CN102206364A - 遇水膨胀橡胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种遇水膨胀橡胶的制备方法，所述方法包括以下工艺步骤：步骤一、制备遇水膨胀聚氨酯颗粒；步骤二、胶料混炼；步骤三、产品制作：将步骤二制成的混炼胶置于开式炼胶机上混炼均匀后，放置12小时，然后压制成型，再直接送入硫化装置中进行硫化，硫化温度80℃~180℃，时间5分钟~60分钟，硫化为遇水膨胀橡胶。本发明方法采用的是聚氨酯粉末颗粒加入橡胶中，在其他组分不变的情况下仅仅是用聚氨酯颗粒替代以前所使用的膨胀粉，因为颗粒中含有N-C键，与橡胶内分子键极性相同，所以与橡胶的结合性更好，对橡胶的力学性能有一定的补强作用，而原来所使用的膨胀粉与橡胶没有任何补强作用，因此在力学性能上比原有的材料有所加强。

Description

遇水膨胀橡胶的制备方法

技术领域

本发明涉及一种橡胶止水材料。具体涉及一种遇水膨胀橡胶。属橡塑制品技术领域。

背景技术

目前普遍使用的橡胶止水材料主要有遇水膨胀橡胶密封条和遇水膨胀聚氨基甲酸酯两种：

前者遇水膨胀橡胶密封条，执行GB18173.3-2002标准。为一种具有遇水膨胀功能的防水密封材料。广泛应用于人防、地铁、隧道、污水处理工程、游泳池等以及其它混凝土工程施工缝、伸缩缝、建筑船舶门窗及其它场合，起密封作用。它是在橡胶中加入高吸水性树脂，通过高温高压硫化而成的高分子材料。其作用机理是在橡胶中加入预聚体，预聚体与交联剂在交联的情况下在橡胶中形成网状结构，硫化完成后通过预聚体的吸水膨胀来达到橡胶膨胀的效果，从而达到膨胀止水的目的。由于预聚体为液态，对胶料的力学性能及加工工艺会造成较大影响，所以加入量有限，从而得到的的膨胀倍率为100%-300%。为了增加膨胀倍数，目前采用的方法是在橡胶中加入膨胀粉，通过膨胀粉的自膨胀作用达到整体膨胀率上升的效果。可是膨胀粉的膨胀作用是一次性的，膨胀速度快、膨胀率高；又因膨胀粉与橡胶之间相容性差，与橡胶大分子很难形成化学键，遇水膨胀后析出物较多，长期反复浸泡后达不到预期的膨胀倍率，失去使用价值。由此可见该材料存在先天的缺陷，无法达到持久密封的作用。

后者遇水膨胀聚氨酯弹性体是一种工程领域使用的、具有遇水膨胀和弹性密封双重功能的聚氨酯弹性体材料。其作用机理是利用聚氨酯材料本身固有的大量氢键与水发生物理作用而吸水，从而达到膨胀作用。但是目前存在的缺陷一是此类聚氨酯的力学强度比橡胶低，而且膨胀倍率越高力学强度越差；二是耐老化性能也比橡胶低上许多；三是成本昂贵；四是耐高温性能较差；五是由于吸水基团无法与水全面接触，吸水速度较慢。

发明内容

本发明的目的在于克服上述两类材料的不足，提供一种膨胀率高、吸水速度快、反复膨胀效果好、力学性能优越、使用寿命长和生产成本低的遇水膨胀橡胶的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种遇水膨胀橡胶的制备方法，所述方法包括以下工艺步骤：

步骤一、制备遇水膨胀聚氨酯颗粒

a）将聚氨酯预聚体、交联剂按质量比100:2~20加入到浇注机中，制成混合料，

b）将步骤a）制成的混合料浇注到硫化机上的模具内，制成料坯，

c）将步骤b）制成的料坯置于硫化机中，80℃~150℃硫化50分钟~240分钟，制成固态遇水膨胀聚氨酯，

d）将步骤c）制成的固态遇水膨胀聚氨酯置于粉碎设备中，粉碎成粒径为40目~500目的遇水膨胀聚氨酯颗粒；

步骤二、胶料混炼

a）按照橡胶、吸水树脂、增塑剂、硬脂酸、氧化锌、硫化剂、防老剂、补强剂、促进剂和步骤一制备的遇水膨胀聚氨酯颗粒质量比50 :  10~60: 1~15 : 0.5~3 : 2~6 : 0.5~5 : 0~3 : 30~60 : 0.5~3 ：30~60一起置于密炼机混炼成混炼胶；

