CN115073916A - 一种伸缩缝用弹性体材料及其制备方法 - Google Patents

一种伸缩缝用弹性体材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种伸缩缝用弹性体材料，它包括以下重量份的各组分：聚酰胺热塑性弹性体150‑240份，丁腈橡胶90‑110份，石蜡4‑6份，半补强炭黑30‑45份，过氧化二异丙苯3‑5份，防老剂3‑5份，异烟酰胺1‑2份，2,6‑二氟‑4‑溴碘苯2.6‑5.2份。本发明的优点在于：本发明的弹性体材料具有拉伸强度高、各性能处理保持率高、弹性恢复率高等优点。

Description

一种伸缩缝用弹性体材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及弹性体材料技术领域，尤其是涉及一种伸缩缝用弹性体材料及其制备方法。
背景技术
目前市场上伸缩缝用弹性体材料多为国外进口材料，其价格昂贵，且在使用过程中发现较多的后期与原桥面铺装层脱粘渗水的问题。而国内灌封材料多为橡胶类沥青材料，材料中添加了橡胶粉和橡胶颗粒，有些还添加了丁苯橡胶，导致橡胶类沥青材料在高温下产生刺激性气味并会对作业人员造成一定不利的影响。而且目前市场上的伸缩缝用弹性体材料往往拉伸强度和弹性恢复率也不够高。
发明内容
本发明的目的就是针对上述缺陷提供一种伸缩缝用弹性体材料及其制备方法。
一种伸缩缝用弹性体材料，它包括以下重量份的各组分：
聚酰胺热塑性弹性体 150-240份
丁腈橡胶 90-110份
石蜡 4-6份
半补强炭黑 30-45份
过氧化二异丙苯 3-5份
防老剂 3-5份
异烟酰胺 1-2份
2,6-二氟-4-溴碘苯 2.6-5.2份。
优选的是，它包括以下重量份的各组分：
聚酰胺热塑性弹性体 200份
丁腈橡胶 100份
石蜡 5份
半补强炭黑 35份
过氧化二异丙苯 4份
防老剂 4份
异烟酰胺 1.5份
2,6-二氟-4-溴碘苯 4份。
所述聚酰胺热塑性弹性体的制备方法为：先将丁二酸和聚醚胺D400进行酰化反应，得到丁二酸扩链聚醚胺软段；再将丁二酸扩链聚醚胺软段与内酰胺和开环剂进行开环聚合反应得到聚酰胺6预聚物和热塑性弹性体预聚物，再将二者进行酰胺交换反应，最后铸带拉条、切粒、干燥，即可得到所述聚酰胺热塑性弹性体。
优选的是，所述丁二酸扩链聚醚胺软段的数均分子量为3000-6500。
优选的是，开环聚合反应的温度为250-265℃，开环聚合反应的压力为0.25MPa，开环聚合反应的时间为4-4.5h。
优选的是，所述防老剂为质量比为50:( 33-37)的苯乙烯化苯酚和邻苯二甲酸二辛脂的混合物。
优选的是，所述半补强炭黑的粒径为80-100 nm。
一种伸缩缝用弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将上述重量份的聚酰胺热塑性弹性体和丁腈橡胶升温至130-135℃，真空下脱水，再加入上述重量份的异烟酰胺和2,6-二氟-4-溴碘苯，继续搅拌并升温至140-145℃；
S2、在S1的混合物中加入上述重量份的石蜡、半补强炭黑、过氧化二异丙苯、防老剂，升温至160-165℃温度下继续混合搅拌2-4h，即可得到所述伸缩缝用弹性体材料。
优选的是，S1和S2操作步骤的总时间为4-6h。
优选的是，异烟酰胺和2,6-二氟-4-溴碘苯的摩尔比为1:1。
本发明的优点在于：本发明的弹性体材料具有拉伸强度高、各性能处理保持率高、弹性恢复率高等优点。
2,6-二氟-4-溴碘苯作为卤素芳香族化合物加入能有效提高弹性体材料的阻燃和耐老化性能。同时，本发明的弹性体材料，将异烟酰胺和2,6-二氟-4-溴碘苯共同加入分散到各组分原料中，能在整体内部形成多重稳定的卤键结构，对弹性体材料整体性能起到极好的作用。通常情况下，只有双结合的结构才能够形成稳定的晶体结构，异烟酰胺及2，6-二氟-4-溴碘苯可通过溴负离子Br-或碘负离子I-或氟负离子F-与异烟酰胺的N原子实现双结合或三结合的结构，负电荷辅助卤键比相应的中性卤键要强的多。电荷转移作用和二级轨道作用对晶体结构的形成也起着重要作用。由于电性的要求，卤键结构采取完全不同于氢键的结合位点，氢键倾向于平面内的结合，卤键则呈现面外结合。卤键结构所带来的分子间作用力还可以在一定程度上抑制各组分聚集成团、蜷缩，使得内部能形成更加有序且牢固的分子间作用力。本发明弹性材料中的卤键结构可以形成强力的材料内部分子间卤键，增强聚酰胺热塑性弹性体和丁腈橡胶的作用力，有效提高伸缩缝弹性体材料的拉伸强度、各性能处理保持率和弹性恢复率。
附图说明
图1为本发明实施例3的伸缩缝用弹性体材料的SEM图。
具体实施方式
以下将对发明的优选实例进行详细描述。所举实例是为了更好地对发明内容进行，并不是发明内容仅限于实例。根据发明内容对实施方案的非本质的改进和调整，仍属于发明范畴。
<实施例1>
一种伸缩缝用弹性体材料，它包括以下重量份的各组分：
聚酰胺热塑性弹性体 150份
丁腈橡胶 90份
石蜡 4份
半补强炭黑 30份
过氧化二异丙苯 3份
防老剂 3份
异烟酰胺 1份
2,6-二氟-4-溴碘苯 2.6份。
所述聚酰胺热塑性弹性体的制备方法为：先将丁二酸和聚醚胺D400进行酰化反应，得到丁二酸扩链聚醚胺软段；再将丁二酸扩链聚醚胺软段与内酰胺和开环剂进行开环聚合反应得到聚酰胺6预聚物和热塑性弹性体预聚物，再将二者进行酰胺交换反应，最后铸带拉条、切粒、干燥，即可得到所述聚酰胺热塑性弹性体。其中，所述丁二酸扩链聚醚胺软段的数均分子量为3000-4000。开环聚合反应的温度为250℃，开环聚合反应的压力为0.25MPa，开环聚合反应的时间为4h。
