胡明进

　　pu发泡球一款非常有弹性的产品，具有令人喜爱的软触感和丰富的触觉感受;非常容易喷漆着色、印染各种图案后外表美观,给人以赏心悦目的视觉享受。可制成各种球类玩具,深得小朋友喜爱,在玩具制品、生活饰品、健身器材等方面都获得了广泛的应用。pu发泡球常见的规格有直径为28 mm、40 mm、48mm、56 mm、62 mm、72 mm、90 mm等。

　　采用通常的模压膨胀法生产时存在以下缺点：本系列pu发泡球类为厚实制品,橡胶材料的导热性能比较差,在硫化过程中表面和中心的受热程度不同,容易引起孔径不均匀,中心欠硫、表面过硫等缺陷;在开模时压力变化剧烈,很容易导致球体开裂;球体的后收缩比较大,尺寸不易掌握;受模压平板规格的限制,每模只能生产2～4个成品,生产效率较低、能耗大。为了克服上述缺点,本研究采用了充模法,在常压下用热空气作硫化介质,采用自行设计的红外线灯管加热箱,在胶料配方、工艺、硫化设备的设计方面进行了详细的研究,使上述问题得到了圆满解决。

　　pu发泡球配方设计

　　1、主体材料

　　根据pu发泡球要求手感柔软、机械强度适中、弹性性能优异,球体自由落体后回弹高度达70%以上的要求,拟选用弹性较好的天然橡胶(NR)作为主体材料。

　　2、发泡体系

　　为了获得较低的视密度、高发泡倍率的海绵,选用了发泡剂H进行发泡。此外,发泡剂H的分解放热量大,有利于弥补球体内部深层处的欠硫。但其分解温度较高,硫化初期分解量少,分解过程中产生鱼腥异味,为此,并用部分发泡助剂尿素脂BK。BK在胶料中分散性良好,能够使H发泡剂分解温度下降至120℃～125℃,并能有效去除H发泡剂分解后残留的异味。实验证明,BK助剂用量和发泡剂H用量的比例达到1∶1时,所制备的pu发泡球基本上无H发泡剂分解所产生的异味。在实验中发现,者发泡剂用量过大,其分解产生的气体会在胶料内形成过大的压力,致使球体炸裂;发泡剂用量过小,则发泡倍率小、回弹性差。通过实验终确定,H和BK的总用量为5份～6份较好。

　　3、硫化体系

　　一种胶料能成功发泡,重要的是胶料的硫化过程与发泡剂分解发气过程应基本同步;硫化橡胶泡孔壁对气体膨胀力的阻力,应等于或略小于析出气体对泡孔壁的膨胀拉伸力。

　　4、补强填充及软化体系

　　考虑到pu发泡球是浅色制品,故不宜加炭黑,主要采用轻质碳酸钙。活性白炭黑的粒子非常细,有利于促进孔胚的形成,主要是作为成核剂来使用。但在实验中发现,白炭黑会延迟硫化、降低弹性性能,故用量要适中。

　　采用该工艺方法的每一个硫化周期即可生产数百乃至上千个pu发泡球,具有设备少、效率高、能耗低的优点。利用充模法可以制造几何形状复杂的pu发泡球这一优点,我们先后推出了一系列pu发泡球产品,为企业创造了良好的效益。