半透明橡胶的配方和工艺

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透明橡胶分为2种,一种是半透明橡胶,俗城牛筋底。另一种是纯透明橡胶,俗称玻璃胶。今天我们主要谈半透明橡胶的配方和工艺。

全国的工厂都在生产牛筋底,可是能真正严格按照工艺流程来操作,能达到配方设定的理论值的没有几家。原因在于一是为节省成本,二是不懂的正规的工艺流程到底该怎么做。大部分的都在抄别人的,只要颜色能接近,能做到半透明就好了。

 

今天所讲的是一种可以达到理论配方设定的配方和工艺流程,以此为框架基础,可以制作出达到国际上2000年左右先进水平的物性标准。同时也可以达到制作NIKE和ADI等产品的标准。为何说无法达到目前国际最新的水平,是因为受材料和我们的理念的限制。

    一. 材料

材料对物性的影响是非常重要的。目前我国的橡胶材料方面的发展非常大。基本上通用材料方面可以达到90年代的国际的水平。但不同的厂家的材料质量差别很大。如大家都在用的白碳黑,有的要6000元一吨,有的只有3000。如果想做物性好的产品,请选择正牌生产厂家的产品。给我印象最深的是原先我在外资企业的时候,检测室测试成品鞋水洗实验,都必须使用美国的一个品牌的洗衣粉来测试。并且十年时间都是如此。是中国的洗衣粉质量不好吗?不是的,而是追求的一个稳定性。原材料你可能会多花一点钱,但是在生产中异常减少,次品减少,也是相当于省钱了。一般的工厂往往在解决生产异常的方面花的心思最多,也最烦心的。大家应该都有晚上连夜不睡觉来处理问题的情况。

    二. 配方

中国的制鞋橡胶厂最缺什么?技术!大家都应该有同感,为了找一个好的师傅,都要求人,为了一个好的配方,都要花大钱!请不来全职的,就请兼职的。为了原材料商的技术指导,还要花钱买原材料商的材料等等。

优秀的RB配方必须同时符合三个基本要求:物性,成本与加工性这三者最佳平衡.须经多次优选并经量产考验才能最后确定配方的组成。

配方设计是一个非常复杂的工作,设计配方者需要根据要求的各项物性指标合理的选择主胶和配合剂,同时要求设计者熟悉各种操作机台的特性,来综合考量,同时也需要考虑环保等因素。目前我国的整体配方技术水平要落后国际水平30-40年。因为解放前我们的技术工业是空白,解放后又遭受了文革等事件,等到我们回过头来才发现,已经落后太多了。

下面我们具体谈一下牛筋橡胶配方组成:

2.1、主胶

正常搭配应该为天然橡胶NR或IR搭配丁苯橡胶和顺丁橡胶的体系,是以顺丁橡胶为主的体系。目前大部分的工厂还在采用以天然和丁苯橡胶为主的体系,原因是顺丁橡胶在60年国际上才投产,中国67年才开始投产,而这个时候正是文革时期,中国的技术遭到了灭顶之灾。根本没有人来研究这些新的材料的使用。在大量的制鞋橡胶厂举办的初期,只有国营厂的老师傅有几个配方传到外面来,大家依照着做。真正的技术发展是外资进入中国后,外资的技术外流造就了中国的制鞋技术。所以中国的制鞋业应该感谢外资。

举个简单的配方主胶搭配的例子:

NR/IR 20-30 国际都使用马来西亚标准橡胶。国内大部分都使用3L标胶。

如果制造浅色的制品,可以使用IR胶。

SBR/SSBR 10-20 一般使用1502。溶聚丁苯使用1205或1430等。

BR 60-70 一般使用9000。外资多使用BR0150等。

以这个体系搭配的优点:

  1. 兼顾到了拉力,撕力,弹性,磨耗。

各种胶都有自己的特点,我们将其综合起来,可以取长补短。

  1. 以BR胶为主体,填充剂和油类的用量可以高很多,可以降低成本而物性降低不明显。
  2. BR胶的磨耗非常好,对耐磨性的提升有非常大的帮助。
  3. 以顺丁橡胶为主的配方,促进剂用量要比丁苯橡胶为主的少1/3左右。可以降低成本,也降低了促进剂用量过大会引发的吐霜等异常。
  4. 顺丁橡胶的弹性在通用橡胶里最好,做成的鞋底不容易变形。

顺丁橡胶为主的配方同时牵涉了另外的问题,就是耐磨了就打滑,尤其是BR胶会产生湿滑。这时候就要搭配另一种丁苯,溶聚丁苯橡胶。此橡胶有非常优秀的抗滑性。大家都知道高档的玻璃胶不打滑,就是因为里面并用了溶聚丁苯橡胶。

2.2、填充剂

制作牛筋半透明的使用白碳黑就可以达到效果。

白碳黑(SiO2*XH2O):为配方中使用最广泛的填充剂,在配方中的用量一般为30-60PHR之间,目的为了降低成本,提高胶料强度,降低胶料流动性.

