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发表于 2009-6-8 17:08:28
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透明橡胶制作
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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。
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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。
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* S& I; |, k6 n- b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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1 Z9 i) L7 a7 l一. 材料。
?# P4 x( W1 e/ M3 g! z- S/ s9 I/ 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。
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二. 配方
( J7 T" u6 ~! z3 T V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。 1 C$ `, K! N* s4 C/ r; J
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. 0 e9 }3 E- e3 U/ a. t9 P/ I
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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& j+ j0 ^' t. z+ D6 Y下面我们具体谈一下牛筋橡胶配方组成
8 P, d$ P2 a9 q0 `/ W8 V. O" x1. 主胶
( D' L2 C3 B) b k
: P0 A/ J0 l1 e, h- X2 z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。
4 G9 N) n& C0 b6 G& T举个简单的配方主胶搭配的例子 , d, O1 r0 n' f- P1 [7 J5 H. W, R
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。 2 l3 P, t# X5 S
如果制造浅色的制品,可以使用IR胶。 0 e" L& i. A0 T# ^' ]
( P& y4 Q+ F t! _( F5 v6 V' |* uSBR/SSBR 10-20 一般使用1502。溶聚丁苯使用1205或1430等。
6 m* L% ?0 ~) v. N( iBR 60-70 一般使用9000。外资多使用BR0150等。 $ f* }+ h+ g9 q8 v, s8 N
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以这个体系搭配的优点:
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, f: @. r S0 h9 l& E* C) F! V1. 兼顾到了拉力,撕力,弹性,磨耗。 % ]+ U d4 O% ^6 v/ a
各种胶都有自己的特点,我们将其综合起来,可以取长补短。 / @* R0 U2 U; {5 g1 M
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。 # ]3 Q. M/ N8 T4 V
3. BR胶的磨耗非常好,对耐磨性的提升有非常大的帮助。
# r! t# v- r. O& X/ ?+ j2 ^" R4. 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。 1 g% Z9 d4 ~7 v }* C0 n
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。 8 C4 g# |$ @$ T* O' M$ E
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。
% F) ?5 @5 |7 a2 J, c' P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. ( E- A' Q7 l0 g$ r! ~9 s
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: 3 R8 }: v q5 D$ O1 f+ K: k
表面积: 大于175平方米/克 6 |( ~) Q' N' u( S( S" C) a% _- u( _3 L
PH值: 6-7.5 D: q5 K3 i8 P! T; V v2 s% o$ N
含水率 5-7%
- M( R+ A; _' r' `1 \ E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。
6 k# y1 S/ l$ o7 m2 ~" }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。
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* ~/ S; G* M( f; |, f# k3 v3. 活性剂
9 Z5 m! _* x g# j% J活性剂(又称促进助剂): + _ E9 P7 l+ ^" e3 c$ u! p0 `& x
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
' r1 m: J$ X1 w(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。
% S7 a( x( ^# U' O, W(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。 & d2 ?" B. g [8 f/ m
硬脂酸和锌氧粉的活化原理: 6 w4 [* F9 D' @! j* |7 v
锌氧粉+硬脂酸---->硬脂酸锌 6 R+ z! ]- {: v8 E* a! f
硬脂酸锌+促进剂---->硬脂酸锌/促进剂之错合体
" I( U$ X' _: Q# r硫磺+熱------->活化硫磺
6 D2 I3 `' G& N9 ] }8 X& {+ T9 E' O0 x) Q, L ?# O, ?
硬脂酸锌/促进剂之错合体 " C6 }1 V9 j* J8 W% ~
橡胶+s---------------------------->硫化橡胶 ) n, z$ |+ a+ r/ A( C5 ]6 V9 V
6 I* C* k1 H' G. k* E+ u1 F
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 c( r) ^2 U7 c# h+ }! a
(3)醇胺活性剂
8 ]& p% }( {& h- F2 O$ M2 o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 6 K2 S/ q, W3 F) n
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。
4 f! W1 g9 G& S; s Z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。 " y% l2 p1 o3 h6 Q
B. PEG活性剂(聚乙二醇) " }' V+ ]' ~1 z1 t2 r
先进的配方使用PEG+1987(尿素类,脂肪酸类混合物)来取代以往之DEG促进剂 / P* z! K3 V" H
系统,其目的:
4 @* C* m6 `6 i ^1 b. u' p/ R• 避免焦烧问题.
/ `( G" X B9 C9 K+ r4 s8 [) u• 为固状,避免DEG液状磅秤上之困扰. % n$ n7 u- Q; Q
• 避免DEG因吸湿而导至分散不良及热压时间不稳定之困扰. & l. ^! O. z. B9 O% m' n2 f
• DEG可能导致健康问题.
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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。 7 l( }6 ]- }1 O; ^2 H; ^
5 r% d* {# @& }5 u8 D0 H
" b( B7 L& r0 L7 u5 o防老剂:也称之为老防剂 . O6 k$ D. Z$ Q# ~; c e7 E+ R
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.
