CN105623115A - 一种复合橡胶密封防水材料及其制备方法 - Google Patents

一种复合橡胶密封防水材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种复合橡胶密封防水材料及其制备方法，所述的制备方法包括下述步骤：（1）将三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、纳米碳酸钙和有机蒙脱土混合，加入密炼机中混炼；（2）加入聚乙烯吡咯烷酮、二硫化二苯并噻唑、二苯胍、氧化锌、松香、N-苯基-1-萘胺、炭黑、卡劳巴蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌，继续在密炼机中混炼；（3）将混炼的料坯经双辊开炼机压制成薄片，于室温下存放23-25小时；（4）将薄片放入模具中，在平板硫化机上进行硫化；（5）硫化结束后冷却至室温即得。制备得到的复合橡胶密封防水材料具有良好的力学性能，包括弹性及韧性，同时具有良好的密封防水性。

Description

一种复合橡胶密封防水材料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料领域，涉及一种复合橡胶密封防水材料及其制备方法。
背景技术
三元乙丙橡胶属于乙丙橡胶体系，是由乙烯、丙烯和少量第三单体组成的共聚物，具有极佳的耐候性、耐水性、耐低温性和耐臭氧性，同时又具有良好的力学性能。但是，其耐燃性、耐焰性和耐油性较差，在使用过程中受到自然因素的影响而易使其物理机械性能逐步劣化，最终完全被破坏。三元乙丙橡胶目前主要被应用于建筑与防水材料、工业橡胶制品等领域。但是，如上所述，常用作屋面防水的防水密封材料由于长期受到紫外线的辐射而发生光氧老化，老化后的材料性能劣化，最终导致屋面渗漏，给人们的正常生活和办公带来了极大的不便。丁苯橡胶，又称聚苯乙烯丁二烯共聚物，具有优良的耐磨、耐热、耐老化等性能，被广泛用于胶带胶管、电线电缆和医疗器具等领域，是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶品种之一。氯丁橡胶具有良好的物理机械性能，耐油，耐热，耐燃，耐日光，耐臭氧，耐酸碱，耐化学试剂。但是其耐低温性和贮存稳定性较差，电绝缘性不佳。通过将上述三种橡胶进行复合生产的密封防水材料，能弥补各自的缺点，使其性能得到进一步的提升。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是公开一种新型的复合橡胶密封防水材料及其制备方法，该材料具有良好的力学性能，包括弹性及韧性，同时具有良好的密封防水性。
技术方案：本发明公开了一种复合橡胶密封防水材料，由以下成分以重量份制备而成：
三元乙丙橡胶20-30份、
丁苯橡胶20-25份、
氯丁橡胶20-25份、
聚乙烯吡咯烷酮0.1-0.2份、
纳米碳酸钙2-5份、
有机蒙脱土4-8份、
二硫化二苯并噻唑1-2份、
二苯胍0.5-1份、
氧化锌0.2-0.5份、
松香0.5-1份、
N-苯基-1-萘胺0.1-0.2份、
炭黑2-5份、
卡劳巴蜡0.1-0.2份、
硬脂酸钙1-2份、
硬脂酸锌0.4-0.8份。
进一步的，所述的一种复合橡胶密封防水材料，由以下成分以重量份制备而成：
三元乙丙橡胶22-28份、
丁苯橡胶21-24份、
氯丁橡胶21-24份、
聚乙烯吡咯烷酮0.11-0.16份、
纳米碳酸钙3-4份、
有机蒙脱土5-7份、
二硫化二苯并噻唑1.2-1.8份、
二苯胍0.6-0.9份、
氧化锌0.3-0.4份、
松香0.6-0.9份、
N-苯基-1-萘胺0.11-0.17份、
炭黑3-4份、
卡劳巴蜡0.11-0.16份、
硬脂酸钙1.2-1.8份、
硬脂酸锌0.5-0.7份。
所述的一种复合橡胶密封防水材料的制备方法，包括下述步骤：
