用丁腈乳胶生产一次性薄膜手套的过程.pdf

用丁腈乳胶生产一次性薄膜手套的过程 用丁腈乳胶生产一次性薄膜手套的过程 1．1． 介绍 2．介绍 2． 什么是丁腈乳胶？ 3．什么是丁腈乳胶？ 3． 操作 4．操作 4． 混料 （i） 配方 （ii） 碱 （iii） 氧化锌 （iv） 硫 （v） 硫化促进剂 （vi） 二氧化钛 （vii） 合成硫化物 （viii） 抗蹼剂 （ix） 稀释 5．混料 （i） 配方 （ii） 碱 （iii） 氧化锌 （iv） 硫 （v） 硫化促进剂 （vi） 二氧化钛 （vii） 合成硫化物 （viii） 抗蹼剂 （ix） 稀释 5． 生产线流程图 6．生产线流程图 6． 处理过程参数 （i） 手模 （ii） 凝固剂 （iii） 浸料槽 （iv） 滤洗 （v） 硫化循环 （vi） 后处理 7．处理过程参数 （i） 手模 （ii） 凝固剂 （iii） 浸料槽 （iv） 滤洗 （v） 硫化循环 （vi） 后处理 7． 基本的问题及解决方法 基本的问题及解决方法 1．介绍 1．介绍 本资料旨在对处理合成丁腈乳胶时遇到的操作问题作简短的介绍Synthomer 公司的技术部门将很乐意回答与本资料有关的具体问题 2．什么是丁腈乳胶？ 2．什么是丁腈乳胶？ Synthomer 公司提供的丁腈乳胶是乳状液聚合物，这样就需要表面活性剂或皂剂来将聚合物保持在悬浮液中，就如同将油保持在水中一样。

生产该乳状液所用到的主要成分有： (i) 水 (ii) 表明活性剂或皂剂 (iii) 单体 (iv) 电解液 (v) 链转移剂 (vi) 引发剂 英国的产品是通过一个被称为成批聚合的过程进行生产的， 在该过程中所有的添加剂都被装到反应槽中，除去氧气并引发反应而在马来西亚新厂使用的聚合反应是半连续技术，也就是单体在整个过程中陆续加入这两种反应都要几个小时的时间，而且必须冷却以除去反应产生的热量否则反应会失控 聚合反应中所用到的单体有： HC HC CH 2 CH 2 丁二烯C CH2 CNH 丙烯腈 C CH2 H 3 C C O OH 甲基丙烯酸 简单来说，每一种单体都对手套最终的性质有影响： 丁二烯 丁二烯 这是软性单体， 可以使最终的薄膜有弹性 硫正是与这种单体交联的，此外它的不饱和双键还有助于提高手套的抗静电性质 丙烯腈 丙烯腈 这使薄膜具有抗溶剂、 抗静电和抗刺破性质 与丁二烯不同，这是硬性单体，会使薄膜僵硬 甲基丙烯酸 甲基丙烯酸 酸是很重要的， 因为氧化锌正是与这种基团反应形成交联。

这个单体对薄膜最终的抗溶剂性，抗张强度和手感也都很重要 三种单体的比例对于最终薄膜的性质是至关重要的 总的来说， 工业手套需 要高的丙烯腈量，而一次性薄膜手套需要高的丁二烯量 举例来说，Synthomer 提供的各种牌号的丁腈中单体的比例是不同的，因此 被用于生产不同用途的手套： 牌号牌号 % 丁二烯丁二烯 % 丙烯腈丙烯腈% 酸酸 用途用途 99G44 55 39 6 工业手套 6311 68 26 6 薄型手套 48C40 68 26 6 薄型手套 6000 70 26 4 劳保手套 6050 68 26 6 劳保手套 6410 58 39 3 家用手套 设定单体的比例来获得想要的最终性质： 99G44 高含量的丙烯腈和酸是为了获得抗溶剂性 48C40/6311 高含量的丁二烯是为了获得弹性和低模数 6000 高含量的丁二烯和低含量的酸都是为了获得低模数 6410 含量相当低的酸使模数降到最低 3．操作 3．操作 所提供的丁腈乳胶是同生物杀灭剂和抗氧化剂一起保存的，因此无需再加入 更多的量。

