一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠，由以下重量份數(shù)的原料制備而成：氯丁橡膠80～120份、活性劑5～10份、防老劑1～3份、補(bǔ)強(qiáng)填料30～50份、硫化促進(jìn)劑1～5份、升華硫0.5～2.5份、吸水樹(shù)脂30～70份、吸水助劑5～20份、增容劑5～20份、有機(jī)過(guò)氧化物1～5份。本發(fā)明的吸水膨脹橡膠性能穩(wěn)定，膠橡膠基體與吸水樹(shù)脂之間的作用力強(qiáng)，吸水樹(shù)脂不易脫落，吸水倍率增加，吸水樹(shù)脂與橡膠的相容性好，反復(fù)吸水后膨脹率變化小，可滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低廉的要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于橡膠【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠。
【背景技術(shù)】
[0002]吸水膨脹橡膠(Water Swelling Rubber,簡(jiǎn)稱(chēng)WSR)是上世紀(jì)70年代末期由日本開(kāi)發(fā)出的一種新型功能高分子材料。1976年日本旭電化工株式會(huì)社首次申請(qǐng)了吸水膨脹橡膠的發(fā)明專(zhuān)利。WSR是在傳統(tǒng)的彈性基體(如橡膠和熱塑性彈性體)中引入親水基團(tuán)或親水組分而制成的，該產(chǎn)品吸水后可膨脹至自身質(zhì)量或體積的數(shù)倍乃至數(shù)百倍，能適應(yīng)結(jié)構(gòu)變形，并產(chǎn)生較大膨脹壓力，在保持基體的彈性和強(qiáng)度的同時(shí)，還具有保水止水的能力。吸水膨脹橡膠作為一種新型功能性材料，自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，因其獨(dú)特的性能廣泛應(yīng)用于隧道、地鐵、涵洞、游泳池、地下室、兵器庫(kù)、糧倉(cāng)、水下工程、海上采油、城鎮(zhèn)供水設(shè)施和民用建筑，還可用于汽車(chē)集裝箱、精密儀器及食品的防水防潮包裝等。
[0003]目前，現(xiàn)有的吸水膨脹橡膠存以性能不穩(wěn)定、吸水樹(shù)脂難于在橡膠中分散以及生產(chǎn)成本高的缺陷。吸水膨脹橡膠主要是由橡膠和吸水樹(shù)脂兩組分通過(guò)物理機(jī)械共混制備所得的，由于橡膠的極性低，親水性差，而吸水樹(shù)脂親水性好，極性強(qiáng)，導(dǎo)致兩者的相容性差。工業(yè)上最常用的方法是利用物理共混法來(lái)制備吸水膨脹橡膠(即親水組分與橡膠基體進(jìn)行共混)，由于親水組分與橡膠之間的性質(zhì)相差較大，使得親水組分很容易析出，從而減低了吸水膨脹橡膠的吸水性能及機(jī)械性能。因此使用增容劑來(lái)提高吸水組分與橡膠之間的結(jié)合力，改善親水組分析出問(wèn)題是本領(lǐng)域比較熱門(mén)的研究。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)工藝要求低、膨脹率穩(wěn)定且加工性能好的高性能吸水膨脹氯丁橡膠。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠，由以下重量份數(shù)的原料制備而成:
[0007]氯丁橡膠80~120份、活性劑5~10份、防老劑I~3份、補(bǔ)強(qiáng)填料30~50份、硫化促進(jìn)劑I~5份、升華硫0.5~2.5份、吸水樹(shù)脂30~70份、吸水助劑5~20份、增容劑5~20份、有機(jī)過(guò)氧化物I~5份。
[0008]作為本發(fā)明的改進(jìn)，一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠由以下重量份數(shù)的原料制備而成:
[0009]氯丁橡膠100份、活性劑8份、防老劑2份、補(bǔ)強(qiáng)填料40份、硫化促進(jìn)劑3份、升華硫1.5份、吸水樹(shù)脂50份、吸水助劑10份、增容劑10份、有機(jī)過(guò)氧化物33份。
[0010]上述活性劑為硬脂酸和氧化鋅的混合物。
[0011]上述防老劑選用防老劑D、防老劑4010NA、防老劑DNP中的任意一種。
[0012]上述補(bǔ)強(qiáng)填料為重量比1:1的炭黑與白炭黑，其中炭黑為天然氣槽黑，白炭黑為氣相白炭黑。[0013]上述硫化促進(jìn)劑為重量比1:1的噻唑類(lèi)促進(jìn)劑與促進(jìn)劑CZ，其中噻唑類(lèi)促進(jìn)劑為促進(jìn)劑DM或促進(jìn)劑M。
[0014]上述吸水樹(shù)脂選用聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸鋰。
[0015]上述有機(jī)過(guò)氧化物為過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化二苯甲酰、二叔丁基過(guò)氧化物或2，
5-二甲基-2, 5_ 二叔丁基過(guò)氧己燒。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0017]本發(fā)明的吸水膨脹橡膠性能穩(wěn)定，膠橡膠基體與吸水樹(shù)脂之間的作用力強(qiáng)，吸水樹(shù)脂不易脫落，吸水倍率增加，吸水樹(shù)脂與橡膠的相容性好，反復(fù)吸水后膨脹率變化小，具有加工性能好及生產(chǎn)成本低的特點(diǎn),可滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低廉的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅用于幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。
[0019]實(shí)施例1
[0020]一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠，各組分的重量份為:
[0021]氯丁橡膠100份、活性劑8份、防老劑4010NA2份、補(bǔ)強(qiáng)填料40份、硫化促進(jìn)劑3份、升華硫1.5份、吸水樹(shù)脂聚丙烯酸鈉50份、吸水助劑10份、增容劑10份、有機(jī)過(guò)氧化物33份。
