CN112961490B - 一种遇水遇油膨胀橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及橡胶密封技术领域，具体涉及一种遇水遇油膨胀橡胶及其制备方法，主要由以下重量份数的原料制备而成：吸油树脂25份、橡胶8‑12份、吸水树脂29‑36份、补强剂15‑25份、交联剂3‑5份、其他助剂6‑10份；其他助剂包括抗氧剂、防老剂、增塑剂、助硫化剂以及引发剂。在引发剂作用下，与吸水树脂、吸油树脂发生接枝的多官能丙烯酸酯极性介于吸油树脂和吸水树脂之间，能降低吸油树脂与吸水树脂之间的表界面张力，使吸油树脂、橡胶和吸水树脂发生界面交联，避免内部发生相分离，材料在吸水、吸油后仍然保持足够的强度和韧性。因此适用于长期处于油水界面或交替变化的环境下,回弹性好，作用时间长，密封材料可始终处于膨胀压迫状态，实现密封设备的免管理。

Description

一种遇水遇油膨胀橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及橡胶密封技术领域，具体涉及一种遇水遇油膨胀橡胶及其制备方法。

背景技术

目前在各种军用装备机械中通常会用到密封材料，由于装备机械在使用时经常暴露在野外高湿度、高盐度以及泥沙等恶劣的环境中，或者经常处于高速运动状态中，这样就对装备密封材料提出了更高的要求。尤其是在与液压油、燃料油等环境长期接触的零部件上，其密封需求与民用产品的要求差异非常非常大，对耐压、强度以及防泄漏等都有极高要求。

对于军用设备来说，橡胶材料由于其优良的弹性性能，受压后产生持续的反作用力等优势成为密封材料的首选。橡胶材料由于溶剂指数与油类相近，在与油类介质接触使用过程中，密封材料部分吸收油类产生膨胀，初期会有很好的密封效果。但是随着使用时间的延长，橡胶长期处于高油、高湿度以及高盐的环境下，橡胶内部会产生老化变硬变脆，失去弹性，形成裂隙。在剧烈的动态使用下会产生松动，造成外部的水分通过界面渗入至装备内部，内部的油料也会向外渗漏，引发故障，严重时可能会造成装备的永久性损伤。因此需要对目前的密封橡胶材料进行改进，迫切需要开发一种既能保持密封材料的长期耐水耐油密封性能，又可以满足国防装备机械性能使用要求的密封材料，同时提高密封器件的使用年限，降低设备管理成本。

发明内容

针对现有技术中的技术问题，本发明的目的在于提供一种遇水遇油膨胀橡胶，适用于长期处于油水界面或油水不断交替变化的环境下，回弹性优良且作用时间更长效，密封自始至终处于膨胀压迫状态，实现密封设备的免管理。同时本发明提供了其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶，主要由以下重量份数的原料制备而成：

吸油树脂25份、橡胶8-12份、吸水树脂29-36份、补强剂15-25份、交联剂3-5份、其他助剂6-10份；

所述其他助剂包括抗氧剂、防老剂、增塑剂、助硫化剂以及引发剂。

具体地，本发明中吸水树脂采用亲水性聚醚聚氨酯和聚己内酯二醇聚氨酯高吸水性树脂制备遇水膨胀橡胶，这两种亲水性聚醚聚氨酯的主要原料是聚酯，聚醚多元醇和异氰酸酯。亲水性聚氨酯分子侧链或主链上含有亲水基团，这些亲水基团如羧酸基，磺酸基，季铵盐，端羟基聚氧化乙烯等由作为共聚单体或扩链剂引入的。吸水树脂与水接触时首先通过毛细管吸附和分散作用，水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用，在亲水基团周围形成水化层，亲水基团逐渐解离，离子间的静电排斥作用使树脂的体积膨胀。随着水分子不断吸收渗入，高分子网络内外的渗透压差趋向于零，而网络扩张的同时，其弹性收缩力也在增加，逐渐抵消离子的静电排斥，最终达到吸水平衡即饱和吸水状态。