材料在货架上可以存放自发货日起六个月，事实上这通常是保守的估计如果妥善保存，即避免阳光直射，货架存放期有时可以长至十二个月 正如在前一章中所讨论的，要用大量的表明活性剂来使乳胶稳定，以保持乳状悬浮液，而这将导致产品起泡沫将材料从散包装或圆桶中转移到混料槽中应该非常小心以减小空气的捕获量在转移混合好了的丁腈胶时这一点要尤其注意， 因为气泡会导致针孔或不牢固区域导致手套不合格通常从成熟槽转移丁腈胶时不施加任何外力而只利用其本身的重力 典型的操作过程如下： 存储槽存储槽 通过一个粗糙的筛抽吸 混料槽混料槽 通过一个精细的筛抽吸 成熟成熟/保持槽保持槽 仅利用重力使其流入 浸料槽浸料槽 一旦混料完成，材料在之后的 2－3 个星期内可以浸渍，这就取决于生产线条件和贮存条件若超过这段时间，混合好的材料所生产的手套会有很高的模数和低的延长率而且容易破裂 所以混合好的丁腈如果超过了这段可以浸渍的时期就必须要混入 5－10%的新鲜配料 4．混料 4．混料 要使成品手套的性质最优化，最初也是最重要的阶段就是混料用Synthomer6311 生产薄型手套的建议配方如下所示： （i） 配方（i） 配方 活动活动/% 成分成分 干分干分/phr 湿分湿分/ phr 45 Synthomer 6311 100 232.6 3 氢氧化钾 0.5 10.0 50 氧化锌分散系 1.0 2.0 50 硫分散系 0.5 2.0 50 ZDEC 分散系 0.5 1.0 50 二氧化钛分散系 1.0 2.0 100 颜料 微量 100 抗蹼剂 0.02 0.02 100 水 稀释至 35% 总固含量 以下将逐一解释各个成分的作用，要注意在混料过程中要非常小心。

（ii） 氢氧化钾（ii） 氢氧化钾 通常这总是第一个添加剂而且是混料过程中遇到的大部分问题的根源 如果操作不正确，丁腈乳胶会对添加剂很敏感因此要遵守以下三个加料原则： (i) 向丁腈乳胶中加入碱时必须充分搅拌，使混料槽的整个表面都移动起来； (ii) 加入氢氧化钾的最大浓度为 5%（质量百分比） ，也可用 3%的氨水代替； (iii) 添料必须缓慢进行并且最好覆盖到整个丁腈表面 添加碱是为了提高丁腈乳胶的 pH 值，这样有助于氧化锌的溶解被运送的 乳胶的 pH 值是 8.0－8.5，因为这是稳定保存乳胶的最佳 pH 值范围正如前面 所提到的，氨水可以代替氢氧化钾但是它不能很好地保持 pH 值，也就是说氨 水必须尽快加到浸料槽中无论用哪种碱，如果不遵守以上的添加原则丁腈就会 不稳定，还会在浸渍线上出现可能导致针孔和不牢固区域的絮状物 （iii） 氧化锌分散系（iii） 氧化锌分散系 这第二个添加剂对于手套的最终性质是最重要的， 完全受氧化锌控制的性质 有： (i) 抗张强度； (ii) 延长率； (iii) 模数 以上的这些性质是通过锌离子和丁腈中的羧酸基团之间形成的坚硬的离子 键获得的。

氧化锌添加的量对于手套的最终性质非常重要， 所以每批料都应该严格控制 好氧化锌的量 实际的添加方法和氢氧化钾一样，也就是要缓慢加入并且充分搅拌分散系 本身的质量也很重要，通常固体离子尺寸不能超过 50 微米因此就很有必要向 供应商询问他们出售的材料的平均粒子尺寸和最大粒子尺寸 （iv） 硫分散系（iv） 硫分散系 硫对于成品手套的影响虽然不是很明显但还是起到重要作用的 硫与丁二烯的不 饱和双键形成的共价键有助于获得以下性质： (i) 手套的耐用性； (ii) 防水性； (iii) 加工处理，即减少针孔 直到现在我们才明白这种共价键远没有锌离子键坚硬Synthomer 公司的技 术部门给出的最新建议是混料后至少放置 24 小时再浸料，这样有助于硫交联 如果将静置时间延长至 36 甚至 48 小时， 在增强手套的耐用性甚至减少针孔方面 会更有好处延长成熟期还可以降低手套的粘度要使硫交联达到最大程度就要 使用高温硫化，因为丁腈乳胶热稳定性大，温度可以高达 135℃通常我们建议 硫化循环为 20 分钟，其中至少 10 分钟处于 120℃ （v） 硫化促进剂（v） 硫化促进剂 在前面所示的建议配方中，我们使用 ZDEC 作为硫化促进剂，当然其他诸如 ZDBC 和 ZBED 也可以用作硫化促进剂。

