生胶配方设计要点（牛筋底）

王炽烽

一．材料
% [3 U2 p4 U3 G8 a1 ^材料对物性的影响是非常大的。目前我国的硫化鞋助剂发展很快。通用材料方面基本上可以达到90年代的国际水平，但不同经销商、厂家的材料质量差别很大。如大家都在用的白炭黑，有的要6000元一吨，有的只有3000。如果想做物性好的产品，请选择正规经销商和正牌生产厂家的产品。给我印象深刻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。一般的硫化鞋厂往往在解决生产异常方面花的心思最多，也最烦心的。大家应该都有晚上连夜不睡觉来处理问题的经历。

二．配方
中国的硫化鞋厂最缺什么？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，还要花大钱！请不来全职的，就请兼职的。

$ K9 o( V9 f! N3 z" \优秀的硫化鞋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。

9 F8 Z7 j, U) m- x/ j  ^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，还要考虑环保等因素。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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2 z( p  i9 d. O9 E0 R( }下面我们具体谈一下牛筋底配方组成。
1.主胶
" W$ `2 Z1 X1 k0 L% |* f+ E. W. I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。在大量的硫化鞋厂举办的初期，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。
) n2 u$ [+ x9 R3 l) }
$ }  W& x& x! p1 G4 e0 v* M: f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。
% Z/ x7 o! j% a如果制造浅色的制品，可以使用IR胶。
* q' R/ a! t1 {' ]- c9 _SBR/SSBR 10-20 一般使用1502。溶聚丁苯使用1205或1430等。
9 [, j2 k/ s  K# |) ~- P+ }5 t! y+ yBR 60-70 一般使用9000。外资多使用BR0150等。

( E+ `$ N: p1 g1 q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。
0 K: ^9 e; Z- l. g2.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 k5 x+ w& X& C# v3.BR胶的磨耗非常好，对耐磨性的提升有非常大的帮助。
! K$ X' ]* Y( n5 Y7 @4.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。
5.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.填充剂
$ T- e  S$ w5 o, ?& B制作牛筋底使用白炭黑就可以达到效果。
5 d  u. e4 m) F* C) \白炭黑(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。
白炭黑的质量直接关系到橡胶的物性。国际上的普通白炭黑一般标准如下：
- O& q* L+ ~. |: x& i, I/ g表面积： 大于175平方米/克。
6 p9 S6 v" k  Y! a& RPH值： 6-7.5。
6 Y; r* Z! u4 q8 w' a+ A含水率 5-7%。
纯度 大于98%。
白炭黑的表面积越大，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。

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。
- `& ~3 v/ @2 s4 H; p+ Y(1)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。
$ f& \2 F3 U% V" f3 R* V' ~1 N(2)锌氧粉（ZnO）：在配方中除做为加硫化活性剂外，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
# [1 U- O1 z+ u硬脂酸锌+促进剂---->硬脂酸锌/促进剂之错合体
硫磺+热------->活化硫磺
, C5 @0 q" P* i5 T  v5 H硬脂酸锌/促进剂之错合体
0 ~" c. U+ S+ V1 L) Z2 o) N0 f! I2 ~橡胶+S---------------------------->硫化橡胶
6 B  g% u* k/ v9 n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。
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. A% X, A2 Q" B6 _) }) p: V" u2 M(3)醇胺活性剂
5 f4 Z4 w) V( w& D$ b  e* c增加PH值中和白炭黑酸性，活化白炭黑表面，增强白炭黑与橡胶分子的结合。
A．DEG活性剂(乙二醇,易吸湿)。牛筋底配方用量约60-80克/公斤白炭黑，主要根据白炭黑的酸碱度决定。白炭黑正常PH值为 6-7.5范围內。PH值越小，乙二醇用量越大。
  E( B3 D* E! r6 `4 h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。
9 _  F4 s5 ^/ i5 H( bB. PEG活性剂(聚乙二醇）
. j9 k0 U) o& g" X& r先进的配方使用PEG+1987(尿素类，脂肪酸类混合物)来取代以往的DEG促进剂系统，其目的：
+ I6 ]4 Z1 i" |# S防止焦烧。
* a6 `/ c+ k5 u为固状，避免DEG液状磅秤上之困扰。
; V5 d/ Y5 x8 N" `9 f+ _! r) a" [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主要作用于白炭黑与橡胶结合。故也可分为活性剂。