吸油树脂采用聚丙烯酸高碳醇酯、聚乙烯醋酸乙烯酯，其分子结构中的侧链长链烷基和主链聚乙烯为亲油基团，其吸油原理与吸水树脂吸水原理相近。通过亲油基团与油分子间的范德华力实现吸油，亲油基和油分子间的相互亲和力和作用是吸油树脂的吸油推动力。高分子链断首先通过分子扩散作用，吸入一部分油后，油分子与高分子链段发生溶剂化作用，当吸入足够的油时，溶剂化作用充分，链段不断伸展开来，链段伸展到一定程度，会慢慢回缩，即存在弹性回缩力，最终达到热力学平衡，达到吸油饱和状态。橡胶的溶剂指数与吸油树脂更接近，也具有吸油性，主要提供器件的初始弹性。

吸水树脂与吸油树脂由于溶剂指数相差比较大，两者共混会呈现两相，产生相分离达不到使用要求的物理机械性能。作为交联剂的多官能丙烯酸酯极性介于橡胶，吸油树脂和吸水树脂之间，物料混合过程中起到相容剂的作用。经物理均匀混合后交联剂主要分散于吸油树脂与吸水树脂界面，在两相界面形成由部分吸油树脂，部分吸水树脂和交联剂组成的均匀的相容相。多官能丙烯酸酯含有2-5个可聚合基团，具有高度聚合活性，引发剂在合适的引发温度下产生自由基，引发多官能丙烯酸酯的聚合交联反应，使吸水树脂与吸油树脂，交联剂的相容相反应成为高度交联的具有高内聚能的聚合物网络结构。同时多官能丙烯酸酯分子中的部分活性醇羟基与吸水树脂中残留-NCO基团或氨基甲酸酯发生酯化、酯交换等反应与吸水树脂链段产生接枝化，进一步增加了两相间的粘接力，增加了吸油树脂、橡胶和吸水树脂的界面交联密度，抑制材料内部相分离，通过界面交联作用，使材料内部形成均匀分布的亲水亲油区域，达到即使吸水、吸油后材料宏观表现出足够高的拉伸强度和韧性。

在上述技术方案基础上，所述吸油树脂为聚丙烯酸高碳醇酯、聚乙烯醋酸乙烯酯中的一种或两种。聚丙烯酸高碳醇酯和聚乙烯醋酸乙烯酯空间上为梳状结构，具有吸油后膨胀率高和性质稳定的优点。

在上述技术方案基础上，所述橡胶为天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶中的一种或多种。

在上述技术方案基础上，所述吸水树脂为亲水性聚氨酯，选用亲水性聚醚聚氨酯，聚己内酯二醇聚氨酯中的一种或两种；其中主要原料是聚醚多元醇和异氰酸醋，多元醇中亚乙基醚的含量超过20％。亲水性聚氨酯分子侧链或主链上含有部分亲水基团，这些亲水基团如羧酸基，磺酸基，季铵盐，端羟基聚氧化乙烯等是作为共聚单体或扩链剂引入的。亚乙基醚和亲水基团与水接触时通过毛细管吸附和分散作用，水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用，在亲水基团周围形成水化层，亲水基团逐渐解离，又会与水产生氢键，使材料吸水产生体积膨胀。

在上述技术方案基础上，所述补强剂为炭黑、气相白炭黑、氧化石墨烯、纳米碳酸钙中的一种。

在上述技术方案基础上，所述交联剂为三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双-三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、双-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、双-季戊四醇四丙烯酸酯、双-季戊四醇五丙烯酸酯中的一种；交联剂选用多官能丙烯酸酯，作为交联剂的多官能丙烯酸酯极性介于吸油树脂和吸水树脂之间，也起到相容剂的作用。经物理均匀混合后主要分散于吸油树脂与吸水树脂界面，在两相界面形成由部分吸油树脂、部分吸水树脂和交联剂组成的均相的相容相。多官能丙烯酸酯含有2-5个可聚合基团，具有高度聚合活性，引发剂在合适的引发温度下产生自由基，引发多官能丙烯酸酯的交联聚合反应，使吸水树脂与吸油树脂，交联剂的相容层成为高度交联的具有高内聚能的聚合物网状结构。同时多官能丙烯酸酯分子中的部分活性醇羟基与吸水树脂中残留-NCO基团或氨基甲酸酯发生酯化、酯交换等反应与吸水树脂链段产生接枝化，进一步增加了两相间的粘接力，增加了吸油树脂、橡胶和吸水树脂的界面交联密度，抑制材料内部相分离，通过界面交联作用，使材料内部形成均匀分布的亲水亲油区域，达到即使吸水、吸油后仍然保持足够的强度和韧性。

