CN102070896B - 遇水膨胀橡胶及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种遇水膨胀橡胶，其含有以下组分：氯丁橡胶32.9～40.2wt％；水溶性聚氨酯40.2～42.8wt％；补强填充剂8.0～8.2wt％；固化剂2.4～3.0wt％；促进剂0.4～1.0wt％；加工助剂2.8～3.9wt％；除湿消泡剂3.2～3.9wt％；防老剂0.8～1.0wt％；氧化锌1.2～2.3wt％；氧化镁0.6～1.0wt％。本发明还公开了遇水膨胀橡胶的生产方法，即将原料混炼；混炼后放入挤出机内挤出；最后放入微波硫化机中硫化成型。本发明的积极进步效果在于：本发明遇水膨胀橡胶是一种新型材料，其具有良好的吸水性能，且本生产方法采用连续挤出微波硫化工艺，具有加工工序比较少(省掉了修边)、节省人力和原材料等优点，并且产品质量稳定、产量高、工效高、适应大批量生产，在遇水膨胀橡胶领域具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种遇水膨胀橡胶，具体来说涉及一种遇水膨胀橡胶及其生产方法。
背景技术
遇水膨胀橡胶是一类兼具橡胶弹性和遇水膨胀双重特性的特种橡胶，可以在保持橡胶高弹性、耐压缩变形的同时具有吸水膨胀和保水功能。使用这类材料可以解决橡胶发生永久变形和水泥材料凝固时因材料收缩而引起的防水止漏不严等密封问题。同时，由于这类材料与沥青、塑料、橡胶等极性表面材料以及水泥砂浆、钢筋水泥等非极性表面材料都有很好的浸润密合性，因此是隧道、地铁、涵洞、建筑、地下工程、海上采油等工程设施的理想镶嵌材料之一，同时也是汽车、集装箱、精密仪器、药品、食品等的理想防水、防潮密封包装材料。遇水膨胀橡胶不仅大幅度提高了橡胶材料的附加值，还具有十分明显的社会效益。
我国生产遇水膨胀橡胶已有二十多年的历史，在橡胶中加入吸水材料可以制得遇水膨胀橡胶。按工艺一般分为两类：硫化型和非硫化型(即为腻子型)。按吸水材料分，一般可分为三类：橡胶/聚环氨酯、通用橡胶/吸水树脂和特种橡胶/吸水树脂。其中橡胶/聚氨酯型遇水膨胀橡胶吸水速度快，反复吸水体积变化率较小，膨胀性能稳定，吸水膨胀率可以达到250％～290％左右。
目前我国各大中型城市已在大规模兴建地铁、隧道、水坝、泳池以及其他地下重大工程，国家也在大规模投入海上采油等项目。这些工程中防水密封大都采用聚氨酯型遇水膨胀橡胶。
同时，目前国内生产遇水膨胀橡胶产品都采用平板硫化机一模接一模间断性模压法生产加工工艺法，加工工艺落后、产量低、工效低。
申请号200910021607.7的中国专利申请公开了一种聚氨酯遇水膨胀弹性体密封制品材料及制备方法，其是由以下(A)、(B)、(C)三种成分，由两个步骤的聚合反应而形成，此弹性体材料具有遇水膨胀特性，且为材料分子主链结构吸水。其中(A)亲水性聚醚型聚合物多元醇、(B)多异氰酸酯、(C)低分子的多元醇、氨扩链交联剂。异氰酸酯封端反应中(B)与(A)的摩尔比为1.3～2.8；扩链交联反应中(A)(B)异氰酸酯封端反应的产物与(C)的摩尔比为0.75～1.05。其制备方法为上述两个步骤的反应为液体聚合的反应过程，制品生产为弹性体浇注成型工艺。该发明其具有在材料反复吸水膨胀后的质量变化率小、物理性能稳定及压缩永久变形和应力松弛较小的特性。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种新型的遇水膨胀橡胶，以适应当今生活与日俱增的发展和需求。
本发明的遇水膨胀橡胶含有以下组分：
其中，本发明中的补强填充剂可以是白炭黑、陶土、硫酸钡或碳酸钙。
本发明中的固化剂可以是二羟聚醚。
本发明中的促进剂可选用促进剂DM、促进剂DETU、促进剂NA-22或促进剂TT。
本发明中的加工助剂可以选用现有技术中的常用润滑剂，如WB42聚乙烯蜡等。
本发明中的除湿消泡剂可选用氧化钙。
本发明中的防老剂可选用2-巯基苯并咪唑。
本发明的进一步目的是提供本发明的遇水膨胀橡胶的生产方法，其包括：
1)将原料按上述配比混炼；
2)混炼后放入挤出机内挤出；
3)最后放入微波硫化机中硫化成型。
本发明中微波硫化的微波温度为160℃。
本发明中微波硫化的硫化温度为155～160℃。
本发明的积极进步效果在于：本发明遇水膨胀橡胶是一种新型材料，其具有良好的吸水性能，且本生产方法采用连续挤出微波硫化工艺，具有加工工序比较少(省掉了修边)、节省人力和原材料等优点，并且产品质量稳定、产量高、工效高、适应大批量生产，在遇水膨胀橡胶领域具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1～6遇水膨胀橡胶
表1给出了遇水膨胀橡胶实施例1～6的配方，单位为质量百分比。
表1遇水膨胀橡胶实施例1～6
| 实施例 序号 | 氯丁橡 胶 | 水溶性聚 氨脂 | 陶 土 | 二羟聚 醚 | 促进剂 TT | 聚乙烯 蜡 | 氧化钙 | 2-巯基苯 并咪唑 | 氧 化 锌 | 氧化 镁 |
| 1 | 32.9 | 42.8 | 8.2 | 3.0 | 1.0 | 3.9 | 3.9 | 1.0 | 2.3 | 1.0 |
| 2 | 40.2 | 40.4 | 8.0 | 2.4 | 0.4 | 2.8 | 3.2 | 0.8 | 1.2 | 0.6 |
