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发表于 2011-10-19 20:21:56
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牛筋透明鞋底配方工艺设计&成分分析
鞋底(牛筋橡胶)透明橡胶制作的配方和工艺
" {( f- J& }3 R( e* i7 E1 x牛筋橡胶配方组成 0 C& \& o& Z- V0 p
& a9 S9 ` }8 d% Y 1. 主胶
. [) ]& V# |. U1 _+ \; m0 S) m+ }" p `" N
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 O6 i# [) m% x/ G9 x4 a
! B8 v. b' [6 Q6 H& d& ?. w+ r+ D 举个简单的配方主胶搭配的例子
0 U- z! }" }, \% C) R0 c
1 f$ ^8 R: }: s; d 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。
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如果制造浅色的制品,可以使用IR胶。 A8 v" H* a$ c$ x- [9 t/ ~
; x5 F. @6 Z* e- J: c SBR/SSBR 10-20 一般使用1502。溶聚丁苯使用1205或1430等。
1 C6 y3 q4 E: M4 _/ A' H
% a" L6 l0 E+ O. p/ I% t W BR 60-70 一般使用9000。外资多使用BR0150等。 ; q, k2 ~, [ j
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以这个体系搭配的优点:
! } J6 S* }; L" n
, w3 S, o/ J6 n. B 1. 兼顾到了拉力,撕力,弹性,磨耗。
. K4 s3 Y8 P8 y( T! B7 q3 \7 ~" |) d: u( F9 ]
各种胶都有自己的特点,我们将其综合起来,可以取长补短。
) C- s; ^+ ], |7 \+ h( z* y
; \8 v/ c) X* r4 g. D7 c$ G 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。
; ^; r9 c6 r% p% K
# N7 ]5 f/ E5 @; w$ I; ] 3. BR胶的磨耗非常好,对耐磨性的提升有非常大的帮助。 x" v J6 |7 ~' F
2 X' M* ]% s$ }3 M' u
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。
# y4 M, Y/ Z* N, `% Z: X. W
2 a8 m" \9 u3 ]9 A+ I 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。 7 }9 }/ G6 u# f$ T8 p* c6 R
5 N {; X& }4 Y2 P9 R. w# d5 h0 a9 C 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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3 L1 A4 c3 c! H2 m& j. r 2. 填充剂:制作牛筋半透明的使用白碳黑就可以达到效果。
1 R* R+ T# U! i$ J* e1 c+ A* K1 |: \9 p5 E& q4 i) R
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.
* M3 w; x8 Z, {
& O( `. P7 o: Z. H1 e, F; d, {. k 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: , p% o' r6 S! O7 { U
0 M, E8 c4 W; l; Y U! u6 X 表面积: 大于175平方米/克
% b6 _' u/ }# S: d2 m
3 L" x8 ~0 [6 _2 a, h/ A" S+ O4 m- K6 k PH值: 6-7.5 0 ^7 R* D7 N. x, a' w# K
! a" A% S2 [) S0 y. L7 U ] 含水率 5-7%
4 h1 x* c$ n8 n$ v& \+ `' m5 i+ I" l" b& G+ T! |
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。
; e. F% @4 l3 U+ U( ^9 ?7 V7 n: V- X' H r( N' p) Q _5 S: r& m+ B6 ?