（1）将准确称量的三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、纳米碳酸钙和有机蒙脱土混合，加入密炼机中混炼，温度为125-135℃，时间为8-10分钟；
（2）加入聚乙烯吡咯烷酮、二硫化二苯并噻唑、二苯胍、氧化锌、松香、N-苯基-1-萘胺、炭黑、卡劳巴蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌，继续在密炼机中混炼，保持温度为125-135℃，时间为9-11分钟；
（3）将混炼的料坯经双辊开炼机压制成薄片，于室温下存放23-25小时；
（4）将薄片放入模具中，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150-170℃，硫化压力为14-16MPa，硫化时间为10-15分钟；
（5）硫化结束后冷却至室温即得。
进一步的，所述的一种复合橡胶密封防水材料的制备方法，所述的步骤（1）中温度为128-132℃，时间为8.5-9.5分钟。
进一步的，所述的一种复合橡胶密封防水材料的制备方法，所述的步骤（2）中温度为128-132℃，时间为9.5-10.5分钟。
进一步的，所述的一种复合橡胶密封防水材料的制备方法，所述的步骤（3）中存放时间为23.5-24.5小时。
进一步的，所述的一种复合橡胶密封防水材料的制备方法，所述的步骤（4）中硫化温度为155-165℃，硫化压力为15MPa，硫化时间为11-14分钟。
有益效果：本发明的方法制备的复合橡胶密封防水材料具有良好的力学性能，其撕裂强度、拉伸强度和断裂伸长率最高可分别达到13.9KN/m，156MPa和339.6%，具有良好的弹性及韧性。同时，在0.5MPa压力下2小时不渗水，具有良好的密封防水性。
具体实施方式
实施例1
（1）将准确称量的三元乙丙橡胶20份、丁苯橡胶20份、氯丁橡胶20份、纳米碳酸钙2份和有机蒙脱土4份混合，加入密炼机中混炼，温度为125℃，时间为8分钟；
（2）加入聚乙烯吡咯烷酮0.1份、二硫化二苯并噻唑1份、二苯胍0.5份、氧化锌0.2份、松香0.5份、N-苯基-1-萘胺0.1份、炭黑2份、卡劳巴蜡0.1份、硬脂酸钙1份、硬脂酸锌0.4份，继续在密炼机中混炼，保持温度为125℃，时间为9分钟；
（3）将混炼的料坯经双辊开炼机压制成薄片，于室温下存放23小时；
（4）将薄片放入模具中，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150℃，硫化压力为14MPa，硫化时间为10分钟；
（5）硫化结束后冷却至室温即得。
实施例2
（1）将准确称量的三元乙丙橡胶22份、丁苯橡胶21份、氯丁橡胶21份、纳米碳酸钙3份和有机蒙脱土5份混合，加入密炼机中混炼，温度为128℃，时间为8.5分钟；
（2）加入聚乙烯吡咯烷酮0.11份、二硫化二苯并噻唑1.2份、二苯胍0.6份、氧化锌0.3份、松香0.6份、N-苯基-1-萘胺0.11份、炭黑3份、卡劳巴蜡0.11份、硬脂酸钙1.2份、硬脂酸锌0.5份，继续在密炼机中混炼，保持温度为128℃，时间为9.5分钟；
（3）将混炼的料坯经双辊开炼机压制成薄片，于室温下存放23.5小时；
（4）将薄片放入模具中，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为155℃，硫化压力为15MPa，硫化时间为11分钟；
（5）硫化结束后冷却至室温即得。
实施例3
（1）将准确称量的三元乙丙橡胶25份、丁苯橡胶23份、氯丁橡胶22份、纳米碳酸钙3.5份和有机蒙脱土6份混合，加入密炼机中混炼，温度为130℃，时间为9分钟；
（2）加入聚乙烯吡咯烷酮0.15份、二硫化二苯并噻唑1.5份、二苯胍0.75份、氧化锌0.35份、松香0.75份、N-苯基-1-萘胺0.15份、炭黑3.5份、卡劳巴蜡0.15份、硬脂酸钙1.5份、硬脂酸锌0.6份，继续在密炼机中混炼，保持温度为130℃，时间为10分钟；
