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发表于 2009-6-8 17:08:28
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透明橡胶制作
0 o+ q! z3 {$ n/ s* T l+ G3 N5 ?7 E; _
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。 5 ?) z+ j7 R, E7 l: S
5 j# P4 [! J) X! D
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。 4 k/ x5 e& y, w
4 F. L9 i- I Q+ _) B# k6 y
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。
- y1 S ]$ ?: U+ d' z8 I1 s z6 u5 v, U. |: ~- U& o
一. 材料。 9 I% o8 t: Y( d; X7 t% f
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。 5 ?2 H9 T; @/ o9 E0 s
% E: d7 P; W$ N0 D: K1 b8 H
二. 配方
0 X2 ~# S2 ]$ x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。 ! C) B7 E) B7 a* p) ^( \
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.
: h+ i P2 j% g1 T* B- D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。 1 g3 L* j4 t1 V
. H; |' q* z5 L5 ^2 F" C0 t1 j/ h& b- q" l7 U' w- s
下面我们具体谈一下牛筋橡胶配方组成 # `8 E! g. f6 l5 W4 x* G: \$ s
1. 主胶 9 U8 x. d/ {' H$ \9 `. n% ^
) r/ }% Q0 j& E: R; e$ J- t# V4 T
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。
- j, S7 @6 y* V+ ?8 Q y举个简单的配方主胶搭配的例子
- a: u8 i" a# T0 }: A5 NNR/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。
9 L' C( ?0 L9 ?: {% w" h( A! G6 K如果制造浅色的制品,可以使用IR胶。 ) {! A9 q8 q; W0 @/ b1 a; N1 |
5 ~' G* H7 t" R2 j3 f6 h
SBR/SSBR 10-20 一般使用1502。溶聚丁苯使用1205或1430等。
& ~ U" G0 o' pBR 60-70 一般使用9000。外资多使用BR0150等。 ( M. R7 `3 Z: G: B/ W/ e8 S% t7 B
; |$ Z. e8 f8 X0 E以这个体系搭配的优点: ^- k! {0 q. e/ T& B- g" k
3 G7 C- \3 W6 g" b% r. Z+ k1. 兼顾到了拉力,撕力,弹性,磨耗。
1 Z4 Q0 Y) V: p* q: C7 u各种胶都有自己的特点,我们将其综合起来,可以取长补短。 9 p; ?5 I0 l. _
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。 $ P E+ | j& l. A( X/ t
3. BR胶的磨耗非常好,对耐磨性的提升有非常大的帮助。
( _" I& Z* A* ^, C: \9 Z% u* B4. 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。 2 U) B/ ^: Y5 H4 O- X& h
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。
# R( S$ [# D' n# N( F3 N+ 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。 ' U" p& d# o+ w% b% \" u
: w7 V1 m+ X$ B8 K/ y
2. 填充剂:制作牛筋半透明的使用白碳黑就可以达到效果。
6 {+ J4 T1 @1 v9 e1 H, W' |7 t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. 2 E% X. u* C' y& d
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:
: }) z2 f& z& R+ V: _& o* K# o5 W表面积: 大于175平方米/克
/ I9 V9 \8 Q; {3 V+ ]) UPH值: 6-7.5 ; k* V/ D5 c& E) l0 j" P& n
含水率 5-7% & y0 l5 r9 s/ X- `7 N* R
纯度 大于98% ) z. ^8 g" J* |- ^1 d
; \ T0 x3 y" }! i
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。 , z2 a& r* q- ^# x: O8 N
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。
8 j; h- C, i7 c7 F- s2 Q. @: R8 V3 K5 E) h
3. 活性剂 ( W8 O+ O& X' J: z. Y
活性剂(又称促进助剂):
* o8 L6 q; ~, O1 O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 2 }( m4 G& }4 I( 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。 : ]7 L7 ]& S) p% s% j
(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。
' E( f' t$ P% Y- E硬脂酸和锌氧粉的活化原理:
( m$ r( c2 s0 S+ b7 T锌氧粉+硬脂酸---->硬脂酸锌
9 W9 d0 d8 t1 z `3 u硬脂酸锌+促进剂---->硬脂酸锌/促进剂之错合体
* g, G8 O7 Q+ W* U硫磺+熱------->活化硫磺
6 f2 W- U& B: d1 ~
6 V5 x7 }- j4 o2 W# C硬脂酸锌/促进剂之错合体
/ V n" G3 ]0 C+ M9 }& e, k橡胶+s---------------------------->硫化橡胶
7 C# G; v' f7 j9 r9 U3 P" c, H( r9 [8 H! x5 h+ i
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。 0 {% I, a1 ~8 N! S: v, I
(3)醇胺活性剂
8 o a3 I4 u1 ]% B( |5 q8 n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 , t9 V: T; n, D$ f
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。
. }+ i5 F$ X S0 `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。
; A0 j! B7 p7 k/ E$ ?B. PEG活性剂(聚乙二醇)
s$ }. X F5 T& W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
8 z- L# z2 E$ F/ c6 ~, r. J3 ^系统,其目的:
8 o# O" ]+ Z7 F, s9 v7 l• 避免焦烧问题.