步骤三、产品制作

将步骤二制成的混炼胶置于开式炼胶机上混炼均匀后，放置12小时，然后压制成型，再直接送入硫化装置中进行硫化，硫化温度80℃~180℃，时间5分钟~60分钟，硫化为遇水膨胀橡胶。

本发明的有益效果是：

本发明方法采用的是聚氨酯粉末颗粒加入橡胶中，在其他组分不变的情况下仅仅是用聚氨酯颗粒替代以前所使用的膨胀粉，因为颗粒中含有N-C键，与橡胶内分子键极性相同，所以与橡胶的结合性更好，对橡胶的力学性能有一定的补强作用，而原来所使用的膨胀粉与橡胶没有任何补强作用，因此在力学性能上比原有的材料有所加强。

原有的膨胀橡胶中加入的膨胀粉只能膨胀一次，然后就丧失了遇水膨胀的效果，而本发明所设计的聚氨酯颗粒可以进行反复膨胀，从而增加使用寿命，降低使用成本，提高产品性能。而且生产工艺简单，易混炼，膨胀率高，膨胀性能提高30%以上，吸水速度快，生产效率可以提高20%，产品寿命提高20%，生产成本低。

具体实施方式

本发明涉及遇水膨胀橡胶的制备方法，所述方法是以聚氨酯固态颗粒替代遇水膨胀橡胶密封条中的膨胀粉。该方法包括以下工艺步骤：

步骤一、制备遇水膨胀聚氨酯颗粒

a）将聚氨酯预聚体、交联剂按质量比100:2~20加入到浇注机中，制成混合料，

b）将步骤a）制成的混合料浇注到硫化机上的模具内，制成料坯，

c）将步骤b）制成的料坯置于硫化机中，80℃~150℃硫化50分钟~240分钟，制成固态遇水膨胀聚氨酯，

d）将步骤c）制成的固态遇水膨胀聚氨酯置于粉碎设备中，粉碎成粒径为40目~500目的遇水膨胀聚氨酯颗粒；

步骤二、胶料混炼

a）按照橡胶、吸水树脂、增塑剂、硬脂酸、氧化锌、硫化剂、防老剂、补强剂、促进剂和步骤一制备的遇水膨胀聚氨酯颗粒质量比50 :  10~60: 1~15 : 0.5~3 : 2~6 : 0.5~5 : 0~3 : 30~60 : 0.5~3 ：30~60一起置于密炼机混炼成混炼胶；

步骤三、产品制作

将步骤二制成的混炼胶置于开式炼胶机上混炼均匀后，放置12小时，然后压制成型，再直接送入硫化装置中进行硫化，硫化温度80℃~180℃，时间5分钟~60分钟，硫化为遇水膨胀橡胶；

所述的橡胶为天然橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、丁晴橡胶、顺丁橡胶、氯化聚乙烯、硅橡胶、丁基橡胶或者丁苯橡胶的一种；

所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、石蜡、石蜡油、环烷油、操作油、凡士林、松焦油、三线油、松香、古马隆树脂中的任意一种或任意两种或两种以上的混合物，任意两种或两种以上混合时为任意配比；

所述的硫化剂为硫磺、过氧化二异丙苯、氧化锌、氧化镁中的任意一种或任意两种或任意两种以上的混合物，任意两种以上混合时为任意配比；

所述的防老剂为防老剂D、防老剂甲、防老剂H、防老剂DD、防老剂4010、防老剂4010NA、防老剂UOP788、防老剂264、防老剂SP、防老剂2246、防老剂2246S、防老剂AW中的任意一种或任意两种或任意两种以上的混合物，任意两种或两种以上混合时为任意配比；

所述的补强剂为半补强炭黑、白炭黑、陶土中的任意一种或任意两种或任意两种以上的混合物，任意两种或任意两种以上混合时为任意配比；

所述的促进剂为促进剂D、促进剂DM、促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂NS、促进剂H、促进剂NA-22促进剂M中的任意一种或任意两种或任意两种以上的混合物，任意两种或任意两种以上混合时为任意配比。

