通常情况下,鞋材生产环节里大家对泡孔细腻度还有回弹一致性的要求是越来越高的,很多配方工程师经常碰到个头疼的问题,明明用的都是同一款ADC发泡剂,同一批物料的局部区域要么泡孔特别粗大,要么干脆密实不膨胀;更麻烦的是,工艺参数根本没做什么大的调整,换了一桶新的原料,发泡不均匀的问题又冒出来了。一般来说工程师第一反应都会怀疑是不是温控出了波动,可挨个排查下来,很多时候变量根本不在工艺上,反而出在助剂本身,ADC发泡剂在整个配方体系里的实际分散状态,才是决定泡孔均一性的深层原因。

ADC发泡剂的热分解温度相对固定,理论上只要配方里的发泡剂用量一致,分解出来的产气量应该差不了多少,可真到了实际的混炼还有挤出工序里,ADC发泡剂的初始状态,也就是粉体颗粒的粒径分布和表面极性,和橡胶或者树脂基体的相容性本来就存在一定差异。要是发泡剂颗粒没均匀嵌到熔体里面,产气就会集中在局部区域,密集的地方会形成大气泡甚至直接穿孔,稀疏的地方就会出现欠发泡的情况,这种局部过发泡加上局部欠发泡的组合,在产品表面会表现为麻点、橘皮纹,截面切开就能看到大小差得特别悬殊的泡孔结构,所以碰到发泡不良的情况,先去检查混炼工序里ADC发泡剂的分散程度,优先级往往比直接调节温度窗口要高得多。

用传统粉状ADC发泡剂的配方,混炼初期要是加料顺序没放对,发泡剂很容易在密炼机转子附近形成聚集,混炼时间太短或者排胶温度偏低,分散就不够充分,这些团块在后续的硫化过程里会集中分解,尤其是鞋材配方里经常会添加白炭黑,不同粉体之间就更容易产生团聚,这种分散死角的存在,会让之前配方计算里算得特别精准的用量完全失去参考意义,每一次混炼出来的料都可能出现不一样的发泡效果。

很多配方工程师碰到ADC发泡剂发泡不均匀的问题的时候,除了排查混炼工艺和温度设置,还有个很关键的决策点就是助剂的物理形态,现在市面上主流的形式就两种,粉体和预分散母胶粒,这两种形态在分散效果上其实有着本质的区别。粉体ADC发泡剂的性价比很突出,对配方成本比较敏感的产品线,还是有不少工厂在选用的,不过粉体形态的分散完全要靠混炼机械力的剪切作用,要是设备剪切能力有限,混炼批次量又大,或者排胶温度控制得不够精准,分散均匀性就会快速往下掉,尤其是在连续硫化工艺里,粉体发泡剂出现波动的概率是偏高的,对产品一致性要求很严的鞋材生产线来说,这个风险是不能忽略的。

ADC发泡剂在鞋材中引发的发泡不良,怎么从根源上解决-1

预分散母胶粒是把ADC发泡剂预先分散在载体胶体系里,做成颗粒状的助剂,这种形态的优势就在于,发泡剂颗粒已经被预先隔离还均匀包裹住了,后续混炼的时候只要简单翻转就能融入基体,大幅降低了对混炼剪切力还有混炼时长的依赖,母胶粒的颗粒粒径分布更窄,每个颗粒里的有效成分浓度也更为一致,用了母胶粒配方体系的鞋材工厂,不同批次之间的泡孔密度还有泡孔尺寸的标准差明显更小,不光能提高良品率,还能减少工艺员反复调整参数花掉的时间成本。

发泡均匀性最终是受温度、时间、助剂形态三者的共同约束的,升温速度太快的话,ADC发泡剂的表面温度会率先达到分解温度,内层的颗粒还没完全熔融分散,就会形成壳包核的局部发泡结构,用粉体发泡剂的配方,尤其需要适当延长低温混炼段,让发泡剂粒子先在熔体里完成初步分散,再进入快速排气段,用母胶粒的体系,对升温速度的宽容度会高一些,不过升温太快还是可能造成熔体不均匀流动,形成局部分压的差异。

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ADC发泡剂的分解温度在190℃–220℃之间,可实际机台内部的温度场根本做不到完全均匀,要是配方里同时还加了其他低温发泡剂或者促进剂,就要搭配分区温控的工艺,保证发泡剂在温度平稳的区域均匀分解,不少鞋材配方在硫化过程里用到的氧化锌体系,是会影响ADC的分解速率的,要是氧化锌的活性太高,就会拉低ADC的分解温度下限,导致低熔点区域提前分解,这个区域的发泡量反而不足,定期去验证助剂批次的活性,也是改善发泡均匀性的一个隐性维度。

碰到ADC发泡剂发泡不均匀的问题,可行的应对思路是先评估混炼工序里助剂的分散状态,再根据配方成本和产品精度要求,选择粉体或者母胶粒的形态,最后匹配对应的升温曲线还有硫化温度梯度,母胶粒因为本身的预分散特性,在对泡孔一致性要求比较严苛的鞋材、密封条生产场景里,有更直观的工艺友好性,杜巴化学可以根据您的实际生产需求,提供配方改性和工艺改进的全流程技术支持。

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