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发表于 2009-6-8 17:08:28
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透明橡胶制作 % `# C& w: {/ s) I$ C& v {/ o4 |
! H. s {' v# z' X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。 2 [* P5 k2 t2 O( j& _
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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。 / Q8 V! N: T/ ]8 G- h0 z
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今天我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。
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一. 材料。 1 l% d5 n5 Y5 ?( {7 H W' H o
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。 ) J, ^: n# d6 M( B/ ~- ^- c; [
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二. 配方 ' q7 l& ?$ L! i8 M, m
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。 0 m* `+ m0 s+ N: ^ C
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.
2 u! K0 `( _$ a+ c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。
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3 i& {1 q T# ?- E下面我们具体谈一下牛筋橡胶配方组成 & ~/ X, ^3 U8 k9 ]. K/ W
1. 主胶
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4 P6 K% t/ \1 S: o+ P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。 + d* F9 X8 o) C( o
举个简单的配方主胶搭配的例子
+ \: B" m d ENR/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。 3 P( q6 f5 b) `4 |" }! Q: ^
如果制造浅色的制品,可以使用IR胶。 & z: F7 {1 L% |; C5 s$ m) V/ L
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SBR/SSBR 10-20 一般使用1502。溶聚丁苯使用1205或1430等。
( N% m* b* _1 T eBR 60-70 一般使用9000。外资多使用BR0150等。
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) l* P% Z$ X0 E# F以这个体系搭配的优点:
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1. 兼顾到了拉力,撕力,弹性,磨耗。 * t, L* B% Y* N
各种胶都有自己的特点,我们将其综合起来,可以取长补短。 / T& v% ?; I$ [& z' E
2. 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。
, R, N" K% c7 `$ K3. BR胶的磨耗非常好,对耐磨性的提升有非常大的帮助。
" `" b( ?; }- M- f4. 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。
6 d! S8 c0 ^. }, K% R7 G) i$ S5. 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。 $ ^: P+ M6 O. t* P; Y* \
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。
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2. 填充剂:制作牛筋半透明的使用白碳黑就可以达到效果。 7 W! y4 ~) q4 R. D. I5 \
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. ) M4 q4 P" l, o% j
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: 2 k- V5 k( P# |9 d, b' D8 F
表面积: 大于175平方米/克
* ^ q/ L3 d& ^% y2 tPH值: 6-7.5
' l6 l+ n/ ^+ M( Z含水率 5-7%
4 F; n/ ^9 s# L9 _0 C! m' S纯度 大于98%
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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。 ! t5 C1 p0 G% F2 e# p' \* `
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。 9 a& p' x3 w3 I6 G1 x
6 L. T- o$ o# f. A" s- `3. 活性剂
7 E5 O' h3 W7 ~7 K$ ?% N8 ?活性剂(又称促进助剂):
3 u8 s4 C0 N# }7 H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
. O& m" l. Q, I# W8 E(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。 ' [5 d# G H! w3 Z1 E0 [$ P* R/ a
(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。
! U: z+ ^. s/ e硬脂酸和锌氧粉的活化原理:
) u: ]0 Z$ X Y' p. ^锌氧粉+硬脂酸---->硬脂酸锌
, V( ^7 h0 P8 F硬脂酸锌+促进剂---->硬脂酸锌/促进剂之错合体
' E6 L' w5 k2 Q3 a" d硫磺+熱------->活化硫磺
, }- E, ^# l6 s2 ^5 z5 L1 q2 k
) ?) ^% j& X/ V; J硬脂酸锌/促进剂之错合体 ! n) Q7 C& Z* Y. {- G6 p" N' Q. [
橡胶+s---------------------------->硫化橡胶 - d5 f. v3 N9 }, J" m9 Q9 i
2 V' g0 c0 d* Q; K3 ]
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。 5 X& `' ]% h/ c2 x/ z$ W1 q
(3)醇胺活性剂 1 c8 r6 a9 U+ }0 t
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 0 m5 U% n" t8 D# h9 G( Q
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。
, d7 t0 _! W( \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。
8 h, O0 D: t/ ~, dB. PEG活性剂(聚乙二醇)
3 z) X1 M% E0 Y% p) o5 P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
( `2 n+ ?7 C$ Y) g( ]: u* u6 C系统,其目的: : n$ }* j- V8 O# S% H
• 避免焦烧问题. 7 ]7 F# r) p9 T: v6 O$ _
• 为固状,避免DEG液状磅秤上之困扰.
7 J' v# Y, |6 U9 }% n• 避免DEG因吸湿而导至分散不良及热压时间不稳定之困扰.
; Z* p' X0 ^" B$ [8 y% U$ w• DEG可能导致健康问题. - e2 z/ \% N( L- Z( B
1 j% `( g8 u! o# V2 m0 f6 G" c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。 . t! Z, K9 r; h( v2 U& r6 r# ^
A, N; z, B- g4 ]( s9 z5 D! B8 q' P/ t
防老剂:也称之为老防剂
8 h1 W$ ?5 K5 F B( T8 J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.
9 j0 _0 P; S. ]' j3 {8 \" e6 @3 G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。
! H+ \9 l0 J" ^# B& L) u2 V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。
, A( ]9 p, e3 k
7 u4 b9 k& E+ l M& E促进剂
, `1 u( M: ^' C2 ]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。 ' V; `8 Y( N0 g
如:DM 1.2份 + W) V/ c' D' J0 t
M 0.2份
% P5 z0 _2 a7 |1 O/ OTT/TS 0.2-0.3份。
' f2 y8 C5 O& J! f" Z我建议促进剂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。
: E: G- i M" ~) L或者换一种促进剂体系: 2 S1 h4 [0 ^# \0 s; B, p, V
CZ/NS 0.8-1.0份。 0 o& I, i6 x9 K R
TT/TS 0.2-0.3份。 6 n$ \$ L/ @( Q
/ g/ Y1 A* ?0 z7 k/ ~7 L
硫磺的用量固定在1.5-2.0份之间。
9 @! k$ c, ]7 T8 V) _ ^% A% p' {& u& j. R$ }4 _. x5 L8 h; l8 K: p7 E
根据以上的点评,我们可以得出牛筋料的基本配方如下:
) F6 v% X8 l3 E% j* W/ R' ?