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。
B0 b3 ?9 `6 E# Z- R7 T R
6 A: x& X5 o3 i/ M9 O1 @ 3. 活性剂 D' l% ?- h, U$ y
1 w8 j O4 b' e# q/ X 活性剂(又称促进助剂):
$ g+ K2 b) T, @( W% D, O$ L: ]. F- z
& t0 u0 j0 h- m; v 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 1 f* j0 E0 K4 O$ j6 T$ `$ W
0 o$ t7 Y* w3 p1 } (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。 % \* t* Z/ h0 V: V
. i1 a/ q" c4 L& D (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。
8 s% a, \: M' S
1 j6 a. t% M5 Y" y 硬脂酸和锌氧粉的活化原理: ( Q* p" T! B+ C+ U* p' B
9 K# D A! {$ e. A' C+ [* P 锌氧粉+硬脂酸---->硬脂酸锌 4 N7 F- y$ U% E* j
$ |2 o5 x& I- n" o$ S, \ 硬脂酸锌+促进剂---->硬脂酸锌/促进剂之错合体
0 X5 u" y& M, h9 F/ E' q
& w) E) y% P6 v5 W( \ 硫磺+熱------->活化硫磺
2 z) _# m4 [8 M( ?9 ]" ~/ f
) e8 L7 f" y% h" t0 Q! Z 硬脂酸锌/促进剂之错合体 1 f% z s5 C6 a! r8 V$ C! Q! q" k
& X: C8 V$ |! r- n D, i4 G
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。 a1 ]% d- G+ L K6 B/ a7 {
7 `8 U6 G' t$ X3 f3 }. \9 S! M' T
(3)醇胺活性剂
) D( K* X0 V1 ?& g _$ I0 X' g3 o
) @1 q3 W" P# ^( W& c 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
. @4 E7 b/ ]0 K; j% q. b; O8 ]0 J9 C: {
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。
6 M/ g; u3 N0 N0 M) w( ]# A4 R2 l5 }! K! z' T6 r5 j2 {
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。 * S5 Z" r# A M1 m8 L Z8 X! z }
4 E% `2 _# a+ r& W B. PEG活性剂(聚乙二醇)
' _2 g/ p$ m- y) b% v
4 L! ]( ~. ~3 U, b6 T$ Y 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促进剂系统,其目的:
* B# W! v4 q7 l; l& T. z1 d5 n2 T) L* e
3 f. ?# Z0 v# T. V 避免焦烧问题.
2 X; h" j" D: I# Q3 x" L8 P8 g9 {& s) D7 R
为固状,避免DEG液状磅秤上之困扰.
& s1 P' \7 B1 f3 C. }$ c9 T
- _: l8 P' W# K% Q8 y% V3 S4 m 避免DEG因吸湿而导至分散不良及热压时间不稳定之困扰. 7 }( F+ }- V R7 _ Q( H0 v
# f1 }: d' O1 _; h
DEG可能导致健康问题.
5 T' T1 \2 V( v( H6 S7 |
x- |4 Q D& b1 {0 q" b 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。
" [- w8 F1 |7 N% q" ~% G! c
4 G- ?* ~0 z) G$ p
" g5 k% ?3 O5 R- ?+ ?3 f2 _& w防老剂:也称之为老防剂 - K7 x/ w+ f$ D+ Z
& \/ ^ \3 K) ~6 M5 K5 }$ F! O 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. , Q6 P% u6 _. A+ D
: c" h' G. s6 i* { 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 r, X) x v0 s# X
3 ?1 W" k/ O, E7 }6 j, e% @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。
* T$ y, w$ L: f0 F4 S% R; m) w! W' n# Z7 d5 }
促进剂 ( M/ `: v4 i' k! ]4 v1 R
* F. x6 W& {3 X* w5 t" u 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。 ( O- z( a0 e" f1 d ^1 [
! _, F& d$ {- ]8 Q
如:DM 1.2份
% n% L5 H& J8 `' n- n; h7 j
1 @- ]+ B; V4 z2 n+ ] m* l M 0.2份 * N* Y& p( I! Z
# s9 ?. y% |! I& j+ ^& M TT/TS 0.2-0.3份。
9 G0 ?+ S+ ~7 F8 `0 q& K
6 ~! h# Q) P4 Q* f 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。; P( }" Z7 c/ p) h9 V& s
) j5 @0 i. ]0 c: K0 _" V+ G- ~
或者换一种促进剂体系:
# e2 q, Y) n0 p8 ?& L& k( ~) [ W1 O
CZ/NS 0.8-1.0份。
2 o! j' ~" R7 e! n* N& B, x7 u
+ c( p; P# K# w; H7 A6 J- B TT/TS 0.2-0.3份。
1 B. e- r! [* O
" @' c, X \7 `% Z: { 硫磺的用量固定在1.5-2.0份之间。
9 x: @" }4 N- V0 J, ?, s: m s) w2 F3 v& [. V k9 p& b1 e; w U
根据以上的点评,我们可以得出牛筋料的基本配方如下:
: ]2 ]1 | c& ^5 c2 }
7 C) c6 H9 G3 w1 U) m; C" m# A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。
& b" G; T) ]# y* d4 F
) s, ^' l8 F- J; U. \ 天然橡胶或IR 25 SBR/SSBR 10 BR 65 白碳黑 50 PEG/DEG 4-5 碳酸锌 4.5 硬脂酸 1 油 3 DM 1.3 M 0.2 BHT 1 微晶蜡 0.5 TT/TS 0.2-0.3 S 2
, u7 I a4 I2 k+ h: U) @
: }5 n; u+ h2 e 工艺流程的掌控
5 w4 }0 z9 ~& c; `2 n( [3 b- `3 l9 i9 z* ~0 q M* ~" G
