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 20  专注高分子材料

抗紫外线、抗黄变

产业知识—谈谈EVA材料的发泡应用



       EVA全称为乙烯-醋酸乙烯共聚物,一般醋酸乙烯(VA)含量在5%~40%。与聚乙烯相比,EVA由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体,从而降低了结晶度,提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能,被广泛应用于发泡鞋料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电缆及玩具等领域,一般来说,EVA树脂的性能主要取决于分子链上醋酸乙烯的含量。抗黄变剂在有耐候耐黄变的EVA成品配方中具有重要的应用。本文主要简述EVA材料的发泡知识。

       衡量一种化学发泡剂好坏的主要技术指标有分解温度、发气量、分解速度和分解放热等。常见的EVA发泡剂简述如下。

       一、发泡剂AC(ADCA)。

       EVA发泡主要采用的发泡剂为偶氮二甲酰胺,该发泡剂发气量大,发气量稳定,分解速率快,在EVA发泡行业得到了广泛的应用。偶氮二甲酰胺为淡黄色粉末,无毒、无味、不变色、不污染,是一种稳定性较好的发泡剂。分解产生的N2、NH3、CO2(其中N2占65%;CO2占33%;NH3 3%);分解温度在195-200℃,发气量为200-220ml/g。目前常用的改性AC发泡剂按分解温度分为高温AC发泡剂(分解温度200℃)、中温AC发泡剂(分解温度165℃)、低温AC发泡剂(分解温度135℃)。

       二、发泡剂OBSH/OT 。

       4,4’-氧代双苯磺酰肼为白色粉末、无毒、无味、不变色、不污染,膨胀率较小,分解温度和硫化温度相近。不加发泡助剂就能形成较均匀微孔结构,收缩率比发泡剂H和AC都小,宜于制造尺寸要求比较严格的制品。对氯丁橡胶的硫化还具有活化作用,特别适用于氯丁橡胶的发泡剂。

       三、发泡剂H(DPT、BN)。

       为淡黄色粉末,不变色、不污染、有气味,在热和酸的作用下,会析出大量的气体和热量。所产生的甲醛可用发泡助剂使之消除,但残留的胺会使海绵橡胶带有鱼腥味。加入尿素、三聚氰胺和某些氨基化合物,可以部分地减弱这种气体。由于发泡剂H分解速度快、产生的气体(N2、NH3)量大,如胶料熔体强度不够,易使海绵橡胶的孔壁破裂,形成开孔,而且当内压减小时,收缩也较大。因此,使用时要注意其用量及发泡助剂的选择。

       四、氧化锌在EVA发泡过程中起着至关重要的作用,其分散在EVA胶料中,炼胶时作为热传递导体,可使制品的发泡过程中各区域温度一致,缩短硫化时间,同时避免胶料局部过热而烧焦或老化。另外,交联剂、硬脂酸等功能性助剂也可以选择性添加。

       EVA有几种不同的方式发泡,但发泡原理都是将气泡引入原料中。当EVA材料处于半液态时,将发泡剂作为固体引入,当组合被加热时,发泡剂将膨胀并产生气体,在整个塑料产品中留下气泡。EVA常见的发泡工艺阐述如下。

       1、平板发泡(大发泡)。它是非常成熟的发泡工艺。EVA用这种发泡工艺做出来产品主要用于软垫、卷材等方面,鞋材方面也有,但较少。在鞋材方面,平板发泡工艺流程可概括为:发泡物料混合密炼-制成片材置于模具中发泡-发泡片材进行裁切、磨边等-鞋底成品。

      平板发泡工艺优点主要是机器设备成本相对较低、工艺技术要求不高,缺点是边角料多,交联发泡后EVA难以回收,造成原料浪费,同时生产效率不高。

       2、模压发泡(小发泡)。模压发泡又叫小发泡,是鞋材EVA发泡的经典工艺。它又分一次发泡和二次发泡,其中二次发泡出来的EVA鞋中底又叫PHYLON,俗称飞龙,在缓震性能和弹性方面远比一次发泡EVA鞋中底好。

       模压发泡工艺可概括为:配方物料混炼造粒- 称重放入模具- 一次发泡成型。如有需要二次发泡成型,则将一次发泡粗胚磨掉表皮,压入成品模具内,通过加热和冷却两个步骤即产品成型。模压发泡工艺优点在于发泡条件灵活,工艺非常成熟,与平板发泡相比,减少了边角料的浪费。但和注射交联发泡工艺相比,其缺点主要在于生产效率较低,能耗高,工艺条件对产品物性影响大。

        3、注射交联发泡。是目前较先进的EVA系鞋中底发泡工艺,目前鞋材大厂主流EVA发泡工艺都是注射交联发泡。该工艺可以极大地提高生产效率,且一次射出成型,几乎没有边角废料,但其处理伸缩的流程要比模压发泡复杂一些,由于尺寸伸缩会导致成品精确性有些许出入。

       注射交联发泡工艺流程: EVA原料、改性料、化学助剂、填充料等在密炼机密炼好-倒料过轮台两次后投入造粒机造成颗粒- 检验好EVA原料进入注塑成型-EⅤA中底成品。

       最后来讨论下EVA发泡中常见的问题分析。

       一、产生针孔。

       产生原因主要有:发泡剂分散不均匀,造成发泡剂集中,分解气体堆积形成粗孔; 其他物料(胶粒、填充料)中含有粗颗粒或杂质造成分散不良,而形成粗孔;助剂吸潮,水份过高,发泡过程形成蒸汽孔;氧化锌分散不均匀造成导热效果有差异,或导热不均匀造成AC分解不均匀形成粗孔;架桥不足或发泡太快都可能形成粗孔;交联剂过量会形成光滑的大孔。如果是粗孔也是分布比较均匀的(多余的交联剂在熔融状态下形成堆积,与蒸汽孔相似)。

       二、发泡倍率不均一。

       产生原因主要有:模具的温度不均匀,影响发泡剂分解和架桥剂起架桥作用的时间和程度,从而造成发泡倍率不均匀;架桥是否完全分解起交联作用,会影响到收缩比例;助剂的品质不稳定或分散不均匀,也会造成此情况。

       三、出现色差。

        产生原因主要有:AC发泡剂的残渣为深棕色,是造成色差的原因之一;AC的颗粒粗细不均匀,使粗颗粒的AC分解不完全,其没分解部分为土黄色,也会造成色差;制品泡孔密度不均匀也会造成色差,粗处颜色较深;氧化锌的含量高低,锌的金属光泽反射也会使颜色在视觉上的不同。

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