4 P; @5 N" y6 W, a( V) a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。 3 A! j; K1 U0 p
! e' T8 `, u' G* a' ?/ e
天然橡胶或IR 25 H$ Y8 [2 ~+ {6 O
SBR/SSBR 10
. O* t @. W r2 ?8 @9 ]BR 65
0 \$ _4 P. j7 G- q+ f% s白碳黑 50 ( r. l" t+ o8 w1 E- X
PEG/DEG 4-5 . E- Z# w2 ?. I2 ?
碳酸锌 4.5 7 H3 D" c$ B) {4 U, c# n
硬脂酸 1
& U' D7 P; K' O/ W* d7 V1 y油 3
w2 S. P9 g. d, v: a9 e vDM 1.3
' u1 C6 j4 O- d3 bM 0.2 8 T5 v. G7 p1 r, i9 z
BHT 1 : O# A" F8 L( K2 g% M
微晶蜡 0.5
* {$ Z4 ^: U- h: w( mTT/TS 0.2-0.3 1 x+ d6 A3 F/ Z$ `+ j, C; U
S 2 ) x6 ?* K, g6 l( o1 @# f# A% A
3 _. q8 e( V6 s请大家记住这个配方。是国际最先进的牛筋料配方体系的骨架。
6 b* [4 s- _- D- Q! {& ^/ ~) `" m2 r7 Y2 v' f* R' w# {
- E* t. P J0 d+ \
工艺流程的掌控 3 j+ O4 z6 S" O6 p0 K6 i+ z
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。 ) l7 b ]: B1 f1 C) O5 `+ g$ i
一. 密炼机打料注意事项: B$ K8 i' Q2 \+ U& k5 G
1. 顺序。从理论上考虑,打料应该分为3段。
, f6 l G4 u6 F# I% u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。
: s! D* q4 j6 V8 u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。
N+ r/ X" Q9 u6 H( c& w9 ~" W2 \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。
+ V' `2 f# C0 q( z) S5 Y- e e4 d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. 6 N1 ^' R( G" u$ I
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。 . `% }- K0 A& V4 N
同样,加硫后也稍微停放几个小时再生产比较合理。
" @; P/ k; \6 A" |' b* Z
7 H1 j3 [- N. j! y& N二. 热压的温度 ! G1 V7 G8 G1 N6 D4 i
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。 ; f( y( u) j% `9 |6 T
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。 4 s9 O# I. s+ n6 j. o
/ s" i; J8 x, C4 j; ^, I6 b
异常解决之 吐霜。
' I8 I' ]" Q5 \# D6 T5 w+ [2 [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 2 h; j0 h% l/ _5 r+ y
什么都不加!这不可能。 2 F6 j" X! T( E2 C+ p! D
2.少加,合理的加. + }$ x( j3 ]% S& `! f S; o
什么叫合理的加?
A* R" L. e) H2 A+ c6 u) ^普通的鞋底的添加剂正常操作安全用量如下 5 Y: c" e2 V- q; t; V* g
DM 1.5份以下 多了浪费,会吐出。,
; p5 `2 G5 z3 p& l6 i% I2 RM 0.3份以下 多了很容易死料,尤其是夏天更难操作。 T, ]0 l: v; e# z: P, F
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。 2 f4 t$ n$ [' e. u' v' p7 v4 Z4 \! s, g
CZ/NS等 1份以下
. M: b7 ]' y6 E4 s" aTT/TMTM 0.2份以下 多了撕力差,胶料变脆
( D( ^, h5 ~7 L! y* H9 CS 2份以下 8 z4 T: w" N& F) _( f0 {) p9 s7 y" ?
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。 3 ?1 e: u1 W7 n7 L
硬脂酸 1份以下 加多会跑出。
6 q5 O: `$ x; Z$ G6 Q. c氧化锌/碳酸锌 5份以下 - N7 |/ ~$ c7 b# T# E8 P
防老剂 1份以下 1份正常可以保证2年的正常老化. 6 L# ]1 z; [& @: R
蜡 0.5份以下
0 [* L& \. Q6 M1 jDEG/PEG 60-90克/公斤 ! `2 [* C6 z* x+ V* Y: V9 d: l( Y
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.
% @/ r: s1 H) |* YDCP 1.5份.
, K: r+ {5 _3 P( X1 E' P9 s分散剂 1份 5 x. G b" a) X5 c6 t
树脂 尽量不加。
% D. S% D: h# n' q# U4 Y; }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。 / g* a6 Q; U* I2 C$ a: _
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. ) x w9 _& {( S0 ?# T
碳酸钙 多少都可以,但要注意和白碳黑的酸碱配合了. # Z' D% G' m' e+ B
* S' r! S: x7 z5 D' x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。
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- ^$ U0 D+ ~, g5 J/ c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。 5 J; @* a& G7 {7 N' J
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。
* ^) d7 u" q7 r: M$ f/ G
4 Q0 E" a" \6 c5 }' Q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。
J# G6 b6 x7 x! @# ]. o技术是一种沉淀和积累。我希望我们各橡胶企业能够再重视一点,有了技术才可以健康的发展。 |
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