6 F2 z% {" L7 h0 `4 l1 F• 为固状,避免DEG液状磅秤上之困扰.
* C8 @4 x- v* l2 S1 W' C• 避免DEG因吸湿而导至分散不良及热压时间不稳定之困扰.
! j5 _+ }7 V' C [( D f• DEG可能导致健康问题.
; W: S3 x5 a& G* D! H
- x4 J7 p# | J+ Y4 Q, d/ G+ W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。
+ {1 f- |, P5 U6 _# j9 \/ @2 Z+ ]8 r( s% V8 i* }
" s$ V; V, e0 y9 D
防老剂:也称之为老防剂
' ^' z4 w% m6 f# p/ S* d2 w" e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, W2 m; h0 h' F) q3 j; F
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。
- @! k) a1 g9 [3 d# S3 J& ?3 L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。 * d1 e/ s8 O1 V& r4 H- S
: o+ P, ~0 T( q- r3 Y# f: Z促进剂 4 Q! s( i k$ _7 o0 @! m( W
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。 , P8 N) E) K+ H+ V. D! G
如:DM 1.2份 ; ~2 `* v0 D! v/ Y* j) G
M 0.2份 5 b* W+ Y8 n1 {* f7 b4 |' ^' Y, e) x
TT/TS 0.2-0.3份。 3 ]- _# \* @1 L! O3 `3 k5 K
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 w3 |- J; A4 `1 ^7 j1 K或者换一种促进剂体系:
! I: B2 V) t$ ^/ Q3 Y* ECZ/NS 0.8-1.0份。 2 G- q$ @2 e2 G. }6 M
TT/TS 0.2-0.3份。 + [8 H; h0 n _" k( k# a) Q
! @ F3 ^( x8 j9 e; \7 o硫磺的用量固定在1.5-2.0份之间。 ; O7 o W- D1 k. Y$ a7 ~; a
% O c$ j- c p" O根据以上的点评,我们可以得出牛筋料的基本配方如下: 0 o# N/ e) {+ E2 u% m( G5 M9 ~! m
; Y p" y! H- L7 Z7 X/ W* k* y
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。
2 d' x& @+ W `/ c' |; ?. m
) `: N4 F" ~+ b% r天然橡胶或IR 25 4 y& l* i9 h6 o: q- E
SBR/SSBR 10 b# ]5 p( U2 k2 @1 ]
BR 65
$ W4 y8 J- A }5 Y$ X( ?白碳黑 50
6 P* b3 D# `, v: |/ I. x3 qPEG/DEG 4-5 : `: X+ C$ C7 P
碳酸锌 4.5
5 o! N9 H# ~3 N1 @- h Y硬脂酸 1
# U& k1 ^' @8 s- l油 3
. @; c: Y8 Y+ O. `3 Y, _* x9 U7 CDM 1.3
% Z8 Y1 y8 D. x! ?% TM 0.2
# ~- z t3 R/ q7 g& t R7 WBHT 1 / i9 R6 f3 G4 K s1 x
微晶蜡 0.5
) f, r1 z" \/ S# q* yTT/TS 0.2-0.3 ( ~* Z& v% ^5 V
S 2 2 _$ H2 j5 ^! ?6 V0 p
; l9 V1 w6 Y' U: ~+ `8 O1 S' Z a
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。 5 F* A/ [/ e3 ? I3 T6 J" k
- ^; {" C4 j8 J" X4 e2 }. f4 _
* w5 f, c/ C4 E+ d5 u工艺流程的掌控 1 K5 N$ Y; g+ u5 A+ k
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。
5 a) c$ \9 n( v8 [- n7 T% A一. 密炼机打料注意事项: ( `- [1 |8 _% u9 B
1. 顺序。从理论上考虑,打料应该分为3段。 9 b# ^% Y7 Z! g
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。 , [) x. C+ {; o3 _ R: f6 o
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。
6 j% \. e) c! L# `1 x. U# 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。 % I4 E- U( a4 L' `6 A9 b; w, I4 [
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.