白碳黑的质量直接关系到橡胶的物性。国际上的普通白碳黑一般标准如下:

表面积: 大于175平方米/克

PH值: 6-7.5

含水率 5-7%

纯度 大于98%

白碳黑的表面积越大,说明补强性能越好,对胶料的物性提升越大,反之胶料会变硬,没有韧性,出料片都很困难。

酸碱度也很关键,如果不稳定的话,有时候生产时会发现有的很快就死料,有的还不熟。

2.3、活性剂

活性剂(又称促进助剂):

是用来帮助促进剂增强共活性和效能,最常用者为锌氧粉(碳酸锌)/硬脂酸

(1).司的令(硬脂酸):与锌氧粉结合溶化后生成硬脂酸锌,因硬脂酸锌有滑润特性可帮助脱模,改善roll太粘的操作性,但使用过多影响后段加工粘着.正常用量为1PHR。

(2)锌氧粉(ZnO):在配方中除做为加硫活性剂外,也提供较高的热传导率,对厚制品或厚薄不一的制品影响甚大. 正常用量为4-5PHR。

硬脂酸和锌氧粉的活化原理:

锌氧粉+硬脂酸---->硬脂酸锌

硬脂酸锌+促进剂---->硬脂酸锌/促进剂之错合体

硫磺+熱------->活化硫磺

硬脂酸锌/促进剂之错合体

在牛筋底料中一般使用透明锌氧粉:颗粒更细,折光率与普通橡胶相近,透明性佳。用量可以比普通氧化锌的用量稍微少一点。

(3)醇胺活性剂

增加PH值中和白烟酸性,活化白烟表面,增强白天烟与橡胶分子的结合

A.DEG活性剂(乙二醇,易吸湿).鞋底配方用量约60-80克/公斤白烟,主要根据白烟的酸碱度决定。白煙正常PH值為 6-7.5范圍內.PH值越小,乙二醇用量越大。

注意DEG的用量,过多将导致胶料偏碱性,影响硫化时间和促进剂的促进效果。

B.  PEG活性剂(聚乙二醇)

先进的配方使用PEG+1987(尿素类,脂肪酸类混合物)来取代以往之DEG促进剂系统,其目的:

避免焦烧问题.

为固状,避免DEG液状磅秤上之困扰.

避免DEG因吸湿而导至分散不良及热压时间不稳定之困扰.

DEG可能导致健康问题.

硅烷类偶联剂如SI-69主要作用于白碳黑与橡胶结合。故也可分为活性剂。

2.4、防老剂:也称之为老防剂

为避免橡胶在使用过程中受到紫外线及臭氧攻击以及热金属的催化,屈曲运动之影响而发生橡胶表面龟裂,发粘,硬度增加或降低等劣化情形,在橡胶配方中常常合并添加2-3种(少量)老防剂使表面形成保护膜而更增其抗臭氧等侵害,以达到多种不同的保护作用,但量太多会造成吐霜.

普通的牛筋料可以使用SP防老剂,但SP会影响透明度,那么我们选择透明度好的264就可以了。用量1份。

同时也要搭配微晶蜡等。我们加蜡的目的是让它吐出来覆盖在橡胶表面形成隔离层。来隔绝臭氧对橡胶的破坏。用量不要多,0.5份就够了。如果太多,对粘着的影响很大。

2.5、促进剂

一般工厂的促进剂用量都很大。其实经过合理搭配用量可以减少1/3,而且操作更方便。

如:DM 1.2份

M 0.2份

TT/TS 0.2-0.3份。

建议促进剂D少加或者不加。因为D具有很大的污染性。加的少可以中和DM和M。提高它们的活性,但如果加超过0.5份,就会抑制DM和M的效果。如果非要加,我建议不超过0.3份。

或者换一种促进剂体系:

CZ/NS 0.8-1.0份。

TT/TS 0.2-0.3份。

硫磺的用量固定在1.5-2.0份之间。

根据以上的点评,我们可以得出牛筋料的基本配方如下:

标准:磨耗阿克隆0.4以下,硬度65度正负3度。拉力大于100公斤/平方厘米。延伸率大于400%,撕力大于35。300%拉力大于35。室外老化保证2年。

天然橡胶或IR 25    SBR/SSBR 10     BR 65    白碳黑 50    PEG/DEG 4-5    碳酸锌 4.5    硬脂酸 1  油 3    DM 1.3    M 0.2     BHT 1     微晶蜡 0.5     TT/TS 0.2-0.3     S 2