[0022]制備方法包括以下步驟:
[0023]將氯丁橡膠在開(kāi)煉機(jī)上薄通包輥塑煉Imin后，依次加入活性劑、升華硫、防老劑、吸水助劑，在輥距為2mm下開(kāi)煉3min ;加入吸水樹(shù)脂混煉均勻，再加入補(bǔ)強(qiáng)填料在輥距為3mm上開(kāi)煉IOmin ;加入增容劑混煉均勻，最后將硫化促進(jìn)劑加到橡膠基體中混煉均勻，在輥距為0.4mm下打三角包6次，薄通、下片，靜置4小時(shí)得到混煉好的氯丁橡膠備用；將混煉好的氯丁橡膠在平板硫化機(jī)上于160°C、IOMpa條件下硫化15min開(kāi)模，得到硫化好的吸水膨脹氯丁橡膠。
[0024]膨脹橡膠其各項(xiàng)性能指標(biāo)如下:
[0025]一、物理機(jī)械性能:
[0026]硬度:65-80邵氏 A ;
[0027]扯斷強(qiáng)度:5-9mpa；
[0028]扯斷伸長(zhǎng)率:300-700%；
[0029]二、浸泡試驗(yàn)
[0030]試驗(yàn)條件:80度條件下，12%氯化鈣水溶液中，4天后，
[0031]1、原始產(chǎn)品的外徑尺寸為5.5cm,內(nèi)徑尺寸為3cm實(shí)體寬度為1.2cm ;產(chǎn)品膨脹后的外徑尺寸為7.2cm,內(nèi)徑尺寸為3.8cm實(shí)體寬度為1.7cm ;即直徑方向上壁厚膨脹了 5mm ；
[0032]2、原始產(chǎn)品的尺寸為斷面直徑為5.5cm,內(nèi)孔直徑為3cm，高度為0.8cm ;產(chǎn)品膨脹后的尺寸為斷面直徑為7.2cm,內(nèi)孔直徑為3.8cm,高度為1.2cm。
[0033]實(shí)施例2
[0034]一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠，由以下重量份數(shù)的原料制備而成:
[0035]氯丁橡膠120份、活性劑10份、防老劑3份、補(bǔ)強(qiáng)填料50份、硫化促進(jìn)劑5份、升華硫2.5份、吸水樹(shù)脂70份、吸水助劑20份、增容劑20份、有機(jī)過(guò)氧化物5份。
[0036]制備過(guò)程同于實(shí)施例1。
[0037]實(shí)施例3
[0038]一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠，由以下重量份數(shù)的原料制備而成:
[0039]氯丁橡膠80份、活性劑5份、防老劑1份、補(bǔ)強(qiáng)填料30份、硫化促進(jìn)劑1份、升華硫0.5份、吸水樹(shù)脂30份、吸水助劑5份、增容劑5份、有機(jī)過(guò)氧化物1份。
[0040]制備過(guò)程同于實(shí)施例1。
[0041] 申請(qǐng)人:聲明，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，將上述實(shí)施例某組分的具體含量點(diǎn)值，與
【發(fā)明內(nèi)容】
部分的技術(shù)方案相組合，從而產(chǎn)生的新的數(shù)值范圍，也是本發(fā)明的記載范圍之一，本申請(qǐng)`為使說(shuō)明書(shū)簡(jiǎn)明，不再羅列這些數(shù)值范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠，其特征在于由以下重量份數(shù)的原料制備而成: 氯丁橡膠80~120份、活性劑5~10份、防老劑I~3份、補(bǔ)強(qiáng)填料30~50份、硫化促進(jìn)劑I~5份、升華硫0.5~2.5份、吸水樹(shù)脂30~70份、吸水助劑5~20份、增容劑5~20份、有機(jī)過(guò)氧化物I~5份。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠，其特征在于由以下重量份數(shù)的原料制備而成: 氯丁橡膠100份、活性劑8份、防老劑2份、補(bǔ)強(qiáng)填料40份、硫化促進(jìn)劑3份、升華硫1.5份、吸水樹(shù)脂50份、吸水助劑10份、增容劑10份、有機(jī)過(guò)氧化物33份。`
3.如權(quán)利要求1所述的一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠，其特征在于:所述活性劑為硬脂酸和氧化鋅的混合物。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠，其特征在于:所述防老劑選用防老劑D、防老劑4010NA、防老劑DNP中的任意一種。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠，其特征在于:所述補(bǔ)強(qiáng)填料為重量比1:1的炭黑與白炭黑，其中炭黑為天然氣槽黑，白炭黑為氣相白炭黑。
6.如權(quán)利要求1所述的一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠，其特征在于:所述硫化促進(jìn)劑為重量比1:1的噻唑類(lèi)促進(jìn)劑與促進(jìn)劑CZ，其中噻唑類(lèi)促進(jìn)劑為促進(jìn)劑DM或促進(jìn)劑M。
7.如權(quán)利要求1所述的一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠，其特征在于:所述吸水樹(shù)脂選用聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸鋰。
8.如權(quán)利要求1所述的一種高性能吸水膨脹氯丁橡膠，其特征在于:所述有機(jī)過(guò)氧化物為過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化二苯甲酰、二叔丁基過(guò)氧化物或2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基過(guò)氧己烷。
【文檔編號(hào)】C08L33/02GK103589021SQ201310505082
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】王小燕 申請(qǐng)人:安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院