CN101940386A - 用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法，先将天然橡胶进行硫化，制成排气垫橡胶主体；在棉毛布反面涂刷一层汽油胶浆，并干燥；按照排气垫形状要求裁剪棉毛布和排气垫橡胶主体，将排气垫橡胶主体放置在棉毛布涂刷汽油胶浆的面上，然后将其放入模具中进行水煮加热，取出得到橡胶排气垫冷却后得排气垫胚；在排气垫胚的布面上涂刷室温硫化硅橡胶，并在室温下放置5天以上，即得到成品。本发明采用高弹性天然橡胶硫化海绵胶作为排气垫的基体，通过水煮发泡工艺调整橡胶体的弹性性能和柔软程度，并采用高弹力棉毛布对橡胶基体表面进行增强，提高了排气垫的使用寿命和力的传导效果；并在表层采用室温硫化硅橡胶涂层，对胶鞋的橡胶部件形成有效的隔离作用，使胶鞋橡胶部件花纹保持原始形状。
Description
技术领域
本发明涉及一种橡胶加工工艺，特别是一种用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法。
背景技术
胶鞋成型排气垫，是指胶鞋成型过程中，从压合装置上将压力传递到胶鞋橡胶部件，使用橡胶部件通过压合作用粘着在鞋帮半成品上而不致橡胶部件花纹变形损坏的一类以橡胶为主体的各种形状的垫件。
在一般情况下，胶鞋的成型垫片是由纯粹的硅橡胶制作而成，此种橡胶垫块的优点是弹性好、易保持花纹原始形状，但由于其强力低、硬度小，对机械压力的传导效果差，压合作业后经常产生胶部件之间粘合不良，并且垫片使用寿命不长，严重影响了产品合格率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法，根据它所得到的橡胶排气垫强度高、弹性模大，排气垫的使用寿命长，力的传导效果好，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法，先将天然橡胶进行硫化，制成排气垫橡胶主体；在棉毛布反面涂量刷一层汽油胶浆，并在室温下干燥4～12小时；按照排气垫形状要求裁剪棉毛布和排气垫橡胶主体，将排气垫橡胶主体放置在棉毛布涂刷汽油胶浆的面上，然后将其放入模具中，在温度为100～105℃的沸中水煮4～4.5h，加热结束后，将模具冷却至室温，取出得到橡胶排气垫；将橡胶排气垫在室温下通风放置15天，得排气垫胚；在排气垫胚的布面上涂刷室温硫化硅橡胶，涂刷厚度为1～1.5mm，并在室温下放置5天以上，即得到成品。
排气垫橡胶主体的制备，按重量份数计算，将90～100份天然橡胶在开放式炼胶机上进行三段薄通，制得威氏可塑度为0.70～0.75的塑炼胶A；将14～18份补强填充剂与8.5～12份软化剂混合得到B品；将1.3～1.8份硫化促进剂和12～18份硫化活性剂混合得到C品；将1.9～2.1份橡胶发泡剂和1.8～2.3份硫磺混合得到D品；将塑炼胶A在温度为50～70℃的开放式炼胶机中翻炼包辊至胶料表面光滑，然后加入C品和D品进行炼制，待C品和D品被吸收后再加入B品进行炼制，待B品被吸收后，在辊距为8～10mm条件下左右开刀卷筒翻炼各三次，得到混炼胶E；将混炼胶E在室温下自然存放3～5天，得到熟化混炼胶F；将熟化混炼胶F加入到开放式炼胶机中，使胶料包辊排除气泡，在胶料表面光滑后，按所需厚度出片，即得到排气垫橡胶主体。
汽油胶浆的制备，按重量份计算，将90～110份天然橡胶、2.5～4.0份硫化促进剂、5～7份硫化活性剂、2.5～5份补强填充剂以及0.8～1.5份防老剂在炼胶机中进行混炼，得到汽油浆混炼胶；将汽油浆混炼胶裁切成长度50～100mm、宽度30～50mm、厚度3～5mm的胶片，加入运行着的胶浆搅拌机中，再向汽油胶浆混炼胶片中加入145～160份的120#溶剂汽油,搅拌4～5小时，加入1.8～2.2份硫磺，再搅拌0.5～1小时，得到的汽油胶浆。
室温硫化硅橡胶的制备，按重量份数计算，向70～100份106硅胶中依次加入8～12份正硅酸乙酯和4～6份二月桂酸二丁基锡，并将其进行搅拌至气泡消失后，即得到室温硫化硅橡胶；将制备好的室温硫化硅橡胶在50min内涂刷在排气垫胚的布面上。