所述防老剂为质量比为50:33的苯乙烯化苯酚和邻苯二甲酸二辛脂的混合物。
所述半补强炭黑的粒径为80 nm。
一种伸缩缝用弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将上述重量份的聚酰胺热塑性弹性体和丁腈橡胶升温至130℃，真空下脱水，再加入上述重量份的异烟酰胺和2,6-二氟-4-溴碘苯，继续搅拌并升温至140℃；
S2、在S1的混合物中加入上述重量份的石蜡、半补强炭黑、过氧化二异丙苯、防老剂，升温至160℃温度下继续混合搅拌2h，即可得到所述伸缩缝用弹性体材料。
S1和S2操作步骤的总时间为4h。
<实施例2>
一种伸缩缝用弹性体材料，它包括以下重量份的各组分：
聚酰胺热塑性弹性体 240份
丁腈橡胶 110份
石蜡 6份
半补强炭黑 45份
过氧化二异丙苯 5份
防老剂 5份
异烟酰胺 2份
2,6-二氟-4-溴碘苯 5.2份。
所述聚酰胺热塑性弹性体的制备方法为：先将丁二酸和聚醚胺D400进行酰化反应，得到丁二酸扩链聚醚胺软段；再将丁二酸扩链聚醚胺软段与内酰胺和开环剂进行开环聚合反应得到聚酰胺6预聚物和热塑性弹性体预聚物，再将二者进行酰胺交换反应，最后铸带拉条、切粒、干燥，即可得到所述聚酰胺热塑性弹性体。其中，所述丁二酸扩链聚醚胺软段的数均分子量为5000-6500。开环聚合反应的温度为265℃，开环聚合反应的压力为0.25MPa，开环聚合反应的时间为4.5h。
所述防老剂为质量比为50: 37的苯乙烯化苯酚和邻苯二甲酸二辛脂的混合物。所述半补强炭黑的粒径为100 nm。
一种伸缩缝用弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将上述重量份的聚酰胺热塑性弹性体和丁腈橡胶升温至135℃，真空下脱水，再加入上述重量份的异烟酰胺和2,6-二氟-4-溴碘苯，继续搅拌并升温至145℃；
S2、在S1的混合物中加入上述重量份的石蜡、半补强炭黑、过氧化二异丙苯、防老剂，升温至165℃温度下继续混合搅拌4h，即可得到所述伸缩缝用弹性体材料。
S1和S2操作步骤的总时间为6h。
<实施例3>
一种伸缩缝用弹性体材料，它包括以下重量份的各组分：
聚酰胺热塑性弹性体 200份
丁腈橡胶 100份
石蜡 5份
半补强炭黑 35份
过氧化二异丙苯 4份
防老剂 4份
异烟酰胺 1.5份
2,6-二氟-4-溴碘苯 3.917份。
所述聚酰胺热塑性弹性体的制备方法为：先将丁二酸和聚醚胺D400进行酰化反应，得到丁二酸扩链聚醚胺软段；再将丁二酸扩链聚醚胺软段与内酰胺和开环剂进行开环聚合反应得到聚酰胺6预聚物和热塑性弹性体预聚物，再将二者进行酰胺交换反应，最后铸带拉条、切粒、干燥，即可得到所述聚酰胺热塑性弹性体。
其中，所述丁二酸扩链聚醚胺软段的数均分子量为4000-5000。开环聚合反应的温度为255℃，开环聚合反应的压力为0.25MPa，开环聚合反应的时间为4h。
所述防老剂为质量比为50:35的苯乙烯化苯酚和邻苯二甲酸二辛脂的混合物。所述半补强炭黑的粒径为90 nm。
一种伸缩缝用弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将上述重量份的聚酰胺热塑性弹性体和丁腈橡胶升温至132℃，真空下脱水，再加入上述重量份的异烟酰胺和2,6-二氟-4-溴碘苯，继续搅拌并升温至142℃；
S2、在S1的混合物中加入上述重量份的石蜡、半补强炭黑、过氧化二异丙苯、防老剂，升温至163℃温度下继续混合搅拌3h，即可得到所述伸缩缝用弹性体材料。其中，S1和S2操作步骤的总时间为5h。异烟酰胺和2,6-二氟-4-溴碘苯的摩尔比为1:1。
<对比例1>
市售的伸缩缝用弹性体材料。
<对比例2>
不添加异烟酰胺和2,6-二氟-4-溴碘苯，其余组分和制备方法与实施例3均相同。
<检测实验>
本法所制备的伸缩缝用弹性体材料，各实施例和对比例对应的物理检测数据对比，如下表1所示：
表1
Figure 467766DEST_PATH_IMAGE002
本法所制备的伸缩缝用弹性体材料，各实施例和对比例对应的物质含量、不透水性和颜色外观的检测数据对比，如下表2所示：
表2
Figure 848194DEST_PATH_IMAGE004
本法所制备的伸缩缝用弹性体材料，各实施例和对比例对应的拉伸弹性模量和拉伸强度及保持率检测数据对比，如下表3所示：
表3
Figure 585206DEST_PATH_IMAGE006
Figure DEST_PATH_IMAGE008
从表3中可以看出，实施例1-3中伸缩缝用弹性体材料的拉伸弹性模量明显优于对比例1和2，这表明其具有良好的弹性恢复率，明显优于（23±2℃）0.3MPa和（-30±2℃）0.6MP的拉伸弹性模量行业标准。实施例1-3的拉伸强度也明显优于对比例1和2，拉伸强度高，均明显优于3MPa的拉伸强度行业标准。
上述实施案例只为说明本发明的技术方案及特点，其目的在于更好的让熟悉该技术的人士予以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，均在本发明保护范围之内，其中未详细说明的为现有技术。

