平时做橡胶密封件的厂家,经常会碰到个挺头疼的情况,同一批次的胶料,用的工艺参数也完全一样,最后发出来的产品泡孔尺寸差得很大,情况严重的话表面还会有很明显的凹凸,直接影响密封性能,外观合格率也跟着往下掉,不少现场的工艺人员碰到这种事第一反应就是去调发泡温度,要么就多加点发泡剂,调完之后效果往往也很有限,这类泡孔异常的问题,很多时候就和OBSH发泡剂跟整个配方体系的匹配度挂钩,涉及到它的分散性、反应活性还有工艺窗口的适配情况,一般来说顺着这几个方向捋,就能很快找到异常的根源,也能给后续的配方优化捋出清晰的排查思路。

通常情况下,OBSH发泡剂本身是固体粉末的形态,混炼的时候能不能均匀分散到胶料里头,直接就决定了气泡核的分布匀不匀,要是发泡剂粉体的粒径差得比较大,或是当前的混炼工艺,比如剪切速率、排胶温度这些参数没法把粉体充分打散,胶料里就会形成局部的发泡剂浓度过高,还有局部发泡剂缺失的区域,浓度太高的地方发泡的时候会冒出一大堆密集的小泡孔,缺料的区域就容易生成大泡甚至空腔,最后出来的产品泡孔结构自然就不一致,像密封件这类对尺寸精度、环境适应性要求都比较高的产品,这种不均匀首先就会体现在压缩永久变形性能的波动上,大家排查的时候可以先看看当前配方中OBSH发泡剂的粒径范围,是不是和对应的胶料体系相匹配,也可以评估下现有混炼工艺能不能达到足够的分散效果,要是胶料本身的门尼值比较高,还可以考虑换成预分散母胶粒形态的发泡剂,这类产品靠载体先做了预分散处理,能降低混炼阶段的分散难度。

橡胶密封件发泡不均?排查OBSH发泡剂配方匹配与工艺窗口-1

发泡剂的热分解温度,得和硫化体系的交联速度适配,这个过程就需要调整加工助剂的配方比例,要是OBSH发泡剂的分解温度远高于硫化体系的交联温度,胶料就会提前定型,里面的气体没法充分膨出来,反过来的话,胶料还没形成足够牢固的交联网络,生成的气体就会过早地跑掉,两者的适配状态还会受到配方里其他助剂的影响,比如活性氧化锌的用量多少、活性高低,都会影响硫化促进剂的效率,活性氧化锌的比表面积与反应活性优于普通氧化锌,用更少的用量就能把硫化速度稳定住,也能给发泡剂的分解留出更充裕的时间窗口,大家排查的时候可以先去看硫化仪的曲线,是不是在发泡剂分解温度范围内呈现匹配的上升趋势,确认正硫化时间和发泡剂的发气时间能不能对应上,活性氧化锌的选型,也有可能影响到两者的平衡状态。

橡胶密封件发泡不均?排查OBSH发泡剂配方匹配与工艺窗口-2

混炼温度和硫化温度共同组成的工艺窗口,是OBSH发泡剂能稳定发挥性能的外部保障,要是加工过程里热交换不均匀,靠近热源的区域发泡剂就会提前分解,离热源远的区域还没开始反应,最后密封件的同一个截面上,泡孔结构也会出现不一样的情况,想要缩短正硫化时间一般会选择提高硫化温度,这么做的同时也会压缩发泡剂分解的反应窗口,设定硫化参数的时候,可以把发泡剂的分解温度曲线和硫化剂的交联曲线叠在一起比对,找出两者重叠区域最大的那个温度区间,排查的时候可以分段测温,核实硫化模具的温度场均匀性,看看有没有局部的高温或者低温点,再确认硫化的时间、温度参数,是不是和配方里的发泡剂、硫化体系处在配套的工艺窗口内。

橡胶密封件发泡不均?排查OBSH发泡剂配方匹配与工艺窗口-3

密封件本身对压缩永久变形和弹性回复的要求比较高,泡孔结构需要做到小而均匀的闭孔内压,除了前面说到的分散性、配方匹配还有工艺窗口这几个方向,选用更环保的低VOC、无亚硝胺的发泡体系,也慢慢成了行业里的普遍需求,OBSH发泡剂本身不含亚硝胺,刚好能契合这部分的要求,要是碰到同类的泡孔异常问题,可以先从混炼分散还有温度匹配这两个基础方向入手排查,要是需要结合具体的配方、工艺要求和性能目标做方案评估,也可以和杜巴化学技术团队进一步沟通。