平时电线电缆绝缘层或者护套料的生产过程里,不少配方工程师都碰到过挺头疼的情况,明明是按着推荐比例加了对应的化学发泡剂,挤出来的发泡体还是会冒出局部黑点,泡孔分布不均匀,甚至有部分区域完全没发起来;大家第一反应一般都是去查混炼温度或者剪切条件,很容易漏掉更深层的原因,就是发泡助剂在基体里面的分散性差异。尤其是ADC发泡剂和AC发泡剂,虽然同属偶氮类的化学发泡体系,不同供应商,不同批次,甚至不同形态的助剂,分散行为和反应特性都可能差得挺多的,也不扯什么笼统的化学式对比,就盯着助剂的粒子形态和基材极性匹配这块说,先理清楚两者的分散机理差别,再给对应的电缆料配方调整方向。

很多配方表里面都把ADC发泡剂和AC发泡剂的区别简化成分解温度不一样,可这根本不是全部,真正影响生产稳定性的,是两者在PVC、PE或者EVA电缆料基体内的分散窗口怎么重叠或者错位的。ADC发泡剂的分解起始温度一般在190℃以上,AC的话大概在200℃左右,这点温差看着不大,放到高速挤出的加工条件下,剪切热带出来的局部温升,就会让分解温度更低的助剂提前发泡,直接在体系里面形成局部过饱和气泡,表现出来就是泡孔粗大或者串孔。更关键的是两种助剂的粉体颗粒表面能不一样,经过表面涂覆处理的ADC粉体,和极性基体比如PVC的界面张力更小,分散效果也更好;要是AC粉体没经过充分的表面改性,在挤出机里面很容易出现架桥现象,形成肉眼能看到的未分散颗粒,最后落到产品上就是大家常说的黑点或者晶点。

配方工程师选发泡剂的时候,一般都会先看粒径D50值,理论上颗粒越细,分散度就越好,但放到实际的电缆料配方里,真正的瓶颈根本不是中位径,而是粒径的分布宽度。要是一批ADC发泡剂的粒径D50在5微米,D90却高达15微米,多出来的这10微米的大颗粒,就是分散缺陷的“种子”,这些大颗粒在混炼阶段很难被打散,到了挤出工段,局部的高浓度就会导致分解产物聚集,要么变成发泡盲区,要么带出来夹生料块。相比之下,AC发泡剂的颗粒形态会更偏刚性一点,剪切力不够的工况下很容易结团,这也能解释为啥有些配方里混炼时间稍微短一点,泡孔的品质就明显掉下去。一般来说电缆料生产的过程里,设备的剪切能力,混炼温度,还有螺杆构型都是固定参数,最灵活的变量其实就是助剂的选择,直接换一款粒径分布更窄,表面涂覆更均匀的ADC助剂,说不定不用调整现有的工艺窗口,发泡体的均匀度问题自己就解决了。

除了粉体本身的物理形貌,助剂和基材之间的化学亲和力也很重要,这点平时大家还挺容易忽略的。PVC电缆料属于极性体系,EVA或者PE就是非极性体系,ADC发泡剂的标准产品通常带点极性,在PVC里面分散得相对顺畅;放到PE电缆料里,要是不配适量的极性分散剂,ADC基本就是油水分离的状态。这时候要是配方师想着换成AC发泡剂,虽然两者化学结构差不多,AC的分子极性比ADC略强一点,在非极性基材里的分散状态可能有轻微改善,不过提升幅度也很有限。真正的优化策略不是单纯把ADC换成AC,而是重新捋一遍助剂的载体和分散方案,用预分散母胶粒形态的发泡剂,能有效避免粉体粉尘乱飞的问题,还能让助剂以更高浓度,更均匀的状态融进基体里;预分散母粒的载体树脂还能根据具体的电缆料基材来定制,这就是行业里常说的配方适配,不是靠通用型号就能解决所有问题的。

电线电缆料发泡有黑点?先看ADC发泡剂与AC发泡剂分散性区别-1

回到最开始的问题,电线电缆料发泡出黑点,到底是ADC发泡剂性能不够,还是AC发泡剂更适配,其实大部分低压电缆料的常规配方里,ADC发泡剂完全能满足使用需求,前提是采购的时候多留意它的粒径分布曲线和表面改性工艺,只有多次生产里ADC产品出现批次波动,或者产品对微孔尺寸还有表面光泽有更高要求的时候,配方师才需要评估要不要切换到AC体系,或者调整成预分散母胶粒的方案。在这两种助剂之间做选择,本质上不是挑好的或者坏的,是在不同的分散特性和现有工艺窗口之间找一个最合适的匹配点。杜巴化学可以根据您的实际需求,提供配方改性和工艺改进的全流程技术支持。

电线电缆料发泡有黑点?先看ADC发泡剂与AC发泡剂分散性区别-2