泡不良的情况根本不是用量不对,是发泡剂和其他助剂的相容性没做好,在胶料里的分散状态不对,还有发泡温度和硫化速度的匹配度出了偏差而已,一般来说很多人都在这些细节上踩过坑。

大家常用的OBSH发泡剂,本来是微粉形态加到胶料里的,要是粉体颗粒没有充分解聚,没法均匀分布开,混炼胶内部就会出现局部发泡剂多或者局部缺料的情况,硫化的时候,富集的区域气体一下子集中释放,直接形成大孔甚至串孔,缺料的区域又发泡不足,最后做出来的制品就局部收缩。传统的粉体OBSH粒径细,比表面积大,没做过预分散处理的话很容易在混炼过程里二次团聚,尤其在开炼机或者密炼机剪切力不足的生产批次里,分散性的波动会特别明显,预分散母胶粒是现在业内常用的改善方案,OBSH发泡剂预先就分散在弹性体载体里面,颗粒之间被物理隔离开,不光不会有粉尘到处飞的问题,混炼的时候还能更快更均匀的分布到胶料里,能明显提升泡孔的致密度和整体一致性。要是你家现有配方长期存在泡孔粗大,制品密度波动大的问题,可以优先去检查发泡剂的分散均匀性,改用预分散形态的发泡剂,或者加少量分散剂、加工助剂来改善粉体的润湿与分散效果,往往比你单纯调整发泡剂的用量要管用很多。

鞋材发泡尺寸收缩、发泡倍率不足?关注这几个发泡剂使用细节-1

通常情况下发泡剂释放气体的速率,必须和胶料的硫化速度还有黏度变化曲线匹配上,气体释放太慢,压力撑不开泡孔,释放太快,气体又容易直接逸散出去,最后形成大量开孔结构。OBSH的分解温度一般在160℃左右,鞋材常用的过氧化物或者硫黄+促进剂的硫化体系,加工温度也差不多在这个区间,要是促进剂体系配得偏快,胶料先完成交联硫化再发泡,泡孔就没法充分膨胀,模压之后的制品尺寸就会偏小,要是硫化体系偏慢,气泡过早形成,气体很容易在模压没结束之前就扩散跑掉,直接拉低发泡效率。活性氧化锌和硬脂酸构成的活化剂体系,不光会影响硫化速率,还会间接影响发泡剂的热稳定性,有些情况下活化剂用量偏高还会轻微延缓发泡剂的分解速度,技术人员调整硫化速度的同时,也得同步确认下发泡窗口有没有发生偏移。针对EVA改性鞋材的配方,发泡剂的分散效果和树脂的熔体流动指数也就是MFI关联度很高,MFI太高的话熔体强度不足,气泡很容易破裂,MFI太低的话熔体流动阻力大,泡孔又很难膨胀均匀,平时做电缆料或者工程塑料发泡的场景,有时候还会把无机发泡剂和有机发泡剂混着用,配方适配的变量更多,选型的时候得更谨慎一点。

很多人把配方调到位之后就觉得没问题了,其实工艺参数也会直接决定最终制品的泡孔形态,不少细节很容易被大家忽略掉,开炼机混炼的时候,辊筒温度不要超过发泡剂的初始分解温度,OBSH的这个数值大概是155℃,要是混炼时间太长或者温度偏高,发泡剂提前就分解了,气体在成型之前就已经损失掉,后期的发泡倍率肯定上不去,密炼机的排胶温度同样要控制在安全区间里。模压的温度和时间也得留意,温度偏高的话硫化和发泡进程都会同时加快,两者的适配窗口就会变窄很多,温度偏低又可能出现发泡不完全的情况,实际操作的时候,一般以硫化仪t90对应的时间作为基准,再结合模具本身的传热差异做微调,不要盲目去套配方给的理论数值。部分鞋材制品用的是平板硫化加烘箱二次发泡的工艺,也就是大家常说的“小发泡”,这时候第一段模压的压力和时间控制就特别关键,压力过高会限制气泡成核,压力不足的话预发泡又会过头,第二段最终发泡的时候就很容易出现泡孔塌陷的问题。

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后面选发泡剂的时候也别光盯着单一的分解温度参数看,多去关注完整的发泡剂分解温度曲线,初始分解温度、峰值温度还有分解速率都得纳入参考范围,要是你经常碰到实验室小试和大生产的结果对不上的情况,重点去考察助剂的形态,用预分散母胶粒是减少放大偏差的常用途径,也别觉得发泡剂的气体发生量高最后发泡倍率就一定高,泡孔均匀才是制品性能稳定的基础。正在调试EVA/PVC鞋材或者橡胶大底配方的同行,要是碰到了发泡相关的问题,需要结合自己的具体配方、工艺要求和性能目标评估方案的话,可以和杜巴化学的技术团队进一步沟通对接。

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