（3）将混炼的料坯经双辊开炼机压制成薄片，于室温下存放24小时；
（4）将薄片放入模具中，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为160℃，硫化压力为15MPa，硫化时间为13分钟；
（5）硫化结束后冷却至室温即得。
实施例4
（1）将准确称量的三元乙丙橡胶28份、丁苯橡胶24份、氯丁橡胶24份、纳米碳酸钙4份和有机蒙脱土7份混合，加入密炼机中混炼，温度为132℃，时间为9.5分钟；
（2）加入聚乙烯吡咯烷酮0.16份、二硫化二苯并噻唑1.8份、二苯胍0.9份、氧化锌0.4份、松香0.9份、N-苯基-1-萘胺0.17份、炭黑4份、卡劳巴蜡0.16份、硬脂酸钙1.8份、硬脂酸锌0.7份，继续在密炼机中混炼，保持温度为132℃，时间为10.5分钟；
（3）将混炼的料坯经双辊开炼机压制成薄片，于室温下存放24.5小时；
（4）将薄片放入模具中，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为165℃，硫化压力为15MPa，硫化时间为14分钟；
（5）硫化结束后冷却至室温即得。
实施例5
（1）将准确称量的三元乙丙橡胶30份、丁苯橡胶25份、氯丁橡胶25份、纳米碳酸钙5份和有机蒙脱土8份混合，加入密炼机中混炼，温度为135℃，时间为10分钟；
（2）加入聚乙烯吡咯烷酮0.2份、二硫化二苯并噻唑2份、二苯胍1份、氧化锌0.5份、松香1份、N-苯基-1-萘胺0.2份、炭黑5份、卡劳巴蜡0.2份、硬脂酸钙2份、硬脂酸锌0.8份，继续在密炼机中混炼，保持温度为135℃，时间为11分钟；
（3）将混炼的料坯经双辊开炼机压制成薄片，于室温下存放25小时；
（4）将薄片放入模具中，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为170℃，硫化压力为16MPa，硫化时间为15分钟；
（5）硫化结束后冷却至室温即得。
对比例1
（1）将准确称量的三元乙丙橡胶55份、丁苯橡胶25份和有机蒙脱土8份混合，加入密炼机中混炼，温度为135℃，时间为10分钟；
（2）加入聚乙烯吡咯烷酮0.2份、二硫化二苯并噻唑2份、二苯胍1份、氧化锌0.5份、松香1份、N-苯基-1-萘胺0.2份、炭黑5份、卡劳巴蜡0.2份、硬脂酸钙2份、硬脂酸锌0.8份，继续在密炼机中混炼，保持温度为135℃，时间为11分钟；
（3）将混炼的料坯经双辊开炼机压制成薄片，于室温下存放25小时；
（4）将薄片放入模具中，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为170℃，硫化压力为16MPa，硫化时间为15分钟；
（5）硫化结束后冷却至室温即得。
对比例2
（1）将准确称量的三元乙丙橡胶30份、丁苯橡胶25份、氯丁橡胶25份、纳米碳酸钙5份和有机蒙脱土8份混合，加入密炼机中混炼，温度为135℃，时间为10分钟；
（2）加入聚乙烯吡咯烷酮0.2份、氧化锌0.5份、松香1份、N-苯基-1-萘胺0.2份、炭黑5份、卡劳巴蜡0.2份、硬脂酸钙2份、硬脂酸锌0.8份，继续在密炼机中混炼，保持温度为135℃，时间为11分钟；
（3）将混炼的料坯经双辊开炼机压制成薄片，于室温下存放25小时；
（4）将薄片放入模具中，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为170℃，硫化压力为16MPa，硫化时间为15分钟；
（5）硫化结束后冷却至室温即得。
本发明制备的复合橡胶密封防水材料具有良好的力学性能，从最佳实施例4可以看到，其撕裂强度、拉伸强度和断裂伸长率最高可分别达到13.9KN/m，156MPa和339.6%，具有良好的弹性及韧性。同时，在0.5MPa压力下2小时不渗水，具有良好的密封防水性。
实施例和对比例的性能如下：
