一般来说,橡胶密封件生产过程里,发泡环节的要求都是挺具体的,既要减轻成品重量,改善压缩回弹性能,还得保证制品表面光滑,泡孔整体均匀,不少一线技术人员在试产阶段反复调整配方参数,还是解决不了泡孔粗大或者局部闭孔的问题,其实很多这类现象都不是发泡剂本身出了质量问题,是发泡剂的分解特性,和密封件特定的硫化工况没对齐而已,我们就从发泡剂的实际作用机理说起,拆解工艺窗口还有助剂形态对最终制品的影响。

不管是OBSH发泡剂还是其他类型的有机发泡剂,它们的核心作用就是受热之后分解产生气体,不同发泡剂的分解温度区间,放气速率还有产气量的差异都挺大的,针对密封件这类制品,发泡剂得在胶料还没完全交联,流动性还不错的阶段就开始放气,还要在硫化反应完成,整个体系失去弹性之前结束发气过程,要是发泡剂分解得偏早,气体在胶料还太软的时候就直接逸散了,泡孔根本撑不住,要是分解得偏晚,胶料已经硫化定型,气体没法正常膨胀,做出来的就都是闭孔结构,匹配好发泡剂和硫化剂的反应速度,本来就是选型的第一道分水岭。

橡胶密封件发泡,如何通过工艺窗口匹配选对助剂?-1

调整工艺窗口的时候,通常情况下要重点留意几个温度节点,胶料混炼排胶温度,发泡剂起始分解温度,还有硫化仪的TC90温度,混炼排胶温度要是过高,部分发泡剂可能在混炼阶段就提前分解了,造成胶料预发泡,后续成型的时候发气量就会严重不足,一般建议发泡剂的起始分解温度至少比混炼排胶温度高10℃以上,留出足够的安全余量,同时发泡剂的放气峰要落在TC90之前,胶料模量上升的中段位置,这样硫化进程和发泡进程才能形成协同,技术人员在制定配方的时候,可以直接要求发泡剂厂家提供DSC曲线或者发气量随温度变化的完整数据,不要只参考单一的分解温度点。

传统的粉体发泡剂在混炼过程里的分散效果,往往很依赖操作员的熟练度,一旦粉体出现团聚,局部发泡剂浓度过高,就会导致对应区域的泡孔过大,破坏整个密封件的均匀性,预分散母胶粒形态的发泡剂,相当于提前把发泡剂均匀包裹在专用载体里,可以有效规避分散不均的隐患,在配方规划阶段,要是密封件产品的泡孔尺寸和工作回弹率要求比较苛刻,直接选用预分散型发泡剂,比反复调整粉体分散工艺的试错成本要低不少,部分OBSH发泡剂已经被加工成了母胶粒形态,技术人员可以结合自己产线的配方混炼习惯做跨形态的对比测试,找到适配自己产线的助剂载体。

不同密封件对发泡程度的要求差异很明显,静态密封件比如门窗密封条,允许用较高的发泡倍率来降低生产成本,泡孔也可以相对大一些,动态密封件比如油封,对泡孔均匀度,闭孔率还有表面致密性的要求都很高,针对前者,主选发气量适中,分解峰较宽的通用型OBSH发泡剂就可以,操作门槛不高,针对后者,就需要选用发气量稳定,分解温度窗较窄的发泡剂,配合活性氧化锌或者促进剂联动控制硫化速度,让最终制品在压缩永久变形和低漏气率之间取得平衡。

橡胶密封件发泡,如何通过工艺窗口匹配选对助剂?-2

实际生产里不少客户都倾向于选价格更高的发泡剂,觉得效果肯定更好,其实助剂选型根本不是原材料本身单项指标的比拼,是要看它和配套的硫化体系,填充体系还有加工工艺能不能协同,某款发泡剂在甲厂用着效果好,到了乙厂,管线温度和混炼方法都不一样,效果就可能大打折扣,换个思路,与其把精力都花在比较单一发泡剂的粉体采购价上,不如先把自身需求量化出来,预期泡孔平均直径,胶料门尼黏度范围,硫化温度和时间窗口,把这些数据整理清楚,再请助剂供应商协助匹配配方,效率会高很多,杜巴化学可以根据您的实际生产需求,提供配方改性与工艺改进的全流程技术支持。