CN114106424A

CN114106424A - 一种高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶及其制备方法

Info

Publication number: CN114106424A
Application number: CN202111438282.XA
Authority: CN
Inventors: 周省委; 晏苗; 刘超奇; 赵哲
Original assignee: Zhejiang Tiantie Industry Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Tiantie Industry Co Ltd
Priority date: 2021-11-26
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2022-03-01

Abstract

本发明涉及一种高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶及其制备方法。所述橡胶主要由以下重量份数的原料制备而成：天然橡胶100份，吸水树脂的30～60份、吸水填料40～60份、吸水助剂10～40份、氧化锌3～6份、硬脂酸2～3份、分散剂2～4份、非离子表面活性剂2～4份、古马隆8～15份、偶联剂2～4份、白炭黑15～30份、芳烃油10～20份、硫磺2～4份、DM 1～3份、CZ 1～3份、DTDM 1～3份、CTP 0.3～1份、颜料6～8份。所述橡胶既具有普通橡胶的各种物理力学性能，又具有遇水膨胀的功能，尤其是反复吸水后膨胀倍率依然保持很高等优点。

Description

一种高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶及其制备方法

技术领域

本发明属于橡胶制备技术领域，涉及一种高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶及其制备方法。

技术背景

遇水膨胀橡胶主要用于隧道、地铁、人防等地下工程、基础工程的接缝、防水密封和船舶、机车等工业设备的防水密封。

遇水膨胀橡胶较普通橡胶具有高吸水膨胀倍率的特性。该种橡胶在遇水后产生数倍的膨胀变形，并充满接缝的所有不规则表面、空穴及间隙，同时产生巨大的接触压力，彻底防止渗漏。当接缝或施工缝发生位移，造成间隙超出材料的弹性范围时，普通型橡胶止水材料则失去止水作用。而该材料还可以通过吸水膨胀来止水。使用遇水膨胀橡胶作为堵漏密封止水材料，不仅用量节省，而且还可以消除一般弹性材料因过大压缩而引起弹性疲劳的特点，使防水效果更为可靠。

发明内容

针对现有遇水膨胀橡胶反复吸水后体积膨胀倍率不高的问题，本发明的目的在于提供一种高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶及其制备方法。本发明既具有普通橡胶的各种物理力学性能，又具有遇水膨胀的功能，尤其是反复吸水后膨胀倍率依然保持很高等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶，主要由以下重量份数的原料组成：天然橡胶100份、吸水树脂的20～70份、吸水填料30～70份、吸水助剂5～50份、氧化锌2～8份、硬脂酸1～4份、分散剂1～5份、非离子表面活性剂1～5份、古马隆5～20份、偶联剂1～5份、白炭黑10～40份、芳烃油5～30份、硫磺1～5份、DM 0.5～4份、CZ 0.5～4份、DTDM 0.5～4份、CTP0.2～2份、颜料5～10份。

所述高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶，主要由以下重量份数的原料制备而成：天然橡胶100份、吸水树脂的30～60份、吸水填料40～60份、吸水助剂10～40份、氧化锌3～6份、硬脂酸2～3份、分散剂2～4份、非离子表面活性剂2～4份、古马隆8～15份、偶联剂2～4份、白炭黑15～30份、芳烃油10～20份、硫磺2～4份、DM 1～3份、CZ 1～3份、DTDM 1～3份、CTP 0.3～1份、颜料6～8份。

本发明优选以下的组分制备所述橡胶：

其中，所述吸水树脂选自聚丙烯酸钠、聚乙二醇、异丁烯-马来酸酐交替共聚物或聚乙烯醇中的一种或几种；

所述吸水填料为膨润土；

所述吸水助剂为聚氧乙烯辛基苯酚醚；

所述分散剂为WB42；

所述非离子表面活性剂为PEG4000；

所述偶联剂为Si69；

所述颜料选自铁红、铬黄、酞普蓝、酞臂绿中的一种。

一种高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶的制备方法，步骤如下：(1)将塑炼后的天然橡胶放入密炼机，依次加入氧化锌，硬脂酸，分散剂，非离子表面活性剂，古马隆，吸水树脂，吸水填料，吸水助剂，芳烃油，偶联剂，白炭黑，颜料，制得一段混炼母胶；