排气垫橡胶主体的硫化促进剂由0.90份促进剂CZ、0.50份促进剂DM以及0.10份促进剂D组成；硫化活性剂由12.5份硬脂酸及4.0份活性氧化锌组成；防老剂为对苯二胺；软化剂为46#机械油；补强填充剂由7份轻质碳酸钙及8份沉淀法白炭黑组成。
促进剂CZ的化学名称是N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺；
促进剂DM的化学名称是2，2′-二硫化二苯并哇挫；
促进剂D的化学名称是二苯胍。
为了验证本发明的效果，发明人进行了以下筛选试验：
一、胶鞋成型橡胶排气垫主胶：100份天然橡胶（采用2#标准胶）、2.0份硫磺、0.90份促进剂CZ、0.50份促进剂DM、0.10份促进剂D、12.5份硬脂酸、4.0份活性氧化锌、1.0份防老剂、10份软化剂（46#机械油）、7份轻质碳酸钙、8份沉淀法白炭黑、2.0份发泡剂H。胶料最佳控制条件：塑炼胶可塑度0.70～0.75、混炼胶143℃硫化起点4＇50＂～5＇30＂。
（1）硫化促进剂体系研究
表1
注：基本配方：天然橡胶100份，硫磺2.0份,硬脂酸10份,活性氧化锌4份,防老剂1份,白炭黑10份,46#机械油10份,发孔剂H2.0份,防老剂1.0份，促进剂为变量；塑炼胶的可塑度为0.72。
经过试验分析得出,促进剂的最佳用量为:促进剂DM为0.5份、促进剂CZ为0.9份、促进剂D为0.1份。
在该配方下进行重复验证试验结果为：硬度54、扯断强度19.5Mpa、扯断伸长率556%、扯断永久变形12%、300%定伸应力5.5Mpa、硫化制品充模饱满,软硬适当。
根据上述试验，用下列基本配方进行后续研究：天然橡胶100份，硫磺2.0份,硫化促进剂1.5份（促进剂DM 0.5份、促进剂CZ 0.9份、促进剂D 0.1份）、防老剂 1份。
(2)其他配合体系研究
表2
通过各配合体系研究试验得出，胶鞋成型橡胶排气垫主胶的最佳配方为：天然橡胶100份、硫磺2.0份、硫化促进剂1.5份(促进剂CZ0.90份、促进剂DM0.50份、促进剂D0.10份)、硫化活性剂16.5份(硬脂酸12.5份、活性氧化锌4.0份)、防老剂1.0份、46#机械油10份、补强填充剂15份（轻质碳酸钙7份、沉淀法白炭黑8份）。
(3)发泡剂对排气垫性能影响研究：
基本配方：天然橡胶100份、硫磺2.0份、促进剂CZ0.90份、促进剂DM0.50份、促进剂D0.10份、硬脂酸12.5份、活性氧化锌4.0份、防老剂1.0份、46#机械油10份、轻质碳酸钙7份、沉淀法白炭黑8份。
试验对照表:
表3
试验结论：使用2份发泡剂（发孔剂H）时，发泡效果及硫化橡胶回弹性最好。
(4)塑炼胶可塑度对制品性能影响
表4
表4说明,用于胶鞋成型的橡胶排气垫主胶在制成塑炼胶的过程中，其可塑度的最佳范围为0.70-0.75。
二.室温硫化硅橡胶配方及涂层研究
（1）室温硫化硅橡胶配方
表5
注：（a）涂层厚度1.0mm；
（b）排气垫水煮时间270分钟,存放时间20天。
通过表5的试验结果得出，最佳配方为：106硅橡胶85份、正硅酸乙酯10份、二月桂酸二丁基锡5份。
（2）硅橡胶涂层厚度对排气垫使用寿命影响
表6
注：a）配方为106硅橡胶85份、正硅酸乙酯10份、二月桂酸二丁基锡5份；
b)排气垫水煮时间270分钟，室温存放20天。
表6得出，层橡胶涂层最佳厚度为1.0～1.5mm。
三.排气垫硫化条件研究
硫化方式及硫化时间对比结果如表6所示：
表7
注：***——水沸腾后开始计时；
**——胶鞋混汽硫化工艺，温度区域120～136℃；
*——胶鞋间汽硫化工艺（蒸汽加热），混度区域118～122℃。
表7得出，适合橡胶排气垫的硫化条件是以沸腾水为硫化介质，硫化时间240～270min。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明采用高弹性天然橡胶硫化海绵胶作为排气垫的基体，通过水煮发泡工艺调整橡胶体的弹性性能和柔软程度，并采用高弹力棉毛布对橡胶基体表面进行增强，提高了排气垫的使用寿命和力的传导效果；并在表层采用室温硫化硅橡胶涂层，对胶鞋的橡胶部件形成有效的隔离作用，使胶鞋橡胶部件花纹保持原始形状。本发明简单易行，制作成本低廉，使用效果好。
