丁腈橡胶和 PVC 手套生产的陶瓷手模及其制备方法

发表时间:2020/9/3   来源:《科学与技术》2020年3月9期   作者:相刚
[导读] 现阶段,各行各业的发展迅速,目前市场上常用的薄型手套种类有聚氯乙烯手套
        摘要:现阶段,各行各业的发展迅速,目前市场上常用的薄型手套种类有聚氯乙烯手套、天然橡胶手套、丁腈手套,其中丁腈手套由于原料中不含蛋白质,不会引起穿戴手套过敏,逐渐代替天然胶乳手套,成为世界上用量最大的薄型手套之一。手模是用于沾渍法生产塑胶手套的模具。各种液态成型的塑胶手套的生产工艺是:通过手模沾挂塑胶液料,经烘干、脱模而成。生产中使用的手模应耐酸、耐碱等化学浸蚀,并具有良好的热震稳定性。其丁腈橡胶手套使用的陶瓷手模尤为苛刻:每次使用后,先经过酸性洗液清洗后,再经过碱性洗液清洗。生产丁腈橡胶手套的手模应具有良好的耐酸、耐碱浸蚀,并具有良好的热震稳定性。目前我国国内生产的丁腈橡胶手套使用的陶瓷手模为为高硅手模。
        关键词:丁腈橡胶;丁腈橡胶和PVC手套生产;陶瓷手模;制备方法
        1丁腈橡胶和PVC手套生产的陶瓷手模及其制备方法
        1.1材料抗热震性的表示方法
陶瓷材料和其他脆性材料一样,抗热震性是比较差的,在热冲击下损坏有两种类型:一种是制品发生在热冲击下的瞬时炸裂,对这类破坏的抵抗称为抗热震炸裂性。第二种是在热循环冲击下,制品表面开裂、剥落,并不断发展,以致最终破裂或变质而损坏,对这类破坏的抵抗称为抗热震损伤性。陶瓷手模在生产线上是处在循环热冲击作用下,经过一定时间后出现的局部开裂,属于第二种类型,即抗热震损伤性。由于制品应用场合的不同,往往对材料抗热震性的要求也很不相同,例如:对于日用陶瓷、工业陶瓷、化学陶瓷、耐火材料及火箭喷咀和耐高温陶瓷等,由于它们的使用场合不同,因此对材料的抗热震性要求也就有很大的差别。而目前对于抗热震性虽已能作出一定的理论解释,但尚不完善,因此,实际上对材料或制品的抗热震性评定,一般还是采用比较直观的测定方法,即根据使用情况进行模拟测定为主。因此如何更科学更本质地反映材料抗热震性,是当前技术和理论工作中一个重要任务。
        1.2生产工艺
本文研究的目的是提供一种通过将增塑剂、热稳定剂乳化后与水性PVC糊树脂乳液混合生产一次性丁腈橡胶和PVC手套的方法。
将增塑剂、热稳定剂乳化成乳液,再与水性PVC糊树脂混合,生产一次性丁腈橡胶和PVC手套。用该工艺生产的手套完全可以达到传统工艺生产的产品性能。摒弃了降粘剂的使用,既解决了环保的问题,又实现了节能降耗,降低了生产企业的成本。
采用将增塑剂、热稳定剂乳化成水性乳液,与水性PVC糊树脂乳液混合,在水性介质条件下生产一次性丁腈橡胶和PVC手套。使用该工艺生产的手套完全满足传统油性介质中生产的丁腈橡胶和PVC手套的各种指标要求。
采用的技术方案:增塑剂与热稳定剂按一定比例混合,边搅拌边加入乳化剂,制成乳液;将水性PVC糊树脂乳液放入搅拌机,边搅拌边加入增塑剂、热稳定剂的水性乳液;继续快速搅拌2小时,然后低速搅拌、脱泡,制成水性PVC混合料乳液。水性PVC混合料乳液放置24小時后,通过浸渍成型工艺,制得一次性丁腈橡胶和PVC手套。
按以下工艺生产出丁腈橡胶和PVC手套。沾料、烘干、塑化、表面处理、卷唇、冷却、脱模、包装入库。
PVC糊树脂水性乳液为糊树脂生产厂家烘干前的产品。含水量为20%~80%。
将增塑剂、热稳定剂分别乳化;或者将增塑剂、热稳定剂按一定比例混合后乳化。边搅拌边加入乳化剂乳化;或者先加入乳化剂边搅拌边加入增塑剂、热稳定剂。所述增塑剂、热稳定剂的水性乳液为增塑剂、热稳定剂乳化成水性乳液。
本文的增塑剂包括DOP、DBP、DINP、DOTP、DOA、DOS、DINCH等,也包括环氧脂肪酸类、磷酸酯类或烷基磺酸苯酯等其中的一种或几种混合使用。
所述的稳定剂为钙、锌、钡或铝的金属皂。例如,硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸铝。进一步,热稳定剂为液体钙锌稳定剂、有机锡稳定剂中的一种或几种。