(2)向步骤(1)所制得的一段混炼母胶，依次加入硫磺，DM，CZ，DTDM，CTP，进一步混炼，制得混炼胶。

(3)将步骤(2)所制得的混炼胶在开炼机上薄通下片，制得二段混炼胶。(4)将步骤(3)所制得的混炼胶密封停放16-24h后，测试硫化曲线，焦烧时间为60-120S，硫化时间为5-10min，硫化压力为10-20MPa，硫化温度为150-200℃。

本发明的有益效果：高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶一种吸水能力非常强的新型功能性聚合物，与淀粉、纤维素、海绵等吸水材料相比，它既不溶于水也不溶于有机溶剂，是一种具有吸水保水能力的高分子聚合物。本发明采用在天然橡胶混合物中加入吸水助剂聚氧乙烯辛基苯酚醚、同时以特定用量配比的天然橡胶/吸水助剂/吸水填料三组分相配合，使得橡胶的吸水性，尤其是反复吸水能力大大提升，与其他亲水膨胀止水带相比最大的分别是它的亲水膨胀性经长期的反复膨胀后仍没有失去，同时，本发明的橡胶材料还兼具施工方便，价格低廉的特点。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1

一种高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶，主要由以下重量份数的原料制备而成：天然橡胶100份，吸水树脂聚丙烯酸钠的45份、吸水填料膨润土50份、吸水助剂聚氧乙烯辛基苯酚醚35份、氧化锌5份、硬脂酸2份、分散剂WB423份、非离子表面活性剂PEG40003份、古马隆12份、偶联剂Si693份、白炭黑25份、芳烃油15份、硫磺3份、DM 1.5份、CZ 2份、DTDM 2份、CTP 1份、颜料铁红8份。

其制备方法为：将塑炼后的天然橡胶放入密炼机，依次加入氧化锌，硬脂酸，分散剂，非离子表面活性剂，古马隆，吸水树脂，吸水填料，吸水助剂，芳烃油，偶联剂，白炭黑，颜料，制得一段混炼母胶；向所制得的一段混炼母胶，依次加入硫磺，DM，CZ，DTDM，CTP，进一步混炼，制得混炼胶；将所制得的混炼胶在开炼机上薄通下片，制得二段混炼胶；将所制得的混炼胶密封停放16-24h后，测试硫化曲线，焦烧时间为60-120S，硫化时间为5-10min，硫化压力为10-20MPa，硫化温度为150-200℃。

实施例2

一种高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶，主要由以下重量份数的原料制备而成：天然橡胶100份，吸水树脂聚丙烯酸钠的45份、吸水填料膨润土50份、吸水助剂聚氧乙烯辛基苯酚醚30份、氧化锌5份、硬脂酸2份、分散剂WB423份、非离子表面活性剂PEG40003份、古马隆12份、偶联剂Si693份、白炭黑25份、芳烃油15份、硫磺3份、DM 1.5份、CZ 2份、DTDM 2份、CTP 1份、颜料铁红8份。按照与实施例1相同的方法制备遇水膨胀的橡胶。

实施例3

一种高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶，主要由以下重量份数的原料制备而成：天然橡胶100份，吸水树脂聚丙烯酸钠的45份、吸水填料膨润土50份、吸水助剂聚氧乙烯辛基苯酚醚25份、氧化锌5份、硬脂酸2份、分散剂WB423份、非离子表面活性剂PEG40003份、古马隆12份、偶联剂Si693份、白炭黑25份、芳烃油15份、硫磺3份、DM 1.5份、CZ 2份、DTDM 2份、CTP 1份、颜料铁红8份。按照与实施例1相同的方法制备遇水膨胀的橡胶。

