平时做橡胶密封件生产的时候,发泡工艺是给材料带去弹性还有压缩回弹性的关键步骤,不少技术人员做货的时候经常碰到泡孔直径分布极宽,局部出大孔甚至贯通孔的情况,最后出来的产品压缩永久变形率直接不合格,很多人碰到这类情况第一反应都是去排查硫化体系或者模具温度,反倒漏了一个很核心的变量,就是化学橡胶发泡剂的分散状态,还有它和胶种的适配性。一般来说,要是发泡剂颗粒在混炼阶段没充分散开,就会出现局部浓度太高的情况,分解之后就生出不规则的大泡,要是它的分解温度和硫化速度配不上,还会出现发泡太早或者太晚的问题,直接把泡孔结构的均匀性给破坏掉。

密封件配方里要是用普通的粉体发泡剂,它的小分子颗粒在混炼的时候很容易二次团聚,尤其是胶料门尼黏度比较高,或者混炼时间偏短的时候,这个问题还会变得更突出,没散开的团聚体在硫化过程里就成了局部的发泡中心,最后长出很明显的大泡孔。和普通粉体比起来,用预分散母胶粒形态的OBSH发泡剂,就能明显改善这类状况,母胶粒里的发泡组分早就被预先包裹在聚合物载体里了,混炼的时候靠着剪切力就能很快均匀分散到胶料里,能有效降低局部浓度不均的风险,相当于在混炼开始之前,就已经完成了差不多一半的分散工作。要是你家的密封件产品批量出现这边泡密、那边泡稀的情况,不妨先去核对下助剂的投料形态和混炼工艺是不是匹配,别一上来就只调整硫化时间或者温度。

选化学橡胶发泡剂,不能光看发气量高不高,更要留意它的分解温度是不是落在你现有硫化体系的窗口里面,就拿OBSH发泡剂来说,它的发泡温度范围通常在165-175℃,这个窗口和绝大多数用硫磺或者过氧化物硫化的密封件配方契合度都很高。要是发泡温度比硫化速度最快的温度还低,气泡先形成了,硫化还远远没做完,气泡很容易在后续的交联反应里被拉伸、破裂甚至合并,反过来,要是硫化进度跑在了前面,胶料已经完成高度交联,发泡剂分解产生气体的时候受到的阻力就会特别大,最后就会出现发泡不足、闭孔率过高的问题,产品硬度往上走,密封效果反倒降下来了,调整配方的时候,建议先把发泡剂的分解起始温度,和无转子硫化仪测出来的t90做对应,确认两者的匹配区间是有重叠的,要是偏差超过10℃,就算你把发泡剂用量加得再多,也很难得到均匀的泡孔结构。

橡胶密封件泡孔大小不一?发泡剂的环保性与工艺适配是关键-1

现在橡胶密封件行业对挥发性有机物还有亚硝胺释放的要求日趋严格,不少传统发泡剂在分解过程里会产出带刺激气味的副产物,这些物质不光会影响成品的气味评级,还可能在一些高温封闭的环境里持续往外释放。OBSH发泡剂属于无亚硝胺释放体系,分解之后的残留物基本没有危害,副产物的气味也很低,这一点在汽车内饰或者建筑密封条这类对VOC有明确限值的终端场景里,已经成了选型的重要参考项,很多工程师选发泡助剂的时候,很容易只盯着发泡性能看,忽略了环保法规对成品上市的硬性要求,一般来说最好在产品的开发阶段,就同步确认目标市场的合规要求,别等产品都定型了再去找替代方案,那样会平白多出很多验证成本和时间周期。

就算助剂选型正确,工艺上的小偏差也可能让泡孔质量掉下来,比如开炼机加料的时候,发泡剂直接倒在了辊筒中央,没能全部卷进胶料里,又比如混炼之后的排胶温度太高,发泡剂在混炼阶段就已经被部分分解了,白白损失掉不少有效发气量。这类问题的排查方法其实并不复杂,取少量混炼胶做个硫化发泡实验,对比下胶料里发泡剂的实际分解量和理论值之间的差距就好,要是有效发气量明显偏低,就该去核查下排胶温度或者加料次序是不是出了问题,有些密封件厂碰到这类情况,会直接靠增加发泡剂用量,来弥补分散不好或者提前分解造成的损失,这种做法短时间里确实能稳住发泡倍率,但泡孔的均匀性会进一步变差,完全是得不偿失的。

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橡胶密封件泡孔大小不一?发泡剂的环保性与工艺适配是关键-2