在上述技术方案基础上，所述增塑剂为硬脂酸锌、硬脂酸镁、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三苯酯、磷酸三辛酯、己二酸二辛酯、氧化锌、蓖麻油、大豆油中的一种。

在上述技术方案基础上，所述助硫化剂为三烯丙基异氰脲酸酯、邻苯二甲酸二烯丙酯中的一种。所述助硫化剂可以有效夺取橡胶或树脂中的氢原子，形成更多的新的自由基，提高橡胶和树脂的交联度，促进弹性体交联。

在上述技术方案基础上，所述引发剂为异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的一种。

优选地，其中所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1035、抗氧剂168中的一种；所述防老剂为4010NA、防老剂4010、防老剂4030、防老剂4020、防老剂RD中的一种。

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，吸水树脂预处理：将吸水树脂放入鼓风干燥机，在温度80-100℃下干燥2-3h；

步骤二，共混：将吸水树脂、吸油树脂以及橡胶在密炼机上进行共混，共混温度为170-175℃、转速为45-80rpm、共混时间为8-15min；然后依次加入抗氧剂、补强剂、防老剂以及增塑剂，搅拌均匀；最后加入交联剂、助硫化剂和引发剂，得到共混胶；

步骤三，平板硫化：将步骤三中得到的共混胶在压力成型机进行模压成型，温度为170-185℃，预压时间为8-15min，平板硫化时间为3-5min，然后冷压3-6min，取出模压制品即为遇水遇油膨胀橡胶。

本发明提供的技术方案产生的有益效果在于：

本发明采用吸水树脂遇水时与水产生氢键使得材料发生体积膨胀，不仅交联之后具有较好的回弹性能，还与橡胶的亲和力大，易于共混加工，长期浸泡也不易析出。吸油树脂选用聚丙烯酸高碳醇酯和/或聚醋酸乙烯酯，与燃料油、机油、基础油等极性相近，吸油量大且溶胀后不易析出。引发剂作用下，与吸水树脂、吸油树脂发生接枝的多官能丙烯酸酯极性介于吸油树脂和吸水树脂之间，经充分物理混匀后均匀分散于吸油树脂与吸水树脂界面，并能降低吸油树脂与吸水树脂之间的表界面张力，使吸油树脂、橡胶和吸水树脂发生界面交联，避免材料内部发生相分离，材料在吸水，吸油后仍然保持足够的强度和韧性。

因此本发明中遇水遇油膨胀橡胶能长期适用于油水界面或油水不断交替变化的环境下,回弹性优良且作用时间更长效，密封材料自始至终处于膨胀压迫状态，从而实现密封设备的免管理。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。需要理解的是，如无特别说明，本发明中的各种原料均可以通过市售得到。

实施例1

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶，主要由以下重量份数的原料制备而成：

聚丙烯酸高碳醇酯10份、聚乙烯醋酸乙烯酯15份、丁苯橡胶8份、聚己内酯二醇聚氨酯32份、炭黑20份、双-季戊四醇四丙烯酸酯5份；还包括其他助剂，2份抗氧剂1010、2份防老剂4020、2份硬脂酸锌、2份三烯丙基异氰脲酸酯、2份异丙苯过氧化氢。

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，吸水树脂预处理：将聚己内酯二醇聚氨酯放入鼓风干燥机，在温度90℃下干燥3h；

步骤二，共混：聚己内酯二醇聚氨酯32份、聚丙烯酸高碳醇酯10份、聚乙烯醋酸乙烯酯15份、丁苯橡胶8份在密炼机上进行共混，共混温度为175℃、转速为60rpm、共混时间为10min；然后依次加入2份抗氧剂1010、20份炭黑、2份防老剂4020、2份硬脂酸锌，搅拌均匀；最后加入双-季戊四醇四丙烯酸酯5份、三烯丙基异氰脲酸酯2份、异丙苯过氧化氢2份，得到共混胶；

步骤三，平板硫化：将步骤三中得到的共混胶在压力成型机进行模压成型，温度为180℃，预压时间为10min，平板硫化时间为4min，然后冷压5min，取出模压制品即为遇水遇油膨胀橡胶。