促进剂的作用就是帮助硫交联的形成，因 此是很重要的 （vi） 二氧化钛分散系（vi） 二氧化钛分散系 配方中的二氧化钛是用来使制成的薄膜不透明并且使手套达到一定的外观 要求二氧化钛不能加的太多因为它会使手套僵硬它会使形成的薄膜的抗张强 度和模数都增大 （vii） 合成硫化物（vii） 合成硫化物 通常要加入所有的配料，即氧化锌、硫、硫化促进剂和二氧化钛一起作为合成硫化物很明显，小心控制各种添加剂的比例是很重要的因为这会影响到最终 的性质 （viii） 抗蹼剂（viii） 抗蹼剂 通常建议以以下两种方式使用抗蹼剂： (i) 抑止在手指间产生的会造成手套有不牢固区域的蹼； (ii) 可以用作消泡剂，有助于脱气过程 要注意效果好的抗蹼剂都是含硅的， 而不含硅的虽然也能用但是不能有效地 除泡任何一种抗蹼剂的有效时间都不会长过混料时间，因此要直接加到浸料槽 中补充 （ix） 稀释（ix） 稀释 制薄型手套的混料中最后加入的是稀释用的水， 以此来调节最终薄膜所要达 到的厚度和手套的重量Synthomer 6311 运送时的总固含量约为 45%，当加入添 加剂后就会降到约 43%浸料线上的实际总固含量是取决于生产线的条件而可以 在 25－35%的范围内变化的。

过分稀释的混料易于脱气但是混合粘性低，这会使 成膜出现问题应该注意，凝固剂的强度和浸料时间也是调节薄膜重量的途径并 应该将这两个因素和混料的总固含量一起考虑 5．生产线流程图 5．生产线流程图 以下是薄型丁腈手套浸料的基本流程图，还附有各阶段重要部分的简单介 绍下一个章节将给出更为详尽的描述 手模清洗手模清洗 标准酸洗系统 凝固剂凝固剂 15-25% Ca(NO3)2 溶液, 再加润湿剂和 2－ 4%Ca2CO3（用于含粉手套） 烘箱烘箱 将凝固剂烘干并保持粘性，温度为 70-100°C 浸料槽浸料槽 隔热并控制温度，充分搅拌带动整个液面 卷边卷边 1 尼龙卷边刷，同时尽量减少作用在薄膜上的力 烘箱烘箱 完成丁腈薄膜的成胶过程，温度设定在 80-100°C.卷边卷边 2 尼龙卷边刷，同时尽量减少作用在薄膜上的力 滤洗滤洗 温度不能超过 50°C， 不断加入大量的新鲜水 硫化箱硫化箱 进入时温度约 80°C，中间阶段为 120-135°C而出 箱温度约 90°C 滞留时间至少 20 分钟 浆槽浆槽 加 5-7%的Ca2CO3到水中并搅拌（用于含粉手套）6．过程参数 6．过程参数 (i) 手模手模 与天然乳胶相比，用丁腈胶生产手套的第一个不同之处就是手模的选择不 同。

对于丁腈手套来说要选用表面粗糙的手模以减少生产过程中薄膜的收缩最 理想的是建议使用纹理手模，这样可以使湿胶薄膜紧贴手模 丁腈线上的手模的清洗和天然胶线上的手模的清洗没有很大区别， 标准的酸 洗和碱洗就足够了 (ii) 凝固剂槽凝固剂槽 如先前所说，通常选用Ca(NO3)2作为凝固剂，而对于薄型手套它的浓度为 15－25%并带 6 份结晶水由于丁腈乳胶的成膜速度和成膜性都不如天然乳胶， 所以手模上的凝固剂层要尽量平整建议添加润湿剂，如Surfynol TG或Terric 凝固剂温度要保持在 50－60℃，这有助于凝固剂平整地覆盖于手模上 在凝固剂中加入 2－4%的CaCO3 并充分搅拌可以帮助脱膜， 通常不建议使 用淀粉因为对于无粉手套，线下很难将其清除 (iii) 浸料槽浸料槽 浸料槽必须配有很好的搅拌器，最好是螺杆式的，不易捕获空气否则会形成 针孔或不牢固区域搅拌要缓慢而充分，使整个表面。