乳膠海綿

多孔性橡膠材料

乳膠海綿是泡孔結構為全部連孔或絕大部分連孔,少部份不連孔的多孔性橡膠材料。是乳膠製品中耗用乳膠量最大的一種。具有彈性高,吸收震動,耐壓縮疲勞,承載性好,舒適耐久等特點。

分類


乳膠海綿分為模型和非模型製品兩大類。模型製品包括海綿(帶芯栓,不帶芯栓和針芯海綿)和平板類海綿等,主要用於車輛坐墊,靠墊,高級傢具以及室內裝飾。非模型製品主要用於紡織物塗布及地毯棉襯墊。

生產工藝


乳膠海綿的製造方法有兩種。一種是鄧祿普法,又稱機械打泡法或遲緩凝膠法,這是應用最早和最普遍的海綿工藝。其工藝特點是在乳膠中加入一定量的起泡劑(RAYNOL CH-200或RAYNOL PC-3930),利用機械攪拌起泡,然後加入遲緩膠凝劑。另一種方法是塔勒萊法,又稱真空發泡法。其工藝特點是用機械法低倍發泡,然後計量注入密閉模型,抽真空使乳膠完全發泡至充滿模型,冷凍定型后通入二氧化碳氣體凝膠。此法的優點是沒有過剩的膠料溢出浪費,無需在乳膠中加入膠凝劑,所以不會阻塞管道,不用隔離劑但很易脫模,生產過程高度自動化,產品質量好,但模型及附屬設備複雜,費用高,燃料及能源消耗大。
第一步:乳膠的配置
通用型乳膠海綿一般採用天然乳膠,丁苯乳膠或二者並用作為主體材料,特殊性能的乳膠海綿則多採用氯丁乳膠或丁腈乳膠。
乳膠的配置方法有兩種。一種是把硫化劑,促進劑,防老劑預先加入乳膠中,熟成24-72小時,然後加入起泡劑(CH-200)起泡,最後加入氧化鋅和膠凝劑。此法多用於純膠海綿。另一種方法是在起泡時先把起泡劑,硫化劑,促進劑,防老劑相繼加入,最後加氧化劑和膠凝劑。此法多用於調料海綿。
第二步:乳膠起泡
乳膠的起泡方法基本上分為機械打泡法和真空發泡法兩種。
1.機械打泡法
按所用設備不同又分為分批打泡法和連續打泡法。
(1)分批打泡法
常用設備是霍伯特打泡機。該機利用網籠狀攪拌子的高速攪拌,使空氣與乳膠混合均勻起泡。為了加速起泡,乳膠中需事先加入一些起泡劑(RAYNOL CH-200或RAYNOL PC-3930),因為起泡劑都是表面活性物質,可以降低乳膠和空氣兩相界面的表面張力,有利於起泡。另外,乳膠在起泡前應根據其穩定性情況適當加入一些穩定劑如氫氧化鈉,以防凝膠。
(2)連續打泡法
常用設備有奧克式連續打泡機和馬可式連續打泡機。前者用乳膠泵把乳膠連續打入起泡機內,並壓入一定溫度的空氣,在機頭的高速攪拌和剪切作用下,空氣與乳膠混勻,在短時間內起泡。後者將乳膠從第一次容器較小,轉速較慢的泵壓入第二個容器較大,轉速較快的泵中,使乳膠混入大量的空氣而起泡。
2.真空發泡法
真空發泡法是用高總固體含量的乳膠,按常規配入起泡劑,硫化劑,促進劑,防老劑,增稠劑,填充劑和氧化劑,不需除氨和熟成,直接機械打泡到3-4倍後計量注入密閉模型中,抽真空,模內的低倍數泡沫膨脹而充滿模型,當泡沫與模型上的透氣墊相接觸時停止抽真空。
除以上三種發泡方法外,還有一種化學發泡法,即在乳膠中加入發泡劑過氧化氫碳酸氫銨等,在一定溫度下,發泡劑分解放出氣體。這種方法發泡不易控制,現已很少使用。
第三步:泡沫乳膠凝膠
凝膠方法有三種:遲緩凝膠法,熱敏化凝膠法和冷凍凝膠法。
1.遲緩凝膠法
遲緩凝膠法是在乳膠起泡后並勻化后,加入氧化鋅的同時加入遲緩凝膠劑,使泡沫乳膠緩慢凝膠。
2.熱敏化凝膠法
熱敏化凝膠法是在乳膠中加入熱敏化劑,在一定溫度下使泡沫乳膠凝膠的方法。
3.冷凍凝膠法
冷凍凝膠法是使在密閉模型中真空發泡的乳膠急劇冷凍,然後通入二氧化碳氣體使其凝膠。
生產上多才採用鄧祿普法,因此凝膠方法也採用前二者或二者並用。
第四步:乳膠海綿的模型和注模工藝
乳膠海綿模型多用鋁合金或不鏽鋼製造。不鏽鋼造價高,密度大,導熱性不如鋁合金,因此鋁模更為常用。
用鄧祿普法生產的海綿,其模型比較簡單,通常只分為模蓋和模底,較厚的製品模蓋採用有芯栓的結構。
用塔勒萊法生產的海綿,模型比較複雜,模具以鋁澆鑄或焊接而成,整個模體結構必須非常嚴密,便於真空操作。
第五步:乳膠海綿的硫化,瀝濾和乾燥
泡沫乳膠注模后,塔勒萊法採用冷凍定型,二氧化碳凝膠,然後整體硫化,冷卻,脫模,水洗,乾燥。鄧祿普法則應在80-90度熱空氣中定型10-20分鐘,然後用熱空氣或者蒸汽或者二者並用進行硫化。海綿經硫化后立即脫模,放入水槽中瀝濾或用擠壓棍筒邊噴水邊擠壓,反覆進行,目的是除去殘留在海綿中的水溶性物質,因為這些物質會使海綿很快變色,老化。最後用離心機脫水。海綿乾燥一般採用層式乾燥櫃,60-80度熱空氣進行。適當通風可加速乾燥。高頻電熱和遠紅外同樣可用做乾燥熱源,乾燥速度快,效果好。

用途


乳膠發泡海綿鞋材已逐步被各大中高檔鞋廠使用,主要適用於各種休閑鞋為主,它具有透氣性特佳,高加力,環保,純天然,抑菌等特點。主要用途:鞋中底墊,後跟里,高低內滾口,鞋腰墊,鞋舌,馬靴棉鞋的夾層,手袋箱包及地毯的夾層用料;運動器材類的足球手套和瑜伽墊及束腰帶;傢具類的沙發床墊及枕頭;化妝用品類的化妝棉及粉撲,雕刻類的印章用料;電子類的滑鼠墊及電子墊片,醫療衛生領域等領域,平面乳膠發泡和模具乳膠發泡兩成型方式;作為天然乳膠加工而成的性能超群的產品,乳膠海綿不含對人體有害的化學成分,無毒無公害,可自然分解,產品符合美國、日本,歐盟[RoHS]環保要求,且材料本身的硫化可以自行生物降解,不會給環境造成任何的污染等等。