实施例2

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶，主要由以下重量份数的原料制备而成：

聚丙烯酸高碳醇酯12.5份、聚乙烯醋酸乙烯酯12.5份、三元乙丙橡胶10份、亲水性聚醚聚氨酯29份、气相白炭黑25份、季戊四醇三丙烯酸酯3份；还包括其他助剂，2份抗氧剂1010、2份防老剂4020、1份硬脂酸锌、2份三烯丙基异氰脲酸酯、1份异丙苯过氧化氢。

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，吸水树脂预处理：将亲水性聚醚聚氨酯放入鼓风干燥机，在温度100℃下干燥3.5h；

步骤二，共混：亲水性聚醚聚氨酯29份、聚丙烯酸高碳醇酯12.5份、聚乙烯醋酸乙烯酯12.5份、三元乙丙橡胶10份在密炼机上进行共混，共混温度为170℃、转速为60rpm、共混时间为10min；然后依次加入2份抗氧剂1010、25份气相白炭黑、2份防老剂4020、1份硬脂酸锌，搅拌均匀；最后加入季戊四醇三丙烯酸酯5份、三烯丙基异氰脲酸酯2份、异丙苯过氧化氢1份，得到共混胶；

步骤三，平板硫化：将步骤三中得到的共混胶在压力成型机进行模压成型，温度为180℃，预压时间为15min，平板硫化时间为3min，然后冷压5min，取出模压制品即为遇水遇油膨胀橡胶。

实施例3

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶，主要由以下重量份数的原料制备而成：

聚丙烯酸高碳醇酯25份、顺丁橡胶8份、聚己内酯二醇聚氨酯22份、亲水性聚醚聚氨酯14份、纳米碳酸钙20份、双-三羟甲基丙烷二丙烯酸酯4份；还包括其他助剂，2份抗氧剂1010、2份防老剂4020、1份硬脂酸锌、1份三烯丙基异氰脲酸酯、1份叔丁基过氧化氢。

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，吸水树脂预处理：将聚己内酯二醇聚氨酯和亲水性聚氨酯放入鼓风干燥机，在温度90℃下干燥3h；

步骤二，共混：聚己内酯二醇聚氨酯22份、亲水性聚醚聚氨酯14份、聚丙烯酸高碳醇酯25份、顺丁橡胶8份在密炼机上进行共混，共混温度为175℃、转速为80rpm、共混时间为8min；然后依次加入2份抗氧剂1010、20份纳米碳酸钙、2份防老剂4020、1份硬脂酸锌，搅拌均匀；最后加入双-三羟甲基丙烷二丙烯酸酯4份、三烯丙基异氰脲酸酯1份、叔丁基过氧化氢1份，得到共混胶；

步骤三，平板硫化：将步骤三中得到的共混胶在压力成型机进行模压成型，温度为170℃，预压时间为15min，平板硫化时间为4min，然后冷压5min，取出模压制品即为遇水遇油膨胀橡胶。

实施例4

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶，主要由以下重量份数的原料制备而成：

聚丙烯酸高碳醇酯15份、聚乙烯醋酸乙烯酯10份、天然橡胶8份、顺丁橡胶4份、亲水性聚醚聚氨酯15份、聚己内酯二醇聚氨酯21份、纳米碳酸钙10份、炭黑5份、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯4份，双-季戊四醇五丙烯酸酯1份；还包括其他助剂，2份抗氧剂1010、2份防老剂4020、1份硬脂酸锌、1份三烯丙基异氰脲酸酯、1份叔丁基过氧化氢。

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，吸水树脂预处理：亲水性聚醚聚氨酯以及聚己内酯二醇聚氨酯放入鼓风干燥机，在温度85℃下干燥3h；

步骤二，共混：亲水性聚醚聚氨酯15份、聚己内酯二醇聚氨酯21份、聚丙烯酸高碳醇酯15份、聚乙烯醋酸乙烯酯10份、天然橡胶8份，顺丁橡胶4份在密炼机上进行共混，共混温度为175℃、转速为80rpm、共混时间为8min；然后依次加入2份抗氧剂1010、10份纳米碳酸钙、5份炭黑，最后加入三羟甲基丙烷二丙烯酸酯4份，双-季戊四醇五丙烯酸酯1份、三烯丙基异氰脲酸酯1份、叔丁基过氧化氢1份，得到共混胶；