| 3 | 37.9 | 40.2 | 8.1 | 2.6 | 0.8 | 3.4 | 3.6 | 0.9 | 1.7 | 0.8 |
| 4 | 36.6 | 40.5 | 8.1 | 2.7 | 1.0 | 3.5 | 3.8 | 0.9 | 2.2 | 0.7 |
| 5 | 36.7 | 41.6 | 8.0 | 2.9 | 0.6 | 3.1 | 3.4 | 0.8 | 2.0 | 0.9 |
| 6 | 38.9 | 40.7 | 8.2 | 2.8 | 0.5 | 2.9 | 3.3 | 0.8 | 1.3 | 0.6 |
制备实施例
以实施例4配方作为原料，依次加入到密炼机中，在60℃下混炼10分钟，取出；把混炼得到的胶料放入挤出机内，使挤出机腔内保证胶料的充足，不能缺料，调节螺杆与旁压锟转速，控制好出胶的宽度和厚度，如果过宽就适当减慢挤出速度，太窄则适当加快挤出速度，设置好各段的传送速度，控制在5～5.5m/min，各段冷却水温度请见表2；接着在微波硫化机内硫化成型，微波和硫化各段温度请见表3；得到产品。
表2 
段冷却水温度
| 冷却段 | 温度/℃ |
| 螺杆 | 45.0±5 |
| 挤出段(4) | 47.0±5 |
| 挤出段(3) | 48.8±5 |
| 挤出段(2) | 50.8±5 |
| 挤出段(1) | 51.7±5 |
| 机头温度 | 60.4±5 |
表3微波、硫化温度
效果实施例
实施例5制备得到的产品物理性能测试结果如表4所示：
表4
执行标准{GB/T18173.3-2002}高分子防水材料第3部分遇水膨胀橡胶。
由表4数据显示，本发明采用连续挤出微波硫化工艺的遇水膨胀橡胶性能完全符合国标技术指标、满足使用要求，且部分性能优于现有的模压方法。
表5给出了生产同样遇水膨胀橡胶时，本发明生产工艺与现有工艺的产量比较。
表5
| 加工工艺 | 平板硫化 (20孔) | 挤出微波硫化 (单口型) | 产量提高百分率 |
| 产量(米/8小时) | 460 | 1920 | 317％ |
由表5数据显示，本发明采用连续挤出微波硫化工艺比现有平板硫化工艺产量提高了317％。
本发明所使用的原料均是市售所得。
Claims (9)
1.一种遇水膨胀橡胶的生产方法，其包括：
1)将下述原料按配比混炼；
2)混炼后放入挤出机内挤出；
3)最后放入微波硫化机中硫化成型。
2.根据权利要求1所述的遇水膨胀橡胶的生产方法，其特征在于：所述补强填充剂是白炭黑、陶土、硫酸钡或碳酸钙。
3.根据权利要求1所述的遇水膨胀橡胶的生产方法，其特征在于：所述固化剂是二羟聚醚。
4.根据权利要求1所述的遇水膨胀橡胶的生产方法，其特征在于：所述促进剂是促进剂DM、促进剂DETU、促进剂NA-22或促进剂TT。
5.根据权利要求1所述的遇水膨胀橡胶的生产方法，其特征在于：所述加工助剂是聚乙烯蜡。
6.根据权利要求1所述的遇水膨胀橡胶的生产方法，其特征在于：所述除湿消泡剂是氧化钙。
7.根据权利要求1所述的遇水膨胀橡胶的生产方法，其特征在于：所述防老剂是2-巯基苯并咪唑。
8.根据权利要求1所述的遇水膨胀橡胶的生产方法，其特征在于：所述微波硫化的微波温度为160℃。
9.根据权利要求1所述的遇水膨胀橡胶的生产方法，其特征在于：所述微波硫化的硫化温度为155～160℃。
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Owner name: SHANGHAI CHANGNING RUBBER PRODUCTS FACTORY Free format text: FORMER NAME: CHANGNING RUBBER PRODUCTS FACTORY, SHANGHAI |
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Address after: 200051 No. 1279, Lane 2, Zhongshan West Road, Shanghai Patentee after: SHANGHAI CHANGNING RUBBER PRODUCTS FACTORY CO.,LTD. Address before: 200051 No. 1279, Lane 2, Zhongshan West Road, Shanghai Patentee before: Shanghai Changning Rubber Products Factory |
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Denomination of invention: Water swelling rubber and its production method Granted publication date: 20121010 Pledgee: Changning Sub Branch of Shanghai Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: SHANGHAI CHANGNING RUBBER PRODUCTS FACTORY CO.,LTD. Registration number: Y2024310000240 |