具体实施方式
本发明的实施例1：用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法，先制备排气垫橡胶主体，按重量份数计算，将100份2#标准胶在开放式炼胶机上进行三段薄通，制得威氏可塑度为0.70～0.75的塑炼胶A；将由7份轻质碳酸钙及8份沉淀法白炭黑组成的补强填充剂与10份46#机械油混合得到B品；将由0.9份促进剂CZ、0.5份促进剂DM以及0.1份促进剂D组成的硫化促进剂和由12.5份硬脂酸以及4份活性氧化锌组成的硫化活性剂混合得到C品；将2份发孔剂H和2份硫磺混合得到D品；将塑炼胶A在温度为60℃的开放式炼胶机中翻炼包辊至胶料表面光滑，然后加入C品和D品进行炼制，待C品和D品被吸收后再加入B品进行炼制，待B品被吸收后，在辊距为8～10mm条件下左右开刀卷筒翻炼各三次，得到混炼胶E；将混炼胶E在室温下自然存放4天，得到熟化混炼胶F；将熟化混炼胶F加入到开放式炼胶机中，使胶料包辊排除气泡，在胶料表面光滑后，按所需厚度出片，即得到排气垫橡胶主体；选用棉毛布（选用的为21S/1X1棉毛布,筒径为21寸，质量为260±10g/m2，顶破强力为650±20N，针卷密度为(针卷数/10cm)直向100±4、横向120±4）；制备汽油胶浆，按重量份计算，将100份2#标准胶、2份硫磺、3.0份硫化促进剂（1.8份促进剂CZ、1份促进剂DM以及0.2份促进剂D）、6份硫化活性剂(4.5份硬脂酸以及1.5份活性氧化锌)、3.5份补强填充剂(1.5份轻质碳酸钙及2份沉淀法白炭黑)以及1份防老剂在炼胶机中进行混炼，得到汽油浆混炼胶；将汽油浆混炼胶裁切成长度75mm、宽度40mm、厚度4mm的胶片，加入运行着的胶浆搅拌机中，再向汽油胶浆混炼胶片中加入150份的120#溶剂汽油,搅拌4.5小时，加入2份硫磺，再搅拌45分钟，得到的汽油胶浆；在棉毛布反面涂刷一层制备好的汽油胶浆，并在室温下干燥8小时；按照排气垫形状要求裁剪棉毛布和排气垫橡胶主体，将排气垫橡胶主体放置在棉毛布涂刷汽油胶浆的面上，然后将其放入模具中，锁紧模具，将模具放入有盖板的加热室温水池中，盖上水池的盖板，确保池中水淹过模具20cm以上,将水加热至沸腾（沸腾温度在100～105℃之间），加热时间为4h（冬天为4.5h），停止加热后，放出池中水，将模具冷却至室温，再将橡胶排气垫取出，并在室温下通风放置15天，使橡胶排气垫中的水分充分挥发，得排气垫胚；然后制备室温硫化硅橡胶，按重量份数计算，向85份106硅胶中依次加入10份正硅酸乙酯和5份二月桂酸二丁基锡，并将其进行搅拌至气泡消失，即得到室温硫化硅橡胶；将制备好的室温硫化硅橡胶在50分钟以内涂刷在排气垫胚的布面上，涂刷厚度为1.2mm，并在室温下放置7天，即得到成品。
本发明的实施例2：用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法，先制备排气垫橡胶主体，按重量份数计算，将90份2#标准胶在开放式炼胶机上进行三段薄通，制得威氏可塑度为0.70～0.75的塑炼胶A；将由7份轻质碳酸钙及7份沉淀法白炭黑组成的补强填充剂与8.5份46#机械油混合得到B品；将由0.8份促进剂CZ、0.4份促进剂DM以及0.1份促进剂D组成的硫化促进剂和由8.5份硬脂酸以及3.5份活性氧化锌组成的硫化活性剂混合得到C品；将1.9份发孔剂H和1.8份硫磺混合得到D品；将塑炼胶A在温度为50℃的开放式炼胶机中翻炼包辊至胶料表面光滑，然后加入C品和D品进行炼制，待C品和D品被吸收后再加入B品进行炼制，待B品被吸收后，在辊距为8～10mm条件下左右开刀卷筒翻炼各三次，得到混炼胶E；将混炼胶E在室温下自然存放3天，得到熟化混炼胶F；将熟化混炼胶F加入到开放式炼胶机中，使胶料包辊排除气泡，在胶料表面光滑后，按所需厚度出片，即得到排气垫橡胶主体；选用棉毛布（选用的为21S/1X1棉毛布,筒径为21寸，质量为260±10g/m2，顶破强力为650±20N，针卷密度为(针卷数/10cm)直向100±4、横向120±4）；制备