步骤三，平板硫化：将步骤三中得到的共混胶在压力成型机进行模压成型，温度为175℃，预压时间为10min，平板硫化时间为4min，然后冷压4min，取出模压制品即为遇水遇油膨胀橡胶。

实施例5

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶，主要由以下重量份数的原料制备而成：

聚丙烯酸高碳醇酯7份、聚乙烯醋酸乙烯酯18份，天然橡胶4份，顺丁橡胶8份、亲水性聚醚聚氨酯22份、聚己内酯二醇聚氨酯14份、纳米白炭黑10份，纳米碳酸钙8份、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯2份，双-三羟甲基丙烷二丙烯酸酯2份；还包括其他助剂，1份抗氧剂1010、1份防老剂4020、1份硬脂酸锌、1份三烯丙基异氰脲酸酯、1份叔丁基过氧化氢。

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，吸水树脂预处理：将亲水性聚醚聚氨酯以及聚己内酯二醇聚氨酯放入鼓风干燥机，在温度90℃下干燥3h；

步骤二，共混：亲水性聚醚聚氨酯22份以及聚己内酯二醇聚氨酯14份，聚丙烯酸高碳醇酯7份、聚乙烯醋酸乙烯酯18份，天然橡胶4份，顺丁橡胶8份在密炼机上进行共混，共混温度为175℃、转速为60rpm、共混时间为8min；然后依次加入1份抗氧剂1010、纳米白炭黑10份，纳米碳酸钙8份、1份防老剂4020、1份硬脂酸锌，搅拌均匀；最后加入三羟甲基丙烷二丙烯酸酯2份，双-三羟甲基丙烷二丙烯酸酯2份、邻苯二甲酸二烯丙酯1份、叔丁基过氧化氢1份，得到共混胶；

步骤三，平板硫化：将步骤三中得到的共混胶在压力成型机进行模压成型，温度为170℃，预压时间为12min，平板硫化时间为45min，然后冷压5min，取出模压制品即为遇水遇油膨胀橡胶。

实施例6

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶，主要由以下重量份数的原料制备而成：

聚乙烯醋酸乙烯酯25份、天然橡胶4份，三元乙丙橡胶2份，顺丁橡胶4份、丁苯橡胶2份，亲水性聚醚聚氨酯18份、聚己内酯二醇聚氨酯18份、纳米碳酸钙12份、炭黑5份，双-三羟甲基丙烷二丙烯酸酯2份，双-季戊四醇四丙烯酸酯1份，双-季戊四醇五丙烯酸酯1份；还包括其他助剂，1份抗氧剂1010、1份防老剂4020、1份硬脂酸锌、1份邻苯二甲酸二烯丙酯、1份叔丁基过氧化氢。

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，吸水树脂预处理：将亲水性聚醚聚氨酯以及聚己内酯二醇聚氨酯放入鼓风干燥机，在温度90℃下干燥3h；

步骤二，共混：亲水性聚醚聚氨酯18份、聚己内酯二醇聚氨酯18份、聚乙烯醋酸乙烯酯25份、天然橡胶4份，三元乙丙橡胶2份，顺丁橡胶4份、丁苯橡胶2份在密炼机上进行共混，共混温度为175℃、转速为80rpm、共混时间为8min；然后依次加入1份抗氧剂1010、12份纳米碳酸钙、1份防老剂4020、1份硬脂酸锌，搅拌均匀；最后加入双-三羟甲基丙烷二丙烯酸酯2份、双-季戊四醇四丙烯酸酯1份，双-季戊四醇五丙烯酸酯1份、邻苯二甲酸二烯丙酯1份、叔丁基过氧化氢1份，得到共混胶；

步骤三，平板硫化：将步骤三中得到的共混胶在压力成型机进行模压成型，温度为170℃，预压时间为15min，平板硫化时间为4min，然后冷压5min，取出模压制品即为遇水遇油膨胀橡胶。

对比例1

聚丙烯酸高碳醇酯10份、聚乙烯醋酸乙烯酯15份、丁苯橡胶8份、亲水性聚醚聚氨酯32份、炭黑20份、过氧化二异丙苯5份；还包括其他助剂，2份抗氧剂1010、2份防老剂4020、2份硬脂酸锌、2份三烯丙基异氰脲酸酯、2份异丙苯过氧化氢。

