一种新型的拔河用橡胶大底配方研究

清高

一种新型拔河鞋橡胶底材       
9 Z) P* X# b8 x4 j! u+ B) f拔河运动是全民分赴健身运动之一，拔河运动时根据其特点要求，橡胶大底具备超高的止滑系数，极好的耐磨性及很高的机械强度。根据以上特点要求：橡胶底材应具备相当的滑移活动性及良好的回弹性。基于拔河动动上述特征，本项目的研发在于确保其一定耐磨性与机械强度的前提下，关键在于提高橡胶底材的摩擦系数及受力面积，并必须保持其良好的弹性，材能增加抓地性，难点在于底材的配方设计必须具备较高的摩擦系数，便于拔河赛时不至于打滑，从而影响到团队整体发力，良好的耐磨性及机械强度便于延长鞋子的使用寿命。相对来说：磨擦系数越大对橡胶大底的耐磨性越差，这种关系是反比关系的，所以对配方设计来说带来了一定的难度。
因此，研发主要内容为：（1）橡胶底材的总体配方设计，包括高分子橡胶搭配体系及补强、软化、老化防护等配合体系的设计；（2）橡胶底材小样试验工艺的设计；（3）橡胶底材大生产工艺的设计。（4）浅纹、大底鞋底模设计（底部的掌与后跟是各由一个纹深在1mm以下，为小麻点花纹所构成的，其花纹设计以增加摩擦系数为宗旨，且使用平底、加宽形状，便于增加受力面积）。
& l, W2 F3 @. @" n- F本项目的配方设计思路与普通运动鞋底材配方设计有所区别。因为一切性能指标的设计首先应服从于该运动比赛或训练的实用性，超高的摩擦系数及卓越的耐磨性是配方研发的主要目标，超拉伸强度是保证橡胶鞋子具备较长的使用寿命的主要因素。
% V$ C9 \0 y- X3 L$ R7 X为此，本项目配方设计的技术创新点与要点是：（1）为了达到预定的综合物理性能及加工性能，选择天然橡胶（NR）、（BIIR溴化丁基橡胶，BR9000顺丁橡胶，设计出最佳的搭配比例，使其能满足最佳物理性能。（2）合理地配合补强体系、软化体系使橡胶底材满足设定的硬度、较强的耐磨性，并确保其较高的摩擦系数。（3）软化体系采用环烷油，其特性是透明环保。（4）并用BIIR橡胶、增粘树脂轻化松香使本配方的摩擦系数更大。（5）老化防护体系采用物理防老剂并用化学防老剂（化学防老剂采用抗氧剂并用抗臭氧剂），使其达到抗老化时的协同效应。（6）配合剂的选择及用量必须符合欧盟的REACH法规。
4 R0 C2 v; K* l9 t" J5 X实施本项目的目标是运用高分子复合橡胶材料的共混接枝改性技术，研制一种高止滑、高耐磨的专用鞋橡胶新底材。
! m' n- x  M1 D, l2 ]6 K2 y  x2、关键技术
（1）橡胶底材的高分子橡胶的搭配体系设计及共混接枝改性技术
底材橡胶搭配是配方设计的重头，经过大量试验，最终选择BR/NR/BIIR三种橡胶并用，组成了优良的弹性体共混体系，其配合比例为30/45/25，以实现其物理性能优势互补，同时促进其形成橡胶分子链的（岛相结构），达到弹性体共混接枝改性效应。
（2）橡胶底材的补强体系、软化体系、老化防护体系的设计
这也是橡胶硬度设计时的关键因素。橡胶的物理性能与补强软化剂的用量是直接相关的，补强剂的增加使橡胶的硬度上升,摩擦系数下降，但耐磨性增加，反之亦然；软化剂的用量增加使橡胶硬度下降，摩擦系数上升，但同时耐磨有所加强，反之亦然。因此，补强剂、软化剂的配合稍有不当就很难达到配方设计的初衷。
+ n/ h; z: M2 @为此，补强剂的用量只能控制在45份（以橡胶100份为基准）以下，为了确保良好的机械性能，选择价格偶联剂（SI69）来改善白炭黑的性能，并能对橡胶制品起到良的抗反原作用，同时选择了弹性最好的、耐磨性最好的BR胶为主胶，从而使橡胶的耐性能不至于下降太大。软化剂则选择了玻璃化温度较低的环烷油，环烷油对其物理性能影响相对较小，由于用量较小所以也不易抽出，浅色补强剂主要使用白炭黑，但是橡胶大底的硬度必须在55度以下，才能保持较高的摩擦系数，这样单选白炭黑作补强剂，其用量须低于45份以上才能达标，但这个用量会使橡胶生成大量的白炭黑结合凝胶，从而使橡胶的耐磨性会有所下降。配方经过大量试验最后采用白炭黑并用轻化松香树脂的补强体系，使配方中补强剂对耐磨性的影响控制在最小范围内。
本项目防老体系:采用物理防护剂并用化学防老剂体系，而化学防老剂采用抗氧剂/耐热性防老剂并作体系，使各种防老剂在橡胶中形成了防护的协同效应，起到了最佳的防护作用。经过大量的老化试验，最终确定配方的老化防护体系的基本配合为：BHT/MB/凡士林/石蜡，以100份橡胶为基准，其配比为0.7-1/0.4-0.6/0.5份。
' W& z9 e& g9 [* @* k' O3、主要的技术指标与经济指标；
3 q3 V" L+ ?; v（1）主要技术指标：DIN磨耗≤100mm3；撕裂强度≥40knm；拉伸强度≥12mpa；扯断伸长率≥550%；硬度55℃℃±2度。
2）主要经济指标：根据现有拔河鞋的市场需求和公司产能，预计项目产品投产后年产量可达6万双以上，配制整鞋后销售收入可达1000万元以上。
三、开发试验及技术工艺路线。
本项目研发试验方法及技术工艺路线如下：
1、橡胶底材配方的组成及用量：以重量含量份数为计量单位，其中NR（天然橡胶）45份、BR9000（顺丁胶）30份、BIIR25份。以上述三种橡胶100份为基准，配方中其余辅料重量份数为：S-80（硫磺）2.8、TMTM-80（促进剂）0.3、DM（促进剂）1.3  ZNO（氧化锌）5、STA（硬脂酸）SiO2(白炭黑)45、SI69（偶联剂）0.5. A1891 1 。 PEG-4000  2、10#工业特白油0.6、凡士林（工业级）2、MB(防老剂)0.5、BHT(防老剂)0.8、轻化松香（树脂）1.5、石蜡0.5、着色剂适量。

清高

还有图片不知道怎么插进去。

孤枕

又看到如此的好文章了，学习了。

华泽化工

这文章太好了，感谢清高老师

HFL889889

楼主真是大公无私，胶界的胶星。

雨中漫步

楼主精神可嘉，顶一个！

曹工

资料不错，谢谢分享！！

华泽化工

只用促进剂ＤＭ 1，3份，硫化时间会不会很慢呀

denjinlin

谢谢前辈分享！

song0307

前辈又出新作了，感谢分享。