* }5 m2 X% o; ~: S4.防老剂
! G/ X5 I5 t' V: v: `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)防老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。
  `- j" \; j$ Z% D& H( @, o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。

/ Q9 Q4 e& [/ a1 x- v% p1 [5.促进剂
一般硫化鞋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：
/ _: @3 O. j: U/ ~; r: ]8 eDM 1.2份。
! V9 g- A! ~( m  sM 0.2份。
9 _2 k0 \; i, K7 r, f7 vTT/TS 0.2-0.3份。
/ R/ D. @7 h- r3 ~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。
$ w& r" \9 D8 u2 o8 j. ]" ^8 A# j/ R% T或者换一种促进剂体系：
3 u5 o! r3 T9 e& L! fCZ/NS 0.8-1.0份。
TT/TS 0.2-0.3份。
! K/ w4 r% m& @4 J硫磺的用量固定在1.5-2.0份之间。

, a# y: e" N4 e0 r0 y7 k; p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 BR65 白炭黑 50 PEG/DEG4-5 碳酸锌 4.5 硬脂酸 1 油 3 DM1.3 M 0.2 BHT1 微晶蜡0.5 TT/TS 0.2-0.3 S 2
( F* }; d) f  J7 D: J0 {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。
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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。

一．密炼机打料注意事项
1. 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。
( Z# }, c+ N. @第二段，加入2/3的白炭黑和粉类油类。混炼2分钟。温度控制在100度以下。
第三段，加入1/3的白炭黑和促进剂类。混炼2分钟卸料。温度控制在130度以下。
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& N+ l& }1 z0 O) T3 c- A8 X3 H$ z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。

) p0 Z, o, m9 |# M胶料打好了怎么办？很多硫化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。
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1 ~9 a" `; C  o二．热压的温度
大部分的硫化鞋厂少则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。
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) i! S$ B- J8 [* C8 t& ?9 ~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。
1.什么都不加！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。
. }' [2 y( Y( t8 c! |M 0.3份以下，多了很容易死料，尤其是夏天更难操作。
2 Y  a& ?8 n8 C2 _' R4 q% E' L1 TD 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。
6 p: O# o1 k2 y% f氧化锌/碳酸锌 5份以下。
- d# y# q1 w! s' o- f1 I* [4 J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。
  y5 l/ h7 E0 HDEG/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。
% V3 T4 o4 v0 Z: w) SDCP 1.5份。
分散剂 1份。
树脂 尽量不加。
2 H7 t0 X$ j% H; _4 o防吐霜剂 以上做到了还是吐霜怎么办？也只好求助防吐霜剂了，哈哈。
$ q$ @8 \( a* R8 Z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。
) J, {& R5 e( R+ i% I碳酸钙 多少都可以，但要注意和白炭黑的酸碱配合了。
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0 C- K, S  n# O4 C1 y) \% K
" n+ S) h1 b, X8 Y8 m1 T% J
, t" M; n9 |0 F$ C# @: d( R
0 d+ n/ e, J) ^3 n
* W9 L8 e* l, [/ \* n9 \# E  ?6 W* T抄的不容易，各位分享下！

心雨

不做鞋，看看学习一下

a343856497

好好学习一下。

agnz1106

写的不错，支持一下
6 S& G. }& v! L, h2 E9 _

搞笑促进剂

感谢分享。

辛苦啦。

助剂供应商

写的这么详细，不容易，赞一个吧

wwwlyj1234

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徐文

楼主辛苦了，非常好，非常清晰，是学习的好资料。

橡胶老陈

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