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，吸水树脂预处理：将亲水性聚醚聚氨酯放入鼓风干燥机，在温度90℃下干燥3h；

步骤二，共混：亲水性聚氨酯32份、聚丙烯酸高碳醇酯10份、聚乙烯醋酸乙烯酯15份、丁苯橡胶8份在密炼机上进行共混，共混温度为175℃、转速为60rpm、共混时间为10min；然后依次加入2份抗氧剂1010、20份炭黑、2份防老剂4020、2份硬脂酸锌，搅拌均匀；最后加入过氧化二异丙苯5份、三烯丙基异氰脲酸酯2份、异丙苯过氧化氢2份，得到共混胶；

步骤三，平板硫化：将步骤三中得到的共混胶在压力成型机进行模压成型，温度为180℃，预压时间为10min，平板硫化时间为4min，然后冷压5min，取出模压制品即为遇水遇油膨胀橡胶。

对比例2

聚丙烯酸高碳醇酯12.5份、聚乙烯醋酸乙烯酯12.5份、三元乙丙橡胶13份、亲水性聚醚聚氨酯29份、气相白炭黑25份、还包括其他助剂，2份抗氧剂1010、2份防老剂4020、1份硬脂酸锌、2份三烯丙基异氰脲酸酯、1份异丙苯过氧化氢。

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，吸水树脂预处理：将亲水性聚醚聚氨酯放入鼓风干燥机，在温度100℃下干燥3.5h；

步骤二，共混：亲水性聚醚聚氨酯29份、聚丙烯酸高碳醇酯12.5份、聚乙烯醋酸乙烯酯12.5份、三元乙丙橡胶13份在密炼机上进行共混，共混温度为170℃、转速为60rpm、共混时间为10min；然后依次加入2份抗氧剂1010、25份气相白炭黑、2份防老剂4020、1份硬脂酸锌，搅拌均匀；最后加入三烯丙基异氰脲酸酯2份、异丙苯过氧化氢1份，得到共混胶；

步骤三，平板硫化：将步骤三中得到的共混胶在压力成型机进行模压成型，温度为180℃，预压时间为15min，平板硫化时间为3min，然后冷压5min，取出模压制品即为遇水遇油膨胀橡胶。

对比例3

聚丙烯酸高碳醇酯25份、顺丁橡胶8份、聚己内酯二醇聚氨酯20份、亲水性聚醚聚氨酯16份、纳米碳酸钙20份、还包括其他助剂，2份抗氧剂1010、2份防老剂4020、1份硬脂酸锌、1份三烯丙基异氰脲酸酯、1份叔丁基过氧化氢。

本发明提供了一种遇水遇油膨胀橡胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，吸水树脂预处理：聚己内酯二醇聚氨酯以及亲水性聚醚聚氨酯放入鼓风干燥机，在温度90℃下干燥3h；

步骤二，共混：干燥后的聚己内酯二醇聚氨酯20份、亲水性聚醚聚氨酯16份、聚丙烯酸高碳醇酯25份、顺丁橡胶8份在密炼机上进行共混，共混温度为175℃、转速为80rpm、共混时间为8min；然后依次加入2份抗氧剂1010、20份纳米碳酸钙、2份防老剂4020、1份硬脂酸锌，搅拌均匀；最后加入三烯丙基异氰脲酸酯1份、叔丁基过氧化氢1份，得到共混胶；

步骤三，平板硫化：将步骤三中得到的共混胶在压力成型机进行模压成型，温度为170℃，预压时间为15min，平板硫化时间为4min，然后冷压5min，取出模压制品即为遇水遇油膨胀橡胶。

对比例4

本对比例中选择市售的遇水高倍率膨胀胶带止水条即Z9-30型止水条；

形状：表面凹凸型；

芯材：橡胶形态，固态块体；

不透水性：不透水；

材质：橡塑；

体积膨胀率：160％以上的。

实验结果及性能分析

1、测试方法为：

硬度指标测试参照GB/T 531-1999《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》；拉伸强度、扯断伸长率和扯断永久变形测试参照GB/T 528-1998《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》；压缩永久变形测试参照GB/T7759-1996《硫化橡胶，热塑性橡胶常温，高温和低温下压缩永久变形的测定》；热空气老化、拉伸强度变化率以及扯断伸长变化率参照GB/T 3512-2001《硫化橡胶或热塑性橡胶加热老化和耐热试验》进行测试。

