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EVA 发泡体系(鞋材 / 包装 / 功能缓冲材料)的工业实践整理,ZnO在有机过氧化物发泡体系中的真实作用机理及常见问题

一、ZnO 在 EVA 发泡中的核心作用

1. 发泡反应的协同催化与窗口调控

在 EVA 化学发泡体系中(如 AC、OBSH + DCP):

  • ZnO 可与发泡剂分解产物发生协同反应
  • 降低发泡剂分解温度
  • 扩大发泡有效温区,使发泡与交联更同步

实际效果:

  • 发泡更均匀
  • 泡孔更细密
  • 减少“先交联、后发泡”或“先发泡、后塌泡”的失配问题

2. 泡孔结构调节(成核作用)

ZnO 本身为无机微粒,在熔融 EVA 中可充当异相成核点

  • 增加泡孔数量
  • 降低单孔尺寸
  • 改善泡孔圆整度与分布一致性

对成品的影响:

  • 回弹性更稳定
  • 压缩形变(Compression Set)改善
  • 表观更细腻,减少“大孔、串孔”

3. 交联反应的辅助促进

在 DCP 交联体系中:

  • ZnO 可促进自由基反应效率
  • 改善 EVA 分子间交联均匀性

表现为:

  • 发泡倍率稳定
  • 成品密度波动减小
  • 批次一致性更好

4. 抗老化与热稳定的副效应

ZnO 具有一定的:

  • 热稳定性提升作用
  • 酸性副产物吸附能力

在高温发泡阶段可:

  • 减缓 EVA 主链热降解
  • 改善制品耐热、耐黄变趋势(有限)

二、ZnO 在 EVA 发泡中常见问题及根因

问题 1:发泡倍率不足 / 发不起来

可能原因:

  • ZnO 添加量过高
  • ZnO 活性过强,导致发泡剂提前分解
  • 交联过早锁死熔体

典型现象:

  • 密度偏高
  • 板材发硬
  • 泡孔小但数量不足

建议控制:

  • 常规用量:0.3–1.0 phr
  • 高活性 / 纳米 ZnO 建议 <0.5 phr

问题 2:泡孔粗大或不均

可能原因:

  • ZnO 分散性差,局部团聚
  • 粒径分布过宽
  • 表面未经处理,与 EVA 相容性差

结果:

  • 局部大孔、串孔
  • 表面麻点
  • 力学性能不稳定

改进方向:

  • 选用粒径 D50 稳定、分布窄的 ZnO
  • 优先考虑高分散型 / 表面改性 ZnO
  • 避免直接高速干混后立即发泡

问题 3:焦烧 / 提前交联

根因:

  • ZnO 催化活性过强
  • 与 DCP、促进剂协同过度
  • 混炼温度或停留时间偏高

表现:

  • 混炼阶段粘辊
  • 模压前已明显增稠
  • 成品泡孔塌陷或不发泡

对策:

  • 降低 ZnO 用量
  • 选用低活性或包覆型 ZnO
  • 严控混炼温度(通常 ≤110–120°C)

问题 4:颜色偏黄 / 表观变差

可能原因:

  • ZnO 纯度不足(Fe、Pb 等杂质)
  • 高温下副反应生成色基
  • 与抗氧剂体系不匹配

建议:

  • 使用高纯度、低金属杂质 ZnO
  • 避免高铁间接法低端料
  • 重新匹配 AO / UV 体系

三、不同类型 ZnO 在 EVA 发泡中的适配性

类型适用性主要风险
传统间接法 ZnO成本低、通用活性波动大、杂质风险
直接法 ZnO稳定性好成核能力有限
高活性 ZnO低添加、高效率易焦烧
纳米 ZnO泡孔极细极易过度催化、分散难
表面处理 ZnO最优综合表现成本较高

四、鞋材 EVA vs 通用发泡 —— 客户需求差异

项目鞋材 EVA通用 EVA 发泡
核心关注回弹、脚感、外观密度、成本、稳定性
泡孔要求细、均、弹发得开、不塌
ZnO 关键点分散 + 温和活性稳定 + 窗口宽
最怕问题硬、死泡、不回弹批次不稳、发不满

五、选型一句话

应用ZnO 推荐方向一句话卖点
鞋材 EVA分散型、温和活性“脚感软、回弹稳”
通用发泡活性稳定型“发泡窗口宽、不挑工艺”
高倍率中等活性“发得开、不塌泡”
批次敏感客户低波动型“少调机、少返工”

六、AC 与 OBSH 的本质差异(销售理解用)

项目AC 发泡剂OBSH 发泡剂
分解温度偏高偏低
出气速度快、集中温和、持续
对 ZnO 敏感度很高中等偏高
最怕问题提前交联、气出不来出气拖尾、倍率不足
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