对比例

一种高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶，主要由以下重量份数的原料制备而成：天然橡胶100份，吸水树脂聚丙烯酸钠的45份、吸水填料膨润土50份、氧化锌5份、硬脂酸2份、分散剂WB423份、非离子表面活性剂3份、古马隆12份、偶联剂Si693份、白炭黑25份、芳烃油15份、硫磺3份、DM 1.5份、CZ 2份、DTDM 2份、CTP 1份、颜料铁红8份。按照与实施例1相同的方法制备遇水膨胀的橡胶。

遇水膨胀橡胶性能检测结果如表1所示

表1性能检测结果

由上表可知，与对比例的橡胶相比，本发明所述的高吸水膨胀倍率遇水膨胀橡胶，添加了吸水助剂聚氧乙烯辛基苯酚醚，以及采用以特定用量配比的天然橡胶/吸水助剂/吸水填料三组分相配合，使得所述橡胶吸水率高，尤其是反复浸水后的吸水效果明显，满足GBT 18173.3-2014要求的最高指标，完全适合在工业上，生产和使用。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶，其特征在于，主要由以下重量份数的原料组成：

天然橡胶100份、吸水树脂的20～70份、吸水填料30～70份、吸水助剂5～50份、氧化锌2～8份、硬脂酸1～4份、分散剂1～5份、非离子表面活性剂1～5份、古马隆5～20份、偶联剂1～5份、白炭黑10～40份、芳烃油5～30份、硫磺1～5份、DM 0.5～4份、CZ 0.5～4份、DTDM0.5～4份、CTP 0.2～2份、颜料5～10份。

2.根据权利要求1所述高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶，其特征在于，主要由以下重量份数的原料组成：

天然橡胶100份，吸水树脂的30～60份、吸水填料40～60份、吸水助剂10～40份、氧化锌3～6份、硬脂酸2～3份、分散剂2～4份、非离子表面活性剂2～4份、古马隆8～15份、偶联剂2～4份、白炭黑15～30份、芳烃油10～20份、硫磺2～4份、DM 1～3份、CZ 1～3份、DTDM 1～3份、CTP 0.3～1份、颜料6～8份。

3.根据权利要求1所述高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶，其特征在于，所述吸水树脂选自聚丙烯酸钠、聚乙二醇、异丁烯-马来酸酐交替共聚物或聚乙烯醇中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶，其特征在于，所述吸水填料为膨润土。

5.根据权利要求1所述高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶，其特征在于，所述吸水助剂为聚氧乙烯辛基苯酚醚。

6.根据权利要求1所述高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶，其特征在于，所述分散剂为WB42。

7.根据权利要求1所述高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶，其特征在于，所述非离子表面活性剂为PEG4000。

8.根据权利要求1所述高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶，其特征在于，所述偶联剂为Si69。

9.根据权利要求1所述高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶，其特征在于，所述颜料为铁红。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述高吸水膨胀倍率遇水膨胀的橡胶的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)将塑炼后的天然橡胶放入密炼机，依次加入氧化锌，硬脂酸，分散剂，氧化钙，非离子表面活性剂，古马隆，吸水树脂，吸水填料，吸水助剂，芳烃油，偶联剂，白炭黑，颜料，制得一段混炼母胶；

(2)向步骤(1)所制得的一段混炼母胶，依次加入硫磺，DM，CZ，DTDM，CTP，进一步混炼，制得混炼胶；

(3)将步骤(2)所制得的混炼胶在开炼机上薄通下片，制得二段混炼胶；

(4)将步骤(3)所制得的混炼胶密封停放16-24h后，测试硫化曲线，焦烧时间为60-120S，硫化时间为5-10min，硫化压力为10-20MPa，硫化温度为150-200℃。