CN101759885A - 遇水膨胀橡胶制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种遇水膨胀橡胶制备工艺，涉及混凝土道桥建筑防水材料技术领域。其特征在是将天然橡胶和改性淀粉接枝丙烯酸聚合物及添加剂，经密炼、开炼、硫化制得，各材料及其重量份数配比为：天然橡胶10～60份，改性淀粉接枝丙烯酸聚合物10～40份，硫磺0.3～3份，硫化促进剂1～2份，氧化锌1～5份，硬脂酸0.5～2份。其制备工艺简便，原理独特，制得的产品不仅较好的弹性、强度、延伸性，尤其具有遇水膨胀性，膨胀率较高，防水止水效果好，同时，耐酸、碱、盐、油等有机溶剂腐蚀，耐老化性能优越，高温时不流淌，低温时不脆裂，使用寿命长，施工方便，成本较低，无毒，无污染，应用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土道桥建筑防水材料技术领域，特别是一种遇水膨胀橡胶制备工艺。
背景技术
随着科学技术的发展，各类防水材料发展很快，如橡塑类防水材料、聚氨酯防水材料，相应的建筑防水技术的要求也越来越高，普通的橡塑防水材料，在施工和使用中由于各种情况出现各种漏水、渗水情况时，防水材料体积不发生变化，不能自主恢复止水功能，从而失去止水、防水作用。
现在市场上有聚氨酯型遇水膨胀防水材料，但它的成本高，膨胀率低，只有250％左右。这一直成为人们长期以来想解决解决的一大技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种遇水膨胀橡胶制备工艺，其制备工艺简便，原理独特，制得的产品不仅有较好的弹性、强度、延伸性，尤其具有遇水膨胀性，膨胀率较高，防水止水效果好，同时，耐酸、碱、盐、油等有机溶剂腐蚀，耐老化性能优越，高温时不流淌，低温时不脆裂，使用寿命长，施工方便，成本较低，无毒，无污染，应用范围广。
本发明的主要技术方案是：一种遇水膨胀橡胶制备工艺，其特征在是将天然橡胶和改性淀粉接枝丙烯酸聚合物及添加剂，经密炼、开炼、硫化制得；各材料及其重量份数配比为：天然橡胶10～60份，改性淀粉接枝丙烯酸聚合物10～40份，硫化促进剂0.3～2份，硫磺0.5～3份，氧化锌1～5份，硬脂酸0.5～2份。
所述的天然橡胶和改性淀粉接枝丙烯酸聚合物及添加剂的重量份数配比较好为：天然橡胶12～22份；改性淀粉接枝丙烯酸聚合物10～15份；硫化促进剂0.5～2份，硫磺1～3份，氧化锌3～5份，硬脂酸0.5～2份，其中硫磺，硫化促进剂在密炼时投料时或在开炼时加入。
所述的改性淀粉接枝丙烯酸聚合物的改性淀粉可为羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、交联淀粉、醚化淀粉或黄原胶，其中一种或几种。
所述的各原料经密炼后再开炼，可进一步混合并做成适合硫化的形状，最后经140～160℃，10～20分钟硫化制得成品。
所述的硫化促进剂可为促进剂M、促进剂DM、促进剂CZ、促进剂TDTM，其中一种或几种。
所述的防老剂可为防老剂丁、防老剂4010或防老剂4040NA。
所述的遇水膨胀橡胶制备工艺，其特征在于可在上述各材料及其重量份数配比基础上加入下述材料及其重量份数配比：白炭黑和/或碳酸钙≤50份，机油≤45份，防老剂≤2份，颜料≤1份，加入其中的一种或几种。较优化配比为：白炭黑和/或碳酸钙15～25份，机油8～15份，防老剂0～2份，颜料0～1份。
本发明的积极效果是显著的：解决人们长期以来人们一直想解决而又一直未能解决的聚氨酯型遇水膨胀防水材料成本高、膨胀率低的技术难题；其制备工艺简便，原理独特，制得的产品不仅有较好的弹性、强度、延伸性，尤其具有遇水膨胀性，膨胀率较高，防水止水效果好，同时，耐酸、碱、盐、油等有机溶剂腐蚀，耐老化性能优越，高温时不流淌，低温时不脆裂，使用寿命长，施工方便，成本较低，无毒，无污染，应用范围广。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。
实施例1：
将天然橡胶18公斤；改性淀粉接枝丙烯酸聚合物10公斤；碳酸钙7.5公斤；白炭黑7.5公斤；机油10公斤；硫磺0.8公斤；促进剂M 0.5公斤；氧化锌1公斤；硬脂酸0.5公斤；防老剂4010NA 0.3公斤。加入密炼机中密炼、再开炼，最后经150℃、20分钟硫化即得遇水膨胀橡胶成品。
实施例2：
将天然橡胶17公斤；改性淀粉接枝丙烯酸聚合物10公斤；碳酸钙7.5公斤；白炭黑7.5公斤；机油10公斤；氧化锌1公斤；硬脂酸0.5公斤；防老剂4010NA 0.3公斤；颜料0.5公斤。加入密炼机中进行密炼，再开炼，开炼时加入硫磺0.5公斤；促进剂CZ 0.3公斤；最后经152℃、25分钟硫化即得遇水膨胀橡胶成品。
实施例3：