汽油胶浆，按重量份计算，将90份2#标准胶、1.8份硫磺、2.5份硫化促进剂（1.6份促进剂CZ、0.8份促进剂DM以及0.1份促进剂D）、5份硫化活性剂(4份硬脂酸以及1份活性氧化锌)、2.5份补强填充剂(1份轻质碳酸钙及1.5份沉淀法白炭黑)以及0.8份防老剂在炼胶机中进行混炼，得到汽油浆混炼胶；将汽油浆混炼胶裁切成长度50mm、宽度30mm、厚度5mm的胶片，加入运行着的胶浆搅拌机中，再向汽油胶浆混炼胶片中加入145份的120#溶剂汽油,搅拌4小时，加入1.8份硫磺，再搅拌0.5小时，得到的汽油胶浆；在棉毛布反面涂刷一层制备好的汽油胶浆，并在室温下干燥4小时；按照排气垫形状要求裁剪棉毛布和排气垫橡胶主体，将排气垫橡胶主体放置在棉毛布涂刷汽油胶浆的面上，然后将其放入模具中，锁紧模具，将模具放入有盖板的加热室温水池中，盖上水池的盖板，确保池中水淹过模具20cm以上,将水加热至沸腾（沸腾温度在100～105℃之间），加热时间为4h，停止加热后，放出池中水，将模具冷却至室温，再将橡胶排气垫取出，并在室温下通风放置15天，使橡胶排气垫中的水分充分挥发，得排气垫胚；然后制备室温硫化硅橡胶，按重量份数计算，向70份106硅胶中依次加入8份正硅酸乙酯和4份二月桂酸二丁基锡，并将其进行搅拌至气泡消失，即得到室温硫化硅橡胶；将制备好的室温硫化硅橡胶在50分钟以内涂刷在排气垫胚的布面上，涂刷厚度为1mm，并在室温下放置5天，即得到成品。
本发明的实施例3：用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法，先制备排气垫橡胶主体，按重量份数计算，将110份2#标准胶在开放式炼胶机上进行三段薄通，制得威氏可塑度为0.70～0.75的塑炼胶A；将由8份轻质碳酸钙及10份沉淀法白炭黑组成的补强填充剂与12份46#机械油混合得到B品；将由1份促进剂CZ、0.6份促进剂DM以及0.2份促进剂D组成的硫化促进剂和由12份硬脂酸以及6份活性氧化锌组成的硫化活性剂混合得到C品；将2.1份发孔剂H和12.3份硫磺混合得到D品；将塑炼胶A在温度为70℃的开放式炼胶机中翻炼包辊至胶料表面光滑，然后加入C品和D品进行炼制，待C品和D品被吸收后再加入B品进行炼制，待B品被吸收后，在辊距为8～10mm条件下左右开刀卷筒翻炼各三次，得到混炼胶E；将混炼胶E在室温下自然存放5天，得到熟化混炼胶F；将熟化混炼胶F加入到开放式炼胶机中，使胶料包辊排除气泡，在胶料表面光滑后，按所需厚度出片，即得到排气垫橡胶主体；选用棉毛布（选用的为21S/1X1棉毛布,筒径为21寸，质量为260±10g/m2，顶破强力为650±20N，针卷密度为(针卷数/10cm)直向100±4、横向120±4）；制备汽油胶浆，按重量份计算，将110份2#标准胶、2.2份硫磺、4份硫化促进剂（2份促进剂CZ、1.8份促进剂DM以及0.2份促进剂D）、7份硫化活性剂(5份硬脂酸以及2份活性氧化锌)、5份补强填充剂(2份轻质碳酸钙及3份沉淀法白炭黑)以及1.5份防老剂在炼胶机中进行混炼，得到汽油浆混炼胶；将汽油浆混炼胶裁切成长度100mm、宽度50mm、厚度3mm的胶片，加入运行着的胶浆搅拌机中，再向汽油胶浆混炼胶片中加入160份的120#溶剂汽油,搅拌5小时，加入2.2份硫磺，再搅拌1小时，得到的汽油胶浆；在棉毛布反面涂刷一层制备好的汽油胶浆，并在室温下干燥12小时；按照排气垫形状要求裁剪棉毛布和排气垫橡胶主体，将排气垫橡胶主体放置在棉毛布涂刷汽油胶浆的面上，然后将其放入模具中，锁紧模具，将模具放入有盖板的加热室温水池中，盖上水池的盖板，确保池中水淹过模具20cm以上,将水加热至沸腾（沸腾温度在100～105℃之间），加热时间为4.5h，停止加热后，放出池中水，将模具冷却至室温，再将橡胶排气垫取出，并在室温下通风放置15天，使橡胶排气垫中的水分充分挥发，得排气垫胚；然后制备室温硫化硅橡胶，按重量份数计算，向100份106硅胶中依次加入12份正硅酸乙酯和6份二月桂酸二丁基锡，并将其进行搅拌至气泡消失，即得到室温硫化硅橡胶；将制备好的室温硫化硅橡胶在50分钟以内涂刷在排气垫胚的布面上，涂刷厚度为1.5mm，并在室温下放置10天，即得到成品。