撕裂强度（KN/m） 拉伸强度（MPa） 断裂伸长率（%） 透水性（0.5 MPa，2h）4 -->
实施例1 13.1 148 338.4 抗渗
实施例2 13.3 149 338.6 抗渗
实施例3 13.4 151 338.9 抗渗
实施例4 13.9 156 339.6 抗渗
实施例5 13.6 153 339.3 抗渗
对比例1 11.2 132 321.6 抗渗
对比例2 13.1 145 329.5 抗渗

Claims (7)

1.一种复合橡胶密封防水材料，其特征在于，所述的密封防水材料由以下成分以重量份制备而成：
三元乙丙橡胶20-30份、
丁苯橡胶20-25份、
氯丁橡胶20-25份、
聚乙烯吡咯烷酮0.1-0.2份、
纳米碳酸钙2-5份、
有机蒙脱土4-8份、
二硫化二苯并噻唑1-2份、
二苯胍0.5-1份、
氧化锌0.2-0.5份、
松香0.5-1份、
N-苯基-1-萘胺0.1-0.2份、
炭黑2-5份、
卡劳巴蜡0.1-0.2份、
硬脂酸钙1-2份、
硬脂酸锌0.4-0.8份。
2.根据权利要求1所述的一种复合橡胶密封防水材料，其特征在于，所述的密封防水材料由以下成分以重量份制备而成：
三元乙丙橡胶22-28份、
丁苯橡胶21-24份、
氯丁橡胶21-24份、
聚乙烯吡咯烷酮0.11-0.16份、
纳米碳酸钙3-4份、
有机蒙脱土5-7份、
二硫化二苯并噻唑1.2-1.8份、
二苯胍0.6-0.9份、
氧化锌0.3-0.4份、
松香0.6-0.9份、
N-苯基-1-萘胺0.11-0.17份、
炭黑3-4份、
卡劳巴蜡0.11-0.16份、
硬脂酸钙1.2-1.8份、
硬脂酸锌0.5-0.7份。
3.根据权利要求1所述的一种复合橡胶密封防水材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括下述步骤：
（1）将准确称量的三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、纳米碳酸钙和有机蒙脱土混合，加入密炼机中混炼，温度为125-135℃，时间为8-10分钟；
（2）加入聚乙烯吡咯烷酮、二硫化二苯并噻唑、二苯胍、氧化锌、松香、N-苯基-1-萘胺、炭黑、卡劳巴蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌，继续在密炼机中混炼，保持温度为125-135℃，时间为9-11分钟；
（3）将混炼的料坯经双辊开炼机压制成薄片，于室温下存放23-25小时；
（4）将薄片放入模具中，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150-170℃，硫化压力为14-16MPa，硫化时间为10-15分钟；
（5）硫化结束后冷却至室温即得。
4.根据权利要求3所述的一种复合橡胶密封防水材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中温度为128-132℃，时间为8.5-9.5分钟。
5.根据权利要求3所述的一种复合橡胶密封防水材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）中温度为128-132℃，时间为9.5-10.5分钟。
6.根据权利要求3所述的一种复合橡胶密封防水材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）中存放时间为23.5-24.5小时。
7.根据权利要求3所述的一种复合橡胶密封防水材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（4）中硫化温度为155-165℃，硫化压力为15MPa，硫化时间为11-14分钟。
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