Claims (10)

1.一种伸缩缝用弹性体材料，其特征在于它包括以下重量份的各组分：
聚酰胺热塑性弹性体 150-240份
丁腈橡胶 90-110份
石蜡 4-6份
半补强炭黑 30-45份
过氧化二异丙苯 3-5份
防老剂 3-5份
异烟酰胺 1-2份
2,6-二氟-4-溴碘苯 2.6-5.2份。
2.根据权利要求1所述的一种伸缩缝用弹性体材料，其特征在于它包括以下重量份的各组分：
聚酰胺热塑性弹性体 200份
丁腈橡胶 100份
石蜡 5份
半补强炭黑 35份
过氧化二异丙苯 4份
防老剂 4份
异烟酰胺 1.5份
2,6-二氟-4-溴碘苯 4份。
3.根据权利要求1或2所述的一种伸缩缝用弹性体材料，其特征在于所述聚酰胺热塑性弹性体的制备方法为：
先将丁二酸和聚醚胺D400进行酰化反应，得到丁二酸扩链聚醚胺软段；再将丁二酸扩链聚醚胺软段与内酰胺和开环剂进行开环聚合反应得到聚酰胺6预聚物和热塑性弹性体预聚物，再将二者进行酰胺交换反应，最后铸带拉条、切粒、干燥，即可得到所述聚酰胺热塑性弹性体。
4.根据权利要求3所述的一种伸缩缝用弹性体材料，其特征在于所述丁二酸扩链聚醚胺软段的数均分子量为3000-6500。
5.根据权利要求3所述的一种伸缩缝用弹性体材料，其特征在于开环聚合反应的温度为250-265℃，开环聚合反应的压力为0.25MPa，开环聚合反应的时间为4-4.5h。
6.根据权利要求1所述的一种伸缩缝用弹性体材料，其特征在于所述防老剂为质量比为50:( 33-37)的苯乙烯化苯酚和邻苯二甲酸二辛脂的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种伸缩缝用弹性体材料，其特征在于所述半补强炭黑的粒径为80-100 nm。
8.根据权利要求1所述的一种伸缩缝用弹性体材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将上述重量份的聚酰胺热塑性弹性体和丁腈橡胶升温至130-135℃，真空下脱水，再加入上述重量份的异烟酰胺和2,6-二氟-4-溴碘苯，继续搅拌并升温至140-145℃；
S2、在S1的混合物中加入上述重量份的石蜡、半补强炭黑、过氧化二异丙苯、防老剂，升温至160-165℃温度下继续混合搅拌2-4h，即可得到所述伸缩缝用弹性体材料。
9.根据权利要求8所述的一种伸缩缝用弹性体材料的制备方法，其特征在于S1和S2操作步骤的总时间为4-6h。
10.根据权利要求8所述的一种伸缩缝用弹性体材料的制备方法，其特征在于异烟酰胺和2,6-二氟-4-溴碘苯的摩尔比为1:1。
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