三、工艺流程的掌控

有了好的原材料,有了好的配方也只是成功了一半,接下来我们谈一下工艺流程的控制。

3.1、密炼机打料注意事项:

顺序。从理论上考虑,打料应该分为3段。

第一段, 主胶混炼,时间2分钟,温度控制在80度以下。为什么要先混炼橡胶均匀后才可以加粉呢?因为没有混炼均匀就加粉,不同的橡胶混入粉类的比例是不同的。会造成填充剂不均匀。

第二段, 加入2/3的白碳黑和粉类油类。混炼2分钟。温度控制在100度以下。

第三段, 加入1/3的白碳黑和促进剂类。混炼2分钟卸料。温度控制在130度以下。

密炼机最好打到120度以上卸料.因为配合剂大部分要溶解在里面才可以达到最好的效果.如果溶解不好,那么促进剂效果受影响的.那就要多加.加多了你说会怎么样?另外分散不好的话,成团的在橡胶里面也会迁移的呀。

3.2、胶料停放

胶料打好了怎么办?很多厂的做法是冷却后加硫压鞋子。其实,最好是能够让胶料冷却后停放24H后再加硫。因为在高速密炼机的作用下,橡胶的分子被打的很散乱,需要一个时间让橡胶分子来重新聚合,并且配合剂等在胶料中也有一个再均匀迁移的过程。可以明显提高胶料的韧性。

同样,加硫后也稍微停放几个小时再生产比较合理。

3.3、 热压的温度

大部分的鞋厂少则155度以上,多的可以达到170度,可以90秒出模.这样也怪不得异常多。

正常的高温快速硫化体系是145-155度之间,时间5分.因为我们的原材料和添加剂等都是按照这样的标准来生产的,超过的话对物性摧残很大。高温使材料失去了作用。

3.4、异常解决之吐霜

吐霜原因非常复杂,总的来说还是配合剂的溶解度的问题。我列举了一些我们常用的配合剂的最高用量,来和大家共同探讨一下。

什么都不加!这不可能。 2.少加,合理的加. 什么叫合理的加? 普通的鞋底的添加剂正常操作安全用量如下:

DM 1.5份以下 多了浪费,会吐出。,

M 0.3份以下 多了很容易死料,尤其是夏天更难操作。

D 0.3份以下 少一点可以活化促进剂的效果,多了会抑制促进剂的效果,而 且污染很严重。

CZ/NS等 1份以下

TT/TMTM 0.2份以下 多了撕力差,胶料变脆

S 2份以下

油 5份以下 ,最好不加. 如果非要加尽量不超过10份,超过后完全不敢保证。

硬脂酸 1份以下加多会跑出。

氧化锌/碳酸锌 5份以下

防老剂 1份以下 1份正常可以保证2年的正常老化.

蜡 0.5份以下

DEG/PEG 60-90克/公斤

偶联剂 0.3-1份 1份已经可以做非常好的物性了.多加了改变不大.

DCP 1.5份.

分散剂 1份

树脂 尽量不加。

防吐霜促进剂 没有促进剂能防吐霜的。只有配合的合不合理。

混合促进剂 尽量不要用。有1/3的M在里面,夏天难做呀,不要的好.

碳酸钙 多少都可以,但要注意和白碳黑的酸碱配合了.

一个好的产品,需要优质的原材料,优秀合理的配方,先进的机械设备以及军事化管理下的严谨的操作才可以达成。

目前我国所有的中小型制鞋橡胶厂都存在着技术含量低下,配方不合理,流程不规范而造成品质很差,能耗大,浪费大的现象。停留在60-70年代水平上。归根结底,还是技术开发力量薄弱造成。

现在我们的制鞋业存在四大弱点。一是人力资源缺乏,一些管理、研发、设计人才引得来,留不住,熟练工人不足。二是企业创新能力低、中小企业大部分仍以仿冒抄袭为主,产品同质化严重,差异性小。三是缺乏自己出口品牌,鞋类出口大多属于未料加工,贴牌加工,定牌生产,真正属于自己的独立品牌出口较少。四是出口市场相对集中,产品定位趋同化、企业间存在无序竞争相互压价。

温州和晋江两地的鞋厂和橡胶厂多达数千家,近年来的趋势是不断的倒闭一些小型的,无竞争力的企业。大家也在感叹生意难做。诚然,国际大环境对制鞋业的转移是一方面,但同时也暴露出我们的中小型制鞋橡胶企业毫无竞争力,无法拿得出好的产品。

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