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。 6 c- S; A/ n" L$ S+ ?# N
; Y+ W+ p: p3 e @* h7 J 一. 密炼机打料注意事项:
* m9 q R1 M# y2 E9 u
9 e! G" U% m5 J5 n 1. 顺序。从理论上考虑,打料应该分为3段。 5 |: J5 r! t0 r$ L& ~ ^
2 k/ N/ K! Q( D, _5 n' ]
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。
4 r& u; t f1 C) p3 J0 p
; ~/ v% |0 b0 j' A( Y 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。 ' B7 ]0 a' g* g9 p, z
0 J* Y# K( ^$ O2 K k 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。
% C) O# B, g: ~- c) _2 R9 I- _$ W6 N
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。4 D+ T5 e" o6 k9 U) U/ r
0 e( P. d- ~& j) X/ C 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。 ) M: }& f8 {2 F+ G0 X8 c
7 w+ K$ H0 M4 s$ k( i5 C: [2 c
同样,加硫后也稍微停放几个小时再生产比较合理。 0 w8 |2 i% X! @: U( Z# H# n# M
9 l) B& f# ~4 } 二. 热压的温度
' c$ |: K* L2 t q
9 h$ x4 J! I3 M& m 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。 6 f* l7 g9 N7 k+ a
0 ]- X! q% j4 M4 v 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 ~/ [; V4 [/ s& w+ f% U( K$ M- w6 l& g( J& i
异常解决之 吐霜。 * S- M9 L0 c9 A% Z5 M
" U5 s( ~+ O0 @5 C
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。
) ?# e: @) r, i% Y7 I# V
1 N( Y ]' d; U+ M" s 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 0 ^* |1 F' v' x
$ e7 ]: c5 v" d: S0 _9 _! b DM 1.5份以下 多了浪费,会吐出。, 1 q; {5 }/ a9 l8 Z/ Q
. c4 B3 Q0 g$ Q p/ b
M 0.3份以下 多了很容易死料,尤其是夏天更难操作。
: B" Y5 e# v% c6 W r+ [" Q( w9 H; u/ t0 B
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。
# o1 ]6 B. m5 j/ e, g- E6 S1 Q$ j* X
CZ/NS等 1份以下 & r- Z+ p( t" Y: ~7 Z5 H& m6 z
& d$ Y3 Y7 b+ m {
TT/TMTM 0.2份以下 多了撕力差,胶料变脆 ) g2 B+ Q" S; a* I
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5 n' T2 t6 P! h& L* p$ I6 V! l
S 2份以下
& Q, A) O% a: a% {# p' b; ~1 Y! N& U" n1 L; L
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。
" m1 y* w% @# {8 }1 [; g' u. P# P& `; m( [7 A/ e" J- j w! Z0 z7 d
硬脂酸 1份以下加多会跑出。 * z. t* U) E% B2 S% n
) t! B2 R6 i2 p: [- B2 Y
氧化锌/碳酸锌 5份以下 : z: W/ U9 v- [6 y' B
" R- X1 D) u& A* R" Y" M9 f 防老剂 1份以下 1份正常可以保证2年的正常老化.
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蜡 0.5份以下
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: t' y% m: e4 ~) f DEG/PEG 60-90克/公斤 ( v4 d' P( K0 T* z/ ~3 c' D/ t
7 f, s8 q6 U( |$ f: s+ C 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.
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DCP 1.5份.
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分散剂 1份
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树脂 尽量不加。 1 x2 n: W4 m! w( m
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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。
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- y) h& x0 r* v9 z. o B/ l* L 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. 9 j3 I5 W$ ]0 t$ S+ O2 x' R
4 v& ~" w9 X* r: l/ X) k4 G 碳酸钙 多少都可以,但要注意和白碳黑的酸碱配合了. / l6 o2 z H; }" z* b0 h" k k
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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。 8 d: [! S+ b& \1 x6 I" q$ Z
" b0 J; D' R! E 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。
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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。 ! y# j* |" \: \+ r$ n; M- }7 V+ I
* V) C/ C% _/ X# g! j
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。 |
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