不少鞋材生产的配方师都碰到过发泡厚度总对不上的情况,这种时候可以先从ADC发泡剂的用量维度捋清楚,鞋材发泡环节里,ADC发泡剂的添加比例直接关联到发泡倍率,密度还有成品的最终厚度;很多人都有这种感受,实验室小试阶段敲定好的用量,一放到大批量投产的场景里,要么是发泡倍率偏低导致厚度超差,要么是泡孔太粗直接拉低成品的物理性能,这类问题通常不是出在分解温度的计算公式上,大多是做用量测算的时候,没把助剂形态,工艺窗口还有配方系统的协同效应考虑周全,我们这里会把分解温度和发气量作为基础参考,重点从助剂分散状态,加工剪切条件还有配方体系里活性剂的配合关系入手,帮大家更精准的锁定ADC发泡剂的实际用量。
ADC发泡剂的热分解特性,本来就是确定实际用量的首要参考依据,它的发气量通常在200-220 ml/g左右,理论分解温度落在200-210℃的区间里,一般来说,鞋材实际生产用到的EVA或者PE基体,加工窗口往往是低于这个温度区间的,就拿模压发泡来说,实际作业温度大多控制在160-180℃,要是单纯照着理论温度去算ADC发泡剂的添加量,很容易出现分解不完全的情况,最终发泡率达不到预期效果。大家也不能光盯着理论参数看,发泡剂的粒度分布和实际活化温度,才是更贴近生产场景的影响因素,要是ADC发泡剂的粒径太粗,分解反应会往后拖,实际能释放的发气量就会比理论值低,为了补上这个缺口,不少人会选择拉高添加比例,最后反而把整个泡孔结构给搞乱,反过来,用经过活化处理的ADC发泡剂,它的分解起始温度可以降到160℃左右,和鞋材的常规加工窗口匹配度更高,这种时候对应的用量就可以适当往下降。

传统的粉体ADC发泡剂,在鞋材混炼作业的时候,对操作环境还有分散设备的要求都比较高,要是密炼机的转子间隙没调好,混炼时间不够,或是加料顺序安排得不合理,发泡剂的颗粒就没法均匀分散在胶料里,局部区域的发泡剂浓度会偏高,直接导致这块区域发泡过度,旁边的区域又发泡不足,这种分布不均的情况,会倒逼配方师为了保住整体发泡率,主动提高粉体的添加量,最后出来的成品往往整体密度偏轻,物理性能的波动还特别大,用粉体ADC发泡剂做用量测算的时候,建议先提前评估下现有混炼设备的剪切能力,要是确认分散环节存在瓶颈,可以适当多留0.3~0.5 phr的余量,抵消掉部分粒子聚集带来的损耗。预分散母胶粒是把ADC发泡剂预先包覆在聚合物载体里的,能保证发泡剂颗粒在胶料里快速、均匀的分散开,对于鞋材这类配方复杂,各类粉料添加种类多的体系来说,用母胶粒形态的ADC发泡剂,实际添加量可以贴近理论测算值,用量的波动幅度比粉体状态要小很多,原来用粉体的配方,换成ADC发泡剂母胶粒的时候,之前的粉体用量测算值就得重新调整,一般情况下,用有效含量80%的高浓度母胶粒的时候,添加比例可以往下调10-15%,完全不会影响最终的发泡倍率,对成本敏感度高,同时对厚度公差要求严的鞋材制品来说,这个调整方向是可以多试试的。
鞋材配方里经常用到的活性氧化锌,硬脂酸锌或是尿素类物质,都能催化ADC发泡剂的分解反应,把分解温度降下来,还能提升发气效率,要是配方里这类活性成分的占比偏高,尤其是用到纳米级活性氧化锌的情况,ADC发泡剂的实际分解速度会变快,这时候还沿用没加活性剂时候的用量,发泡反应就可能太猛,气泡合并之后直接形成大孔,影响鞋材的外观还有回弹性能,在活性剂占比偏高的体系里,ADC发泡剂的用量测算要往下调1-2 phr,具体的调整数值可以参考活性氧化锌的比表面积和实际添加量来定,这个小小的调整,往往能明显改善泡孔的均匀程度。鞋材配方里常会加碳酸钙,滑石粉这类填料,用来压低生产成本或是调整成品硬度,这些惰性填料的存在,会稀释发泡剂的有效浓度,要是填料的吸油值比较高,还会在一定程度上吸附发泡剂,影响它的完全分解,当配方里的填料添加量超过30 phr的时候,ADC发泡剂的用量就得对应往上提,才能保住原来的发泡倍率,反过来要是新引入了白炭黑这类补强型填料,因为它的比表面积很大,可能会拖慢发泡剂的分散速度,这种时候除了调整用量之外,更建议换成预分散母胶粒,来提升整体的分散一致性。
把上面这些影响因素都捋清楚之后,ADC发泡剂的用量测算完全可以做成动态调整的流程,先以理论分解温度对应的发气量作为基础,优先选用和现有加工窗口匹配的活化型发泡剂或是母胶粒,再跟着设备的分散能力还有活性剂的实际占比,对基础用量做修正,最后通过小试或是中试验证泡孔密度还有成品厚度,敲定最适配的添加量,对鞋材厂来说,搭建“配方-设备-用量”的量化关联表,或是直接和助剂供应商合作优化配比,都是避免量产阶段出现用量偏差的有效方法,杜巴化学可以根据你的实际生产需求,提供配方改性还有工艺改进的全流程技术支持。
