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胶鞋大底配方分析与点评

嘉峪检测网        2018-11-22 15:20

这是一个低档的牛筯布胶鞋大底配方,目前仍有很多工厂在生产使用。如按现代橡胶制品的纯理论观点来评点,这是一个文不对题,漏洞百出的配方。但如按实际情况,低档制品的现实状况来评点,可以说是一个非常不错实用配方,里面却含有丰富的理论知识,和广泛的实践经验的精华,还涉及到硫化工艺、制鞋流程、有效地降低成本、及最大程度上提高了生产率,请大家不要看不起这个烂配方,我认为它也是包含着橡胶配方工艺师灵活运用的智慧结晶。它是个在众多苛刻条件下诞生的配方,利用工艺、流程及设备的优势,来弥补配方上的缺陷,在不平衡的条件下创造平衡点,以达到生产上的稳定,虽然如此但还有很多不足之处,存在着一定的隐患。配方如下,

 

1.NR 50  

2,SBR 50  

3,S 2  

4,DM2.3  

5,M 2.0  

6,TMTD 0.5 

7,SA 3  

8,ZNCO3  6   

9,白炭黑75  

10,二甘醇7.5  

11,白油,45  

12牛筯母胶0.2。

13.防雾剂0.8    

14.,分散剂,1.5

 

     设定硫化温度170度(蒸汽压力7-8KG),硫化时间是150秒, 必要条件是:

1,硫化时间150秒,

2,透明牛筯底。

3,成本不能太高,

4,老化保质三到五个月。

5.具有良好的粘合性能。

 

       基本工艺是,硫化布胶鞋,模压底二次硫化,一次硫化与二次硫化时间相隔48个小时以内,二次用硫化罐硫化。
 

       首先按高档的制鞋理念来分析一下,作为大底的橡胶材料往往追求的物性是,耐磨性、止滑性、具有一定的撕裂强度、良好的粘合性能、有适当的抗老化性能和一定的弹性,牛筯底还需一定的透明度。

 

       如按这个理念来分析这个配方;首先是主胶搭配,表面上看上去是非常不合理的,天然胶与丁苯胶并用的耐磨性在通用橡胶中不可能达到最好的耐磨性、这两种橡胶硫化速度相差太远,共硫化需较长的硫化时间,往往是天然胶过硫了,丁苯胶还是欠硫,丁苯胶的弹性差并用太多,弹性会更差。为了达到共硫化,需大量地增加促进剂的用量,会造成严重的喷霜隐患。从硫化温度、时间来看也存在着极大的不合理,从温度来看天然胶最适应的温度是143度但不能超过150度,否则会返原、解聚等,造成物性不良。

 

       从硫化时间来讲为了达到共硫化只用150秒对丁苯胶来说是太短的,除非大量增加促进剂,而增加促进剂又会有喷霜的危险。且天然胶的市场上成本还高,有用量太高之嫌。然中高档配方都是以顺丁为主胶,用天然、丁苯来改善工艺性能的。利用顺丁胶具有优越的耐磨性和弹性作为主胶,利用天然胶来改善拉力、止滑性和粘合强度,用丁苯胶改善综合性能及抗老化性能。

 

      硫化体系是硫黄硫化体系,促进剂搭配是噻唑类并用秋兰姆类,这是个常用的硫化体系,硫黄的用量比较正常,但促进剂的用量过高,特别是促进剂M、DM的浓度远超出橡胶的溶解度,喷霜的危险是不可避免的,硬脂酸用量3份高了点,也有喷出的危险,碳酸锌用量6份没问题。但一般情况下用到4.5份可以了。

 

      补强体系白炭黑用量达到75份用量明显过多,一般正常情况下如不追求高硬度的话,用量超过60份物性反而下降。二甘醇用到7.5份用于改善白炭黑与橡胶的亲和性,且是碱性,能活化酸性促进剂,可以适当地降低促进剂的用量,有助于调快硫化速度。正常用量6份足够了。

      软化油用到45份,基本是填充油,主要用来降本,物性肯定是下降的。且不利于橡胶的老化性能,在硫化后它的软化油还会不断地,慢慢迁移到表面。经过长时间仃放大底的硬度会明显升高。因为油液用量太高,打破配方的各大配合体系的平衡。

 

      因天然胶用量过高,易粘辊,少量的防雾蜡主要是用来改善工艺性能,分散剂适用于密练机混练工艺,有助于配合剂的分散。防老剂没有加,主要是根据产品的抗老化要求,以及配方的搭配现状,还是比较附合实际的。

 

      这是按橡胶配方、及高档的制鞋理念评点的配方,显然配方的五大配合体系是不平衡的,存在着严重的缺陷。

      然而根据工厂实际情况对这个配方的分析又是另一个情况。这个产品是个布胶鞋大底,是制鞋业中的低档产品,首先考滤的是在物性允许的情况下,降低配方成本。

 

配方点评如下:
 

这个产品是个半透明的牛筯大底,限制了添加再生胶、胶粉、各种石粉之类的填充剂,所有的配合剂都要考虑拆光率,那么大量地填充白炭黑、白油是理所当然的事。而这两种配合剂的相对成本比橡胶低多了,也是降低成本的有效手段。白炭黑是亲水性的它会吸收促进剂的OH基,使硫化速度变慢,橡胶变硬,白油是偏酸性的,它会延迟促进剂的活化能。这对快速硫化体系来说是不利的。大量的填充油的添加,会使胶料的体积成本继续下降,并有助于胶料中的白炭黑分散性,使橡胶硬度降低,制品飞边薄,胶料的流动性好,产品的含胶量下降,同时也降低了配方成本,但大量地填充油液会使产品在硫化后油液会突破橡胶的三维网状结构不断地迁移到橡胶的表面,鞋底会慢慢地发硬,老化性能变坏,并严重影响胶料的粘合性能。