天然橡胶20公斤；改性淀粉接枝丙烯酸聚合物10公斤；碳酸钙13公斤；机油8公斤，硫磺1公斤；促进剂TDTM 0.5公斤；氧化锌1.2公斤；硬脂酸：0.8公斤；防老剂4010或防老剂4010NA 0.4公斤；颜料0.5公斤。加入密炼机中密炼、再开炼，最后经150℃、25分钟硫化即得遇水膨胀橡胶成品。
实施例4：
天然橡胶20公斤；改性淀粉接枝丙烯酸聚合物10公斤；白炭黑16公斤；机油8公斤，硫磺0.6公斤；促进剂DM 0.3公斤；氧化锌1.2公斤；硬脂酸：0.8公斤；防老剂丁0.4公斤；颜料0.5公斤。加入密炼机中密炼、再开炼，最后经150℃、20分钟硫化即得遇水膨胀橡胶成品。
实施例1、2、3、4性能测试结果见表2。
表2
实施例5～11，工艺同上述，重量配比见表1。
表1
注：1、表中促进剂为促进剂M、促进剂DM、促进剂CZ、促进剂TDTM或促进剂，其中一种或几种，效果均可，此处不再细分；
2、表中“改性淀粉接枝丙烯酸聚合物”是外购的；改性淀粉接枝丙烯酸聚合物的改性淀粉用的是羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、交联淀粉、醚化淀粉或黄原胶，其中一种或几种，效果均可，此处可不细分。
3、防老剂用的是防老剂为防老剂丁、防老剂4010或防老剂4040NA，效果均可，此处可不细分。
4、硫磺、硫化促进剂在密炼时投料时或在开炼时加入。
5、不加颜料产品有时稍微发黄且黄色深浅不恒定，可加颜料以掩蔽。
实施例5～11性能测试结果，效果也较好，测试数据略；按遇水膨胀橡胶国家标准GB18173.3-2002的要求检验均符合要求。其他实施例，效果也较好，测试数据略。
本发明制的产品一是具有橡胶的弹性、延伸性和强度，二是具有改性淀粉的高吸水性、高膨胀性，通过硫化交链将二者结合成立体网状分子构，有亲水基团和交联结构的高分子电解质。遇水膨胀橡胶作为防水材料的升级换代产品，它保持了传统防水材料的弹性、强度、延伸性，新增了遇水膨胀性，当遇到水时，体积膨胀可以达到原来的200％-600％，通过其弹性、延伸性，膨胀性综合效果来达到止水的作用，是一种具有多重止水作用的新型功能高分子材料。它耐酸、碱、盐、油等有机溶剂腐蚀，耐老化性能优越，高温时不流淌，低温时不脆裂，而且使用寿命长、施工方便、无毒、无污染、应用范围广。
改性淀粉接枝丙烯酸聚合物是一种超强吸水剂，有亲水基团可以吸收水，吸水后溶胀而不溶解，吸水后改性淀粉接枝丙烯酸聚合物体积膨胀，重量变大，由于改性淀粉已经与丙烯酸进行了聚合，形成了大分子结构，吸水后，虽然承受挤压、变形，也不会有内部物质渗出。天然橡胶则通过与改性淀粉接枝丙烯酸聚合物进行交链，使产品兼具有橡胶的强度和弹性。
说明：本文中所述的白炭黑、碳酸钙，机油，硫磺，硫化促进剂，氧化锌，硬脂酸，防老剂，颜料等，均统称为添加剂。
Claims (8)
1.一种遇水膨胀橡胶制备工艺，其特征在是将天然橡胶和改性淀粉接枝丙烯酸聚合物及添加剂，经密炼、开炼、硫化制得；各材料及其重量份数配比为：天然橡胶10～60份，改性淀粉接枝丙烯酸聚合物10～40份，硫化促进剂0.3～2份，硫磺0.5～3份，氧化锌1～5份，硬脂酸0.5～2份。
2.根据权利要求1所述的遇水膨胀橡胶制备工艺，其特征在于所述的天然橡胶和改性淀粉接枝丙烯酸聚合物及添加剂的重量份数配比为：天然橡胶12～22份；改性淀粉接枝丙烯酸聚合物10～15份；硫化促进剂0.5～2份，硫磺1～3份，氧化锌3～5份，硬脂酸0.5～2份，其中硫磺、硫化促进剂在密炼时投料时或在开炼时加入。
3.根据权利要求1所述的遇水膨胀橡胶制备工艺，其特征在于所述的改性淀粉接枝丙烯酸聚合物的改性淀粉为羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、交联淀粉、醚化淀粉或黄原胶，其中一种或几种。
4.根据权利要求1所述的遇水膨胀橡胶制备工艺，其特征在于所述的开炼后，进一步混合并做成适合硫化的形状，最后经140～160℃，10～20分钟硫化制得成品。
5.根据权利要求1所述的遇水膨胀橡胶制备工艺，其特征在于所述的硫化促进剂为促进剂M、促进剂DM、促进剂CZ、促进剂TDTM，其中一种或几种。
6.根据权利要求1所述的遇水膨胀橡胶制备工艺，其特征在于所述的防老剂为防老剂丁、防老剂4010或防老剂4040NA。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的遇水膨胀橡胶制备工艺，其特征在于在上述各材料及其重量份数配比基础上加入下述材料及其重量份数配比：白炭黑和/或碳酸钙≤50份，机油≤45份，防老剂≤2份，颜料≤1份，加入其中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的遇水膨胀橡胶制备工艺，其特征在于白炭黑和/或碳酸钙15～25份，机油8～15份，防老剂0～2份，颜料0～1份。
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