橡胶密封件做挤出或者模压加工的时候,不少一线配方师和操作工碰到泡孔大小不一、局部闭孔还有表面鼓包的情况,第一反应就想着要不换个型号的ADC发泡剂,要不就再多添点用量,通常情况下大家很容易忽略硫化和发泡的匹配问题,很多时候发泡不均匀的根由,其实不是发泡剂本身的纯度或者粒径问题,是硫化速度和发泡速度没对上,尤其是密封件这类对尺寸精度、致密性要求很高的应用场景,泡孔均匀度直接就影响产品的压缩永久变形和密封寿命的。

平时实操里不少配方师在这个平衡点上反复调试,半天摸不到调整的方向,我们就直接从硫化体系、温度窗口、物料分散这几个点拆解,不用绕什么弯子,帮你少走没必要的弯路。ADC发泡剂受热之后会分解出氮气,这个过程是需要对应时间和温度窗口的,要是胶料的硫化速度太快,硫化网络在发泡剂还没完全分解的时候就已经形成刚性结构了,气体没法充分膨胀,出来的泡孔自然就小还不均匀;要是硫化速度太慢,发泡过程都走完了,硫化还没完成,气体很容易就直接逃逸出去,最后就会出现表面塌陷或者超大泡的问题。

调整硫化体系的时候,优先选活性剂搭配就好,密封件配方里的活性氧化锌经常是被低估的,适配硫化体系活性的氧化锌微晶结构,能让硫化起步更均匀,间接拉平胶料各个部位的硫化速度,给发泡剂留出更一致的发泡时间窗口,这一点在厚壁密封件生产里体现得尤其明显,毕竟厚壁件内外层受热本来就不同步,要是硫化活性剂分散得不均匀,泡孔的均匀性基本就很难控得住。大家排查的时候,可以先看看促进剂和硫磺的配比,能不能和发泡剂的分解温度曲线形成有效重叠,再核对下发泡剂的粒径分布是不是在预期范围内,毕竟粒径差异太大的话,同样会造成局部发泡速率不一样。

工艺端的参数把控也不能放松,通常情况下ADC发泡剂的分解温度在200–210°C之间,实际生产的时候模压温度或者挤出机头温度难免会有波动,温度偏低的话,发泡剂分解就不充分,温度偏高的话,分解速度太快,气体提前就释放完了,还有个容易被忽略的环节就是炼胶阶段,要是混炼不均导致局部发泡剂团聚,后面硫化的时候这些富集区就会形成大泡甚至鼓包,发泡剂欠量的区域又完全发不起来。很多配方师总想着靠多加发泡剂的用量来解决不均匀的问题,最后往往是泡孔密度变大了,均匀度反而更差,分散性其实比用量更能影响泡孔的最终质量,大家可以先做个分散性测试,看看粉体和胶料的相容性怎么样,针对高硬度密封件,完全可以用预分散母胶粒来替代普通粉体,这样能大幅缩小各个微小区域的发泡剂浓度差,后面做出来的泡孔均匀度更好,表面光泽度还有尺寸稳定性也更可控,杜巴化学的预分散系列产品,在这个环节就能提供针对性的优化方案。

ADC发泡剂发泡不均匀?可能是硫化–发泡失衡惹的祸-1

等硫化速度和温度窗口都调得差不多了,泡孔均匀度还是达不到要求的话,这时候就要回头去查填料的分散情况,还有各类助剂的相容性,比如部分难分散的填料,要是混炼过程中形成了细小的二次团聚体,这些团聚体周边会生成微小的低应力区,发泡剂分解出来的气体很容易优先往这些区域聚集,最后就造成泡孔分布不均。大家可以调整下发泡剂和硫化助剂的共混顺序,保证两者在胶料里分散得足够均匀,也可以检查下发泡剂的存放条件,受潮或者结块的粉体很容易形成局部高浓度区域,也可以考虑在配方里加些分散助剂,或者直接换成母胶粒形态,降低日常操作波动带来的影响。

ADC发泡剂发泡不均匀?可能是硫化–发泡失衡惹的祸-2

橡胶密封件生产过程里,泡孔均匀度往往直接决定了产品的防漏性能和生产良率,不能只盯着ADC发泡剂这一个变量,整个硫化-发泡的动态平衡才是核心,杜巴化学可以为客户提供配方改性和工艺改进的全流程技术支持。

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