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发表于 2009-6-8 17:08:28
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透明橡胶制作
$ G* T8 S( q) M9 J& r7 W, _" b
. x* z$ b* V$ e& n) M# ~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。 ' I! _. H% M1 F
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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。 / p' f) ~6 C1 k1 O, _
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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。
+ T8 N' R5 x! C; T \! W
/ [* _! F- A: P8 L; s一. 材料。 , {0 w+ c+ B0 _3 S& N5 H' M$ ~
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 ' V. z7 [- J4 Z( h6 B
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。 # K. }- L$ L3 r6 V
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.
% l' @- ?( n, y& x7 w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。
8 m' {$ |0 S$ O3 [* F" s! _9 m2 R$ s5 G5 |9 U8 `# m! |
* R- J" n8 ]+ a1 ~- x下面我们具体谈一下牛筋橡胶配方组成
, H: {& \. n5 W. U6 ~+ r; z1. 主胶 & w. Y# a2 N' c7 k w
5 J' g# _% v) I& F7 f7 ?; j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。 ( N# c( t. I0 T. N+ A
举个简单的配方主胶搭配的例子 * c, |/ t1 X: S
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。
6 W1 G( w- L7 Q6 \/ J' r如果制造浅色的制品,可以使用IR胶。 ) {4 d7 {9 S% m/ y3 U3 M2 ?
: s+ n. A% C5 t7 v8 u" Y' y) V. `
SBR/SSBR 10-20 一般使用1502。溶聚丁苯使用1205或1430等。 1 q# F- k$ b Q$ }! F. a3 T
BR 60-70 一般使用9000。外资多使用BR0150等。
4 Y: u M$ g* ?
0 ]0 o2 ^0 b+ F: \6 p( M! K* r8 t( ?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。
$ _9 ~% X- {2 W' J' P5 J各种胶都有自己的特点,我们将其综合起来,可以取长补短。 7 V) M8 ~6 G( n; d
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。 * n% o i) h1 Z- p; C
3. BR胶的磨耗非常好,对耐磨性的提升有非常大的帮助。
0 B! e5 G- \' `. S0 j4. 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。
# X( M* T' j, m9 v5. 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。 , I% \2 ~1 i( x8 W t9 S
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。
5 l. P' k2 A9 l1 A) l* h9 I. F/ S: E7 z$ r0 A- ?
2. 填充剂:制作牛筋半透明的使用白碳黑就可以达到效果。 ) n; ~# F! j+ y7 o2 t+ Z
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. - X# l9 e1 w% L$ p1 j6 j4 {$ 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: - h3 c0 v# T ]5 p
表面积: 大于175平方米/克 ! q0 h$ Q- Z o/ d/ k5 T x
PH值: 6-7.5 7 ?7 l$ {2 y. f4 {; r6 Y
含水率 5-7% 7 p0 G! p }# \" l
纯度 大于98%
1 b- c- D A- F; L7 o+ o* A) u" f8 C; u- Q
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。 2 d" v3 t ^# s& f+ c
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 i% f9 H* i: Y; p( Y! h5 e3 _. s# H
3. 活性剂
! ]+ q; C; D! m: s6 w* P活性剂(又称促进助剂): ! d$ R Z5 e7 p, o, @* v6 l# W
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
7 {+ W4 U; Q" }$ O5 a(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。 6 Y0 L& U3 G$ U$ x; e9 r
(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。 ; s3 e! E; r; G" P7 q
硬脂酸和锌氧粉的活化原理:
7 b4 F. n! C8 ? i锌氧粉+硬脂酸---->硬脂酸锌 - g% [9 N4 b- f1 f: l8 M% `! D
硬脂酸锌+促进剂---->硬脂酸锌/促进剂之错合体 ' t5 ]8 v8 I( {/ d* |0 u9 v) ?
硫磺+熱------->活化硫磺
. X. i! K1 e! O! z' o% k7 h: m E; j
硬脂酸锌/促进剂之错合体 - Y8 E( M% B0 P2 W+ Y \
橡胶+s---------------------------->硫化橡胶 . B( V: o5 y/ `7 J
6 F+ T+ \% C$ C6 Y& U. |1 z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。 ! L; q5 {% M p4 v
(3)醇胺活性剂 % [% }) T/ h, e- s
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 }+ C7 v; a) lA.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。 9 h( ^% ~3 c7 T+ \& w5 E$ Y$ j
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。
, ]# S) q1 }7 ]# _6 xB. PEG活性剂(聚乙二醇) 5 }9 G8 I4 D) t& a5 @; R2 Z
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 ; O) p- F4 @) A2 o4 ^9 I; i0 z- H
系统,其目的: , b" g$ @3 K; S& I7 M
• 避免焦烧问题.
8 b- q; m7 A- v" z8 n• 为固状,避免DEG液状磅秤上之困扰. " m% }5 E' ]: {+ ^. j& ?4 }' p
• 避免DEG因吸湿而导至分散不良及热压时间不稳定之困扰. , d3 y g% v/ K+ Z
• DEG可能导致健康问题. # p: u6 J' U, e1 d$ M
5 n+ v+ Q p) r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。 , _# ]; a2 Q% H! w: E7 w
! _9 e: `' q5 j6 s: i9 H1 u& N* H1 P0 B
防老剂:也称之为老防剂 ; F3 {+ [7 U. `, [0 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.