; U+ F6 V$ p. C7 d7 L- Q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。
5 w6 Z" t7 c4 n4 U7 }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。
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9 ^- s7 v5 ?7 @6 B2 A q, n促进剂
/ P/ _$ H/ p& z2 i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。
/ B% c+ r* o: A, a3 T* t如:DM 1.2份
4 f& D1 z I5 R% w9 D r, ^M 0.2份
' W! K7 }4 y5 m3 I( N Q8 S" s% fTT/TS 0.2-0.3份。
2 T! o5 _- @3 O2 b0 F. |6 ? 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。 # ^3 |* I' _% S8 U& Z
或者换一种促进剂体系: z( D1 ^4 P( d# V5 `1 {9 I
CZ/NS 0.8-1.0份。 5 J3 V/ ?5 f @0 P- }
TT/TS 0.2-0.3份。
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硫磺的用量固定在1.5-2.0份之间。 6 V( S. K" G3 F4 m8 I2 {1 k. e j
+ {( _# P/ D( v: R6 X/ w( T根据以上的点评,我们可以得出牛筋料的基本配方如下: 8 z& `5 v! l/ D3 E
: S/ C |7 F' E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。 * d+ Y+ Q% o- D$ }7 z
+ ^. V- @6 y: n v
天然橡胶或IR 25 : g9 U5 M" Y J+ H
SBR/SSBR 10 6 T7 p: b' _$ [( X
BR 65
) a# \+ q8 ?# r0 c白碳黑 50 * w; R+ R+ H! N% x8 ^, {7 h- Q
PEG/DEG 4-5 2 C% L1 n, ]7 n: B" `! c' |$ ~
碳酸锌 4.5
9 K, L4 d9 f4 m, F硬脂酸 1 3 ^# |' J- [1 \: ^
油 3
; L, } \# W) L3 B& BDM 1.3
3 R5 w8 e6 \& U5 M' S" QM 0.2
8 l) ^ V/ F5 S* ^5 v* ~BHT 1 & M- p7 [, U- D; G
微晶蜡 0.5 + r2 ]: W3 W( h" v
TT/TS 0.2-0.3 , ^% M. _0 t3 d2 w, ]# |
S 2 + _8 C/ {) y- }4 b* B! E
8 _ @1 r8 `- t' a5 }( U: P" D$ i
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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1 M( O, @% r* g7 I工艺流程的掌控
. L0 e) W9 I' H% S- c! \. [- T* \6 u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。 ! g/ g. l9 ]% {% N# M' w& u
一. 密炼机打料注意事项:
- o; g' L- S% O/ H; B' I! p1. 顺序。从理论上考虑,打料应该分为3段。
! I- b7 J n. z2 c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。
) m2 K5 I) E# G P! z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。
/ Y/ w" W* O% L$ W. O1 y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。 ! E/ e9 z/ I; T$ d+ `( t! F
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. ; h* `( o- p9 {. \( R) N
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。
9 d: a3 v0 Z" {4 u, _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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/ S+ b- ~8 p+ j7 o) N二. 热压的温度 5 {+ G6 A+ U: U. \+ B
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。
Z6 k( t/ @% N6 H+ C# C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。 ' ]0 H: n8 y2 {& @
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异常解决之 吐霜。
) j" b5 q! }% v: \& w% ]5 r/ l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 ! w- M7 E8 a0 R9 F! ~
什么都不加!这不可能。 ' _, C4 z: F% e8 O* p
2.少加,合理的加.
' ]" W3 Y; [; R3 |什么叫合理的加?
' V* A& a3 a- |- x4 U5 h普通的鞋底的添加剂正常操作安全用量如下 " Y: n+ u5 x! Z$ _; k
DM 1.5份以下 多了浪费,会吐出。, ( d W6 ~& Y) T* x
M 0.3份以下 多了很容易死料,尤其是夏天更难操作。
. w2 s0 {9 l+ @& }/ p9 n9 Q$ q# LD 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。 : o' g7 o- H: ~
CZ/NS等 1份以下
# D+ ]" d- K; j" L' ?TT/TMTM 0.2份以下 多了撕力差,胶料变脆 1 E* i4 Z! k' Z/ w2 i. G2 ]+ a; H
S 2份以下
, x6 j: ~2 R9 I3 ~- p* E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。 $ K4 h! }+ j0 f$ E7 S* ~1 f" \! t
硬脂酸 1份以下 加多会跑出。 . {3 [( G. [- V/ N0 o
氧化锌/碳酸锌 5份以下 - D2 r5 K2 Y* C8 n H) |
防老剂 1份以下 1份正常可以保证2年的正常老化. 7 b2 Z1 W4 p* O; v
蜡 0.5份以下 - V+ B1 _; P$ _% @( [
DEG/PEG 60-90克/公斤
- O s2 `5 x ~* k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.
# P6 B- `0 l6 [9 v) d$ g$ VDCP 1.5份.
0 y- F, `0 l" ~分散剂 1份
A( g7 S0 d7 j0 Q; A树脂 尽量不加。 $ K2 @& } ~( u3 i4 |
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。
! X' C/ F5 j u7 [ ?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. / ^! Y G" d# ^- L6 c. v
碳酸钙 多少都可以,但要注意和白碳黑的酸碱配合了.
$ f* j8 N1 k* }( t
4 E$ B9 O/ z/ ?+ t" |+ s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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+ _ P1 m& @2 a i* v2 H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。
' d% j6 o: P; d( e) a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。
/ Q/ W5 L; _; u% @9 k6 s& C8 A5 s% z# H& t/ D4 u) h
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。
' s6 U! k# q: ?5 J( q/ X/ S( }* q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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