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橡膠原材料配方成本降低方案


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2021-10-12

1.生膠(主體材料)的選擇
       價(jià)位低,價(jià)格低對(duì)低成本是很明顯的。密度小,單位體積成本較低,制品膠料成本也較低,一般非極性橡膠的密度小,較小密度的橡膠有乙丙橡膠、順丁橡膠等,另外橡塑并用也可降低密度。
可填充性大的橡膠如充油丁苯橡膠、充油順丁橡膠即使增加炭黑和油的用量,其耐磨耗性能降低也不大。從成本上考慮,使用這些生膠比較有利。因此,今年來(lái)充油丁苯橡膠、順丁橡膠多用于輪胎配合。
三元乙丙橡膠是橡膠中填充能力最大的一種橡膠。它可以填充500份中粒子熱裂炭黑、半補(bǔ)強(qiáng)炭黑、快壓出炭黑,而且能保持一定的物理性能,可以明顯地降低成本。
       近年來(lái)開(kāi)發(fā)的氯化聚乙烯也是一種能填充大量填料的彈性體。試驗(yàn)表明,在氯化聚乙烯中添加300份廉價(jià)的多孔粉石英填料,仍能保持較好的拉伸性能,對(duì)降低成本有顯著的效果。
多孔粉石英屬于一種火山灰沉積巖。該產(chǎn)品自然粒徑細(xì)(0.5μm左右),顆粒分布均勻,比表面積大(8.3m2/g),外形結(jié)構(gòu)近似球型無(wú)棱角狀。以電子顯微鏡圖象看,其表面全是納米級(jí)的介孔,平均孔徑約為8.8nm(納米)。
多孔粉石英的特點(diǎn):多孔結(jié)構(gòu)、自然粒徑細(xì)、比重輕和表面近似球狀。這使得在高分子復(fù)合材料中有較好的流動(dòng)性、分散性且不易沉淀。決定了在橡膠行業(yè)中有極其廣泛的用途。
       多孔粉石英屬于二氧化硅體系一種,使用的安全性被認(rèn)可,已廣泛用于橡膠行業(yè),廉價(jià)的多孔粉石英可替代部份炭黑、白炭黑從而降低成本。
       橡膠和某些塑料、樹(shù)脂等共混作為配方的主體材料,不僅可以提高制品的某些性能,而且可以降低配方成本,是當(dāng)前橡膠配方中廣泛采用的方法。例如天然橡膠和聚乙烯,丁腈橡膠和聚氯乙烯,乙丙橡膠和聚丙烯共混。

        根據(jù)制品的特性要求,合理地選擇代用材料或價(jià)廉的新型橡膠,也是降低材料成本的有效途徑之一。

 

2.合理利用再生資源
      使用再生膠是一種降低成本較為明顯的方法,再生膠價(jià)格低并且其中含有可重復(fù)使用的部分防老劑、炭黑、促進(jìn)劑、活性劑,特別是再生膠有時(shí)全部代替生膠來(lái)使用,因而在中低檔產(chǎn)品中應(yīng)盡可能較多或全部使用再生膠。某些特種橡膠如丁腈橡膠、氟橡膠、硅橡膠、氯醚橡膠、丙烯酸酯橡膠中適當(dāng)摻用再生膠有時(shí)其性能下降不大,但可大大地改善工藝性能,是一舉兩得的好事。
       合理使用硫化膠粉也是降低成本的重要途徑之一。多年來(lái)橡膠工業(yè)一直在探索回收利用廢橡膠制品的有效方法,這對(duì)降低橡膠制品的成本有重要意義。硫化膠粉除在公路上使用外,也是橡膠的一種較好的填充劑,具有價(jià)格低、密度小、親和性好等特點(diǎn)。在輪胎胎面膠中少量摻用硫化膠粉還可以適當(dāng)提高耐磨性和抗撕裂性。精細(xì)膠粉和膠粉的活化改性可進(jìn)一步提高膠粉在橡膠中的使用價(jià)值。

       充分利用硫化后的廢膠邊及報(bào)廢制品,也是某些橡膠制品降低配方成本的有效途徑。如輪胎廠大量廢棄的丁基橡膠水胎、膠囊,較好方法是橡膠廠將這些分類,用機(jī)械法自制成為膠粉,也可以進(jìn)一步將其制成再生膠,作為填充劑填充到對(duì)應(yīng)膠料或低檔的膠料中,使之變廢為寶,充分、合理利用再生資源,可增大廢橡膠回收利用的數(shù)量,是降低配方成本的一條新途徑。

 

3.增加填充劑和油的用量
      一般填充劑都比較廉價(jià),無(wú)論使用哪一種,只要增加其用量,就能大幅度降低成本。但
同時(shí)必須添加與其性能和用量相應(yīng)的操作油。
      作為廉價(jià)的填充劑,一般可使用碳酸鈣和陶土等無(wú)機(jī)填料。通常這些無(wú)機(jī)填料的粒徑較大,表面具有親水性,與橡膠的相容性不好,因此其補(bǔ)強(qiáng)性能遠(yuǎn)不如炭黑,增加其用量往往會(huì)導(dǎo)到致硫化膠性能大幅度下降。為改進(jìn)無(wú)機(jī)填料和橡膠大分子的結(jié)合能力,增加其填充量,需要對(duì)它們進(jìn)行各種表面改性處理。例如,用低分子量羧化聚丁二烯接枝的碳酸鈣,可使硫化膠的撕裂強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、耐磨耗性明顯提高,還能使膠料具有良好的抗?jié)裥约半娦阅?,并改善膠料的加工工藝性能,增加填充量,部分取代半補(bǔ)強(qiáng)炭黑。經(jīng)鈦酸酯、硅烷偶聯(lián)劑處理的碳酸鈣與沉淀法白炭黑并用,能改善三元乙丙橡膠的加工性能,增加填充量,減少白炭黑用量,在保持性能指標(biāo)的前提下,降低了膠料成本。
       為了降低材料成本,國(guó)內(nèi)近年來(lái)開(kāi)發(fā)了多種廉價(jià)的填充劑。這些填充劑過(guò)去大多屬于工業(yè)廢料、環(huán)境污染源,經(jīng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用后取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
      廉價(jià)的非補(bǔ)強(qiáng)填充劑,在橡膠制品中應(yīng)用效果較好的有赤泥、油頁(yè)巖灰、硅鋁炭黑、硅灰石粉、多孔粉石英、活性硅粉、高透明白滑粉等。