所述的橡胶为天然橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、丁晴橡胶、顺丁橡胶、氯化聚乙烯、硅橡胶、丁基橡胶或者丁苯橡胶的一种；

所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、石蜡、石蜡油、环烷油、操作油、凡士林、松焦油、三线油、松香、古马隆树脂中的任意一种或任意两种或两种以上的混合物，任意两种或两种以上混合时为任意配比；

所述的硫化剂为硫磺、过氧化二异丙苯、氧化锌、氧化镁中的任意一种或任意两种或任意两种以上的混合物，任意两种以上混合时为任意配比；

所述的防老剂为防老剂D、防老剂甲、防老剂H、防老剂DD、防老剂4010、防老剂4010NA、防老剂UOP788、防老剂264、防老剂SP、防老剂2246、防老剂2246S、防老剂AW中的任意一种或任意两种或任意两种以上的混合物，任意两种或两种以上混合时为任意配比；

所述的补强剂为半补强炭黑、白炭黑、陶土中的任意一种或任意两种或任意两种以上的混合物，任意两种或任意两种以上混合时为任意配比；

所述的促进剂为促进剂D、促进剂DM、促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂NS、促进剂H、促进剂NA-22促进剂M中的任意一种或任意两种或任意两种以上的混合物，任意两种或任意两种以上混合时为任意配比。

Claims (1)

1. 一种遇水膨胀橡胶的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下工艺步骤：

步骤一、制备遇水膨胀聚氨酯颗粒

a）将聚氨酯预聚体、交联剂按质量比100:2~20加入到浇注机中，制成混合料，

b）将步骤a）制成的混合料浇注到硫化机上的模具内，制成料坯，

c）将步骤b）制成的料坯置于硫化机中，80℃~150℃硫化50分钟~240分钟，制成固态遇水膨胀聚氨酯，

d）将步骤c）制成的固态遇水膨胀聚氨酯置于粉碎设备中，粉碎成粒径为40目~500目的遇水膨胀聚氨酯颗粒；

步骤二、胶料混炼

a）按照橡胶、吸水树脂、增塑剂、硬脂酸、氧化锌、硫化剂、防老剂、补强剂、促进剂和步骤一制备的遇水膨胀聚氨酯颗粒质量比50 :  10~60: 1~15 : 0.5~3 : 2~6 : 0.5~5 : 0~3 : 30~60 : 0.5~3 ：30~60一起置于密炼机混炼成混炼胶；

步骤三、产品制作

将步骤二制成的混炼胶置于开式炼胶机上混炼均匀后，放置12小时，然后压制成型，再直接送入硫化装置中进行硫化，硫化温度80℃~180℃，时间5分钟~60分钟，硫化为遇水膨胀橡胶；

所述的橡胶为天然橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、丁晴橡胶、顺丁橡胶、氯化聚乙烯、硅橡胶、丁基橡胶或者丁苯橡胶的一种；

所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、石蜡、石蜡油、环烷油、操作油、凡士林、松焦油、三线油、松香、古马隆树脂中的任意一种或任意两种或两种以上的混合物，任意两种或两种以上混合时为任意配比；

所述的硫化剂为硫磺、过氧化二异丙苯、氧化锌、氧化镁中的任意一种或任意两种或任意两种以上的混合物，任意两种以上混合时为任意配比；

所述的防老剂为防老剂D、防老剂甲、防老剂H、防老剂DD、防老剂4010、防老剂4010NA、防老剂UOP788、防老剂264、防老剂SP、防老剂2246、防老剂2246S、防老剂AW中的任意一种或任意两种或任意两种以上的混合物，任意两种或两种以上混合时为任意配比；

所述的补强剂为半补强炭黑、白炭黑、陶土中的任意一种或任意两种或任意两种以上的混合物，任意两种或任意两种以上混合时为任意配比；

所述的促进剂为促进剂D、促进剂DM、促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂NS、促进剂H、促进剂NA-22促进剂M中的任意一种或任意两种或任意两种以上的混合物，任意两种或任意两种以上混合时为任意配比。