 

在这种配方不平衡的情况下,添加任何防老剂都是没用的,所以如何选择配方中的主胶搭配,反而显得更为重要,50份丁苯胶并用50份天然胶还是比较可以接受的,因为相对而言,丁苯橡胶具有综合的机械性能,含有抗老化性能较好的苯乙烯 ,所以它的老化性能优于通用天然、顺丁橡胶,在加入防老剂作用不大的情况下选用50份丁苯胶还是比较合理的,另外丁苯胶对油液的溶解度比较大,这样可以减少喷油现象。

 

天然用到50份用量偏多点,但也没问题。因为大量的软化油迁出会影响粘合性能,天然胶对胶粘剂吃糊性好(渗透性)粘着力强,增加用量会有助于粘合强度、止滑性及拉力。

 

由于工厂的客观条件及产品的档次所限,所以必须将生产效率方面的考虑放在首位,所以硫化时间150秒的设定是必须定位的。这样对合理地设计硫化体系带到一定的困难,因为丁苯胶的硫化速度相当慢,而天然硫速又相当快,它们的硫化度速几乎相差一半。这样在这么短的时间内要达到橡胶共硫化是相当困难的,唯一的办法是增加促进剂的用量来提高硫化速度,但过量地增加促进剂的用量又会使橡胶制品产生喷霜的可能,那么用提高硫化温度来降低促进剂用量是必由之路,所以设定170度硫化温度就水到渠成了,因为这个温度已经很高了,如再提高,天然胶很可能要解聚,就是不讲物性也会影响产品的硫化。

 

在另一个方面是提高二甘醇的用量来提高促进剂的活性,如按正常配方来讲用到6份也够多了,但这个配方还是用到了7.5份,如继续增加二甘醇的用量虽然可以提高硫化速度,增加促进剂的活性。降低促进剂的用量,但交联密度会明显下降,使制品发软物理机械性能有一定的下降。

 

尽管如此要使丁苯橡胶在150秒内达到充分硫化,它的促进剂用量还是相当大。其中DM、 M的用量还是超过了橡胶的容解度,为了降低喷霜的危险,增加了活性剂硬脂酸的用量,硬脂酸在其它通用橡胶中,如增加用量的话,也会喷到表面,但因为丁苯、天然橡胶对硬脂酸的容解度较大,而增加硬脂酸的用量,可以使一部份促进剂溶解在硬脂酸内,以减少促进剂喷出的危险。另外加了1.5份分散剂可进一步提高胶料的分散性,降低促进剂的局部浓度有利于减少喷霜,且分散剂大部份是脂肪酸类的混合物,也能溶解一部份多余的促进剂。所以整体配方的体系经过这样的搭配只要不是欠硫,那么喷霜的可能性就小多了。橡胶技术网的朋友们看到这里应该了解些了。

                                                   

虽然如些这个配方在日常生产中仍会出现少量的喷霜现象,主要是配方整体的促进剂浓度还是太高,但只要生产工艺配合得当,是完全能控制的,因为布胶鞋的生产工艺是大底硫化后,经过一段时间还要进硫化罐内二次硫化,即使稍有欠硫经过二次硫化,还是能达到完全交联。那么减少大底的停放时间,会有助于减少喷霜现象。喷霜总是要经过一段时间才能慢慢迁到表面的,即使是欠硫只要在迁到表面之前送到硫化罐那么还是可以避免的。

 

未硫化胶在模压硫化前必需在出片机上回练一下,会有助于减少喷霜。因为加硫后的未硫化橡胶经过一段时间的仃放后,它的配合剂会慢慢地迁到表面,如不加以回练,很可能使胶料的促进剂表面浓度太高,硫化后会迁移到表面。鞋底停放时间太长,一部份未达到正硫化点的欠硫橡胶大底中的配合剂,会突破橡胶的网状结构迁移到橡胶的表面,出现了喷霜现象。

 

在日常生产中出现少量欠硫是很有可能的,其因素很多:

1.有锅炉汽压不稳定造成硫化温度太低、比如6.5-8KG它们的温度相差10度,那么高汽压时比低汽压时的硫化速度可以快一倍。

2.硫化工在模压时未到时间开模、

3.配料时称量不准、打料时分散不匀等都会造成不同程度上的欠硫。由于促进剂在橡胶中的浓度太高,喷霜的隐患始终存在,要根除的办法除了要防止橡胶欠硫外,还要在配方上进行调整,把促进剂的浓度降下来。

 

这个配方是个典形的八十年代配方,可以说是个比较不错的配方。但是还有很大的提升空间,可以根据传统的优点和现代配方理论结合起来,在保持原配方物性不变的情况下将成本继续降下来,如主胶搭配上,可以减少适量的天然胶、丁苯胶用量适当并用适量的顺丁橡胶。硫化促进剂可以从三种并用提高到4种并用,来达到降低促进剂的浓度的目的,填充剂可以适当加入碳酸镁或牛筯胶粉来降低成本。增加填充物后,物性有可能下降,可以用偶联剂来加以提升

 

只要合理地调整配方,经过大量的试验这个配方理论上完全可以在不影响物性的情况下继续下降成本。要想使这个高速流化体系的配方更稳定,在配方上调整是完全可以的,但还是有一定难度的,只要在配方、工艺和流程上三位一体进行调整,再添加一些新型配合剂,将促进剂的用量降下来。我认为还是完全可以根除喷霜的隐患的,只要在市场认可的情况下,用最低的成本做出最高的物性,并具有良好的加工性能的配方才是最优秀的配方。

 

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来源:AnyTesting