. l0 L8 B) t+ C s. 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。
" N- |& M+ H9 Z" T* g; U同样,加硫后也稍微停放几个小时再生产比较合理。 ( J' C# m! F c% o1 w
3 I) X5 k9 ^+ Z: G/ ]" b% W
二. 热压的温度
$ R9 n7 w% w- ^% j# ~8 [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。
1 k0 t `5 C" [# l( a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。 2 b! \3 r; i$ n, ?' w* I i
/ p8 {7 `; l) h2 g' y异常解决之 吐霜。
/ o& ~& |( M9 V9 X0 b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 + I. ^5 P8 ^5 a" A7 @) [5 S
什么都不加!这不可能。
; W3 z( E6 V: |0 Y2.少加,合理的加.
: E1 D: T- V5 E6 D+ A0 B什么叫合理的加?
6 Q% w/ s. Y2 t- R$ b0 [3 M普通的鞋底的添加剂正常操作安全用量如下 * g& R- b8 D j. I/ y5 y0 S+ P
DM 1.5份以下 多了浪费,会吐出。, 9 A! ~/ t2 l" s+ P1 ]
M 0.3份以下 多了很容易死料,尤其是夏天更难操作。
( n D$ a- ^7 V4 GD 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。 M4 M7 H$ N9 J+ J
CZ/NS等 1份以下 / V6 v ]) t" Z/ k+ y& b* x
TT/TMTM 0.2份以下 多了撕力差,胶料变脆
4 T2 ?" X0 w; R" wS 2份以下
2 q* ~8 E" N7 {& K9 s% z# ^8 s: d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。 5 f8 y) Q% a% s2 I. z6 y0 P
硬脂酸 1份以下 加多会跑出。 9 W3 a' ]+ \1 X5 ?$ {/ T
氧化锌/碳酸锌 5份以下
, L& Y5 c8 ?8 t" f0 ?7 d7 }1 {* H防老剂 1份以下 1份正常可以保证2年的正常老化.
( c$ w- [9 g/ C1 ]) g9 ?* \1 }9 T蜡 0.5份以下 # ~' j+ ?" Z, k7 d
DEG/PEG 60-90克/公斤
( s3 Z4 n6 q& [! A; d$ p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. 7 r z8 _3 k/ Z0 J9 }8 ~4 T1 I l; m
DCP 1.5份. * k1 H3 B+ d& U" p& x4 B: p
分散剂 1份
# a9 `0 `! j+ Q3 e/ x8 E; a树脂 尽量不加。 , ~" F! g" @# q1 I+ @0 p
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。 ) w9 ?4 Y+ ^, j5 C) s
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.
0 I P4 D& E' X( G8 D5 [3 A' R碳酸钙 多少都可以,但要注意和白碳黑的酸碱配合了.
: i/ R, Z3 ^1 [( K
, t$ }/ @! U: K9 a/ C" 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。 # @+ A- x/ J0 T6 V* Z* ], q( \
9 n6 g( B3 k8 m7 d- s1 }7 ?! w! p* d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+ d8 _4 K. s7 x2 }
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。 2 Y3 y3 W: _# l7 A$ [- n
! V# [7 `% Y h* Z x
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。
( e* J" K: k- ~6 J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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