乳化剂为一种或多种复配。所用乳化剂选自烷基酚聚氧乙烯醚类、脂肪醇聚氧乙烯醚及其类似产品、苯乙基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚及其类似产品、脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪酸环氧乙烷加成物、蓖麻油环氧乙烷加成物及其衍生物、多元醇脂肪酸酯及其环氧乙烷加成物、甘油为基本原料的非离子助剂、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基磺酸盐、烷基丁二酸酯磺酸盐、烷基联苯基醚磺酸盐、萘磺酸甲醛缩合物等中的一种或几种。
        2提高手模使用寿命的措施
研究陶瓷材料的抗热震性,延长陶瓷手模使用寿命是多个方面的综合问题,结合以上分析,提出以下几点措施:
        2.1延长上部烘箱的长度
使出烘箱的手模从170℃左右降为约130℃左右(或更低一些)这对提高陶瓷手模的使用寿命是很重要的。
        2.2提高陶瓷手模材质的机械强度
同时降低材料的热膨胀系数,这在一定范围内可以有限度的解决,若要大幅度的提高,只有改变陶瓷手模的材质(但也不能完全解决)此时手模的成本就提高的很多,限制了手套企业对利润的追逐。在陶瓷质手套模具中增加了煤矸石,手模的强度增加30%,大幅度降低了生产成本并有效利用三废。
        2.3硫化条件
1)硫化的温度。产品的物理性能、体积和模压方式决定着在硫化过程中胶原料的具体的硫化温度,而该种橡胶的胶原料的模压硫化温度一般情况下为140℃~200℃。低温硫化对于产品的质量的好处就是可以减少焦烧和模具的清洁与再利用。大型产品要想取得最佳的产品物理性能,就需要一个相对平坦的硫化过程,在不一样的硫化温度下,调节硫化时间的长短来达到目的。对于该种橡胶产品歪斜和硫化不彻底的情况,主要采用的有效措施可以是,该种橡胶胶原料采用介电预热法来对胶原料进行的预热,主要是因为这种对胶原料的预热方法能够在模压的过程中均匀受热,增强硫化效率,从而解决大件产品硫化不彻底和歪斜的问题。该种橡胶的硫化过程主要采用高温硫化来进行,在硫化过程中,每一步都要做到快速和准确的操作,例如,该种橡胶的胶原料在160℃的模具中停留两分钟后再进行高温硫化的步骤。特别要提出的是,模具中的模垢的集存不利于工作效率的提高,而采用高温硫化这种方式,会导致模具中模垢的增加,从而增加操作工人对,模具的清洁次数。
2)硫化的压力。在硫化过程中,硫化压力对于该种橡胶产品的质量影响重大,如果硫化压力不够稳定的话,则会导致产品质量的物理性能的降低,对于该种橡胶产品的胶原料的硫化压力的规定一般是定在1.4MPa~3.4MPa之间。如果硫化压力不足的情况下,可能会出现溢边过大,从而造成产品成为废品。如果,硫化过程中,硫化压力太大的话,就回导致产品歪斜扭变的发生。
3)硫化的时间。在胶原料的硫化过程中,要想获得最佳的硫化时间,就必须处在特定压力和适宜的温度下进行硫化。如果硫化时间太短,可能会导致产品缺少硫磺,甚至是在整体构成线处产生裂缝,解决这个问题的方法一般是在硫化过程中,提高硫化温度就可以得到解决。如果,硫化时间太长的话,产品脱离模具时就回出现裂口,这种情况可以调低硫化温度来解决。
        结语
本文所采用的丁腈橡胶和PVC手套生产工艺是建立在传统丁腈橡胶和PVC手套工艺方法之上,进行不断改良和完善,逐步形成一种环保、节能的丁腈橡胶和PVC手套生产方法。在生产工艺上用水代替了降粘剂,拉伸强度由传统的12MPa提高到了14MPa,拉伸率由传统340%提高到了370%,这样不仅节约了成本,降低了能耗,同时也解决了降粘剂对大气的污染。
        参考文献:
[1]李绍雄,刘益军.聚氨酯胶粘剂[M].北京:化学工业出社,1998:98.
[2]鲍俊杰,钟达飞,谢伟,等.水性聚氨酯结构与性能关系研究[J].化学推进剂与高分子材料,2006,4(4):34–36.
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