体积膨胀率则是按照约定俗成的方法，即测试膨胀前原体积与膨胀后体积用排水法测试，膨胀率＝(膨胀后体积-膨胀前原体积)/膨胀前原体积*100％的方法进行测试，结果具体见下表1。

表1综合测试数据

2、将实施例1-6以及对比例1-4的膨胀橡胶放入盛有250ML自来水、250毫升柴油的烧杯中浸泡70天然后按照GB/T 528-1998《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》中的测试方法测试其拉伸强度，结果如下见表2：

表2拉伸强度测试数据

从上述实验结果表1比较可知：与对比例4的现有膨胀橡胶相比，本发明提供实施例1-6提供的膨胀橡胶的膨胀率高15％作用，拉伸强度是后者的3倍，扯断永久变形低15％，因此，本发明提供的遇水遇油膨胀橡胶膨胀率更好，具有更佳的弹性和抵抗变形的能力。

从上述实验结果表1拉伸强度与表2油水混合物70天浸泡后拉伸强度测试结果比较可知：本发明实施例1-6提供的膨胀橡胶的拉伸强度与对比例1-4提供的膨胀橡胶相比变化极低，说本发明遇水遇油膨胀橡胶回弹性优良且作用时间更长效，密封自始至终处于膨胀压迫状态。

而与对比例1相比，实施例1-6的遇水遇油膨胀橡胶的上述测试性能得到大幅度的提高，这说明本发明的遇水遇油膨胀橡胶中交联剂多官能丙烯酸酯是不可替代地，正是通过其与配方中其他各种成分的相互协同配合，才能实现其优异的综合性能。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种遇水遇油膨胀橡胶，其特征在于，主要由以下重量份数的原料制备而成：

吸油树脂25份、橡胶8-12份、吸水树脂29-36份、补强剂15-25份、交联剂3-5份、其他助剂6-10份；所述其他助剂包括抗氧剂、防老剂、增塑剂、助硫化剂以及引发剂；

所述吸油树脂为聚丙烯酸高碳醇酯、聚乙烯醋酸乙烯酯中的一种或两种；所述吸水树脂为亲水性聚氨酯；所述交联剂为三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双-三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、双-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、双-季戊四醇四丙烯酸酯、双-季戊四醇五丙烯酸酯中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种遇水遇油膨胀橡胶，其特征在于，所述橡胶为天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种遇水遇油膨胀橡胶，其特征在于，所述吸水树脂为亲水性聚醚聚氨酯，聚己内酯二醇聚氨酯中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的一种遇水遇油膨胀橡胶，其特征在于，所述补强剂为炭黑、气相白炭黑、氧化石墨烯、纳米碳酸钙中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种遇水遇油膨胀橡胶，其特征在于，所述增塑剂为硬脂酸锌、硬脂酸镁、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三苯酯、磷酸三辛酯、己二酸二辛酯、氧化锌、蓖麻油、大豆油中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种遇水遇油膨胀橡胶，其特征在于，所述助硫化剂为三烯丙基异氰脲酸酯、邻苯二甲酸二烯丙酯中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种遇水遇油膨胀橡胶，其特征在于，所述引发剂为异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的一种。

8.一种根据权利要求1至7任一项所述的遇水遇油膨胀橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，吸水树脂预处理：将吸水树脂放入鼓风干燥机，在温度80-100℃下干燥2-3h；

步骤二，共混：将吸水树脂、吸油树脂以及橡胶在密炼机上进行共混，共混温度为170-175℃、转速为45-80 rpm、共混时间为8-15 min；然后依次加入抗氧剂、补强剂、防老剂以及增塑剂，搅拌均匀；最后加入交联剂、助硫化剂和引发剂，得到共混胶；

步骤三，平板硫化：将步骤二中得到的共混胶在压力成型机进行模压成型，温度为170-185℃，预压时间为8-15 min，平板硫化时间为3-5 min，然后冷压3-6 min，取出模压制品即为遇水遇油膨胀橡胶。