Claims (9)
1.一种用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法，其特征在于：先将天然橡胶进行硫化，制成排气垫橡胶主体；在棉毛布反面涂刷一层汽油胶浆，并在室温下干燥4～12小时；按照排气垫形状要求裁剪棉毛布和排气垫橡胶主体，将排气垫橡胶主体放置在棉毛布涂刷汽油胶浆的面上，然后将其放入模具中，在温度为100～105℃的沸中水煮硫化4～4.5h，加热结束后，将模具冷却至室温，取出得到橡胶排气垫；将橡胶排气垫在室温下通风放置15天，得排气垫胚；在排气垫胚的布面上涂刷室温硫化硅橡胶，涂刷厚度为1～1.5mm，并在室温下放置5天以上，即得到成品。
2.根据权利要求1所述的用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法，其特征在于：排气垫橡胶主体的制备，按重量份数计算，将90～100份天然橡胶在开放式炼胶机上进行三段薄通，制得威氏可塑度为0.70～0.75的塑炼胶A；将14～18份补强填充剂与8.5～12份软化剂混合得到B品；将1.3～1.8份硫化促进剂和12～18份硫化活性剂混合得到C品；将1.9～2.1份橡胶发泡剂和1.8～2.3份硫磺混合得到D品；将塑炼胶A在温度为50～70℃的开放式炼胶机中翻炼包辊至胶料表面光滑，然后加入C品和D品进行炼制，待C品和D品被吸收后再加入B品进行炼制，待B品被吸收后，在辊距为8～10mm条件下左右开刀卷筒翻炼各三次，得到混炼胶E；将混炼胶E在室温下自然存放3～5天，得到熟化混炼胶F；将熟化混炼胶F加入到开放式炼胶机中，使胶料包辊排除气泡，在胶料表面光滑后，按所需厚度出片，即得到排气垫橡胶主体。
3.根据权利要求1所述的用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法，其特征在于：汽油胶浆的制备，按重量份计算，将90～110份天然橡胶、2.5～4.0份硫化促进剂、5～7份硫化活性剂、2.5～5份补强填充剂以及0.8～1.5份防老剂在炼胶机中进行混炼，得到汽油浆混炼胶；将汽油浆混炼胶裁切成长度50～100mm、宽度30～50mm、厚度3～5mm的胶片，加入运行着的胶浆搅拌机中，再向汽油胶浆混炼胶片中加入145～160份的120#溶剂汽油,搅拌4～5小时，加入1.8～2.2份硫磺，再搅拌0.5～1小时，得到汽油胶浆。
4.根据权利要求1所述的用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法，其特征在于：室温硫化硅橡胶的制备，按重量份数计算，向70～100份106硅胶中依次加入8～12份正硅酸乙酯和4～6份二月桂酸二丁基锡，并将其进行搅拌至气泡消失后，即得到室温硫化硅橡胶；将制备好的室温硫化硅橡胶在50min以内涂刷在排气垫胚的布面上。
5.根据权利要求2或3所述的用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法，其特征在于：硫化促进剂由0.90份促进剂CZ、0.50份促进剂DM以及0.10份促进剂D组成。
6.根据权利要求2或3所述的用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法，其特征在于：硫化活性剂由12.5份硬脂酸及4.0份活性氧化锌组成。
7.根据权利要求3所述的用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法，其特征在于：防老剂为对苯二胺。
8.根据权利要求2所述的用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法，其特征在于：软化剂为46#机械油。
9.根据权利要求2或3所述的用于胶鞋成型的天然橡胶排气垫的制备方法，其特征在于：补强填充剂由7份轻质碳酸钙及8份沉淀法白炭黑组成。
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