/ ~6 a ^8 v( n/ D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。
7 }: F e7 |% k6 R( 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。 ' V6 y5 f9 x4 D3 a
- ], \2 M* b5 G# x% l3 }
促进剂
* C2 d6 b1 ]4 }: K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。
1 F0 g. W2 [, V' f3 S# X& ?$ |如:DM 1.2份 # v' D' A. H: O: P3 x( }2 Q
M 0.2份 ; D$ U' z% _3 i
TT/TS 0.2-0.3份。
( R& V* X. ~0 g9 `6 ?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。 7 c% B) Z0 z9 W& p2 v; u3 L
或者换一种促进剂体系: 1 t# L, p; d, H' L
CZ/NS 0.8-1.0份。
; ^9 T9 v/ \! D8 S/ J3 _TT/TS 0.2-0.3份。 5 e4 s0 S8 q$ ]1 T* s( k( O& [- I
; F) S/ Z/ o i& B8 x
硫磺的用量固定在1.5-2.0份之间。 , {7 X5 Y9 K( _7 a
; B4 G6 D, V5 q4 t5 m) ]8 g根据以上的点评,我们可以得出牛筋料的基本配方如下:
+ d% |% w4 K2 x% p6 k
* {7 P9 T; H7 O6 A/ Q) L7 v6 S7 Q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 N0 @* B. Q$ Y! Z5 M: l% u
- B; v# `: N1 j3 O, }; I天然橡胶或IR 25
. \- k) |7 G5 N/ N3 ^SBR/SSBR 10
& n0 Z# M9 W) oBR 65
7 Z: l) u8 [. X2 b; f! i7 I9 w白碳黑 50 U, c* [7 P0 G. h8 h$ }
PEG/DEG 4-5 ( o- H$ ^: J+ I$ w
碳酸锌 4.5 & D/ a3 ]" p3 \; q& a) {
硬脂酸 1
. k. y# A9 ]8 H' d. T油 3 . V3 f) s2 v8 J2 j# C) y
DM 1.3 ( @1 G, n, ~) {0 J, A% a
M 0.2 2 P# q! g& V+ T/ {. g5 d: i
BHT 1
* o9 O/ N7 t2 C. {' q" n微晶蜡 0.5
6 \( ~& F) z. D; B) x$ N1 V9 U- B9 }5 QTT/TS 0.2-0.3 4 j! V7 b5 Q& P( O, m' c
S 2 7 w+ n" p2 b: D k7 ^
; F2 \# b8 H8 z1 a4 y# L k" ^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 z5 j$ x4 t; X* g
: C; d. ~( X, U9 v+ Q! l* L) v
! L$ X3 ^7 z" k! C
工艺流程的掌控 - k/ k( e- F& F
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。 : l# e8 R8 y5 \: X% k# b+ G' |
一. 密炼机打料注意事项: ; n! r( D: g" _% y
1. 顺序。从理论上考虑,打料应该分为3段。 ) ]& W+ q. b( H' b
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。
) m' ? b3 [1 N$ \( e7 v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。 8 z4 O3 ^) p7 c
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。
5 z/ {9 S0 K) Q0 v! p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.
. F U) W. p! e4 {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。
1 i; e2 j0 n6 x8 x2 S8 l同样,加硫后也稍微停放几个小时再生产比较合理。
" u$ O( w. N5 W4 U
" y& N" E8 b. G2 s, l6 O4 G二. 热压的温度
! A b$ X" b- m" h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。 2 J2 z# e1 Y& V, T" L
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。 + t1 Q, a7 h, l5 ?4 |6 s4 e `
8 t( @6 t" c+ f6 W& |$ f6 B
异常解决之 吐霜。
8 R2 J" a7 z* z0 S* z0 e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 ]6 R" y; M/ k* l; v! p4 l什么都不加!这不可能。
4 c1 h( [0 W& A/ y' L2.少加,合理的加.
: m+ g3 t) J4 A& J5 x2 p) ~/ B6 `: g8 u什么叫合理的加? , s3 H7 ^& U9 h2 q6 o z4 a
普通的鞋底的添加剂正常操作安全用量如下 # T; y% j, A }! F: [) y
DM 1.5份以下 多了浪费,会吐出。, 6 [: K5 n3 U& z G$ C
M 0.3份以下 多了很容易死料,尤其是夏天更难操作。 - ]( Q. }+ v; w
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。 : Q5 E3 G* L, c, g4 X
CZ/NS等 1份以下 8 e2 T6 ^: ~) b" }+ |2 S2 L
TT/TMTM 0.2份以下 多了撕力差,胶料变脆
5 y0 @& c3 W) }8 X5 x: U& tS 2份以下
* K5 _( t9 c7 ~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 L( Z* a7 V3 e. G% G; t* O( o
硬脂酸 1份以下 加多会跑出。 6 M; o. M4 O1 p# z) y4 K
氧化锌/碳酸锌 5份以下 7 I$ l6 ^# o* u' `$ C, ~6 v ?/ C( m
防老剂 1份以下 1份正常可以保证2年的正常老化. , F* L! a( D2 K- Y$ ^, b
蜡 0.5份以下
" W% g# n* P( e* H/ c; x k; D0 yDEG/PEG 60-90克/公斤 # w. b# Y" d) Y7 G
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.
/ l7 g8 L, w0 L! e# c, aDCP 1.5份. & o& L4 y& ~$ G* O$ F
分散剂 1份 \; Y& t5 o' T O# }; D# s8 q+ X
树脂 尽量不加。 + a$ _9 R/ N6 c1 }/ a8 }
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。
. \! @* c! @. ~7 n/ ?8 }' \2 x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. ( e# G# K5 m1 t( G- ~3 o+ T: e
碳酸钙 多少都可以,但要注意和白碳黑的酸碱配合了. $ U* z; r6 H; j- H: K' I
6 B$ u: Q Z( L" }( r+ h6 |: @0 c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。 H7 m8 {' N* D4 ~' L p
% a0 z: X) L0 l" w. \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。 ( ~/ Y: I, S) z9 x. 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。
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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。 9 q7 a0 c- e, o# A
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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