CN103589001A - 一种高性能吸水膨胀橡胶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能吸水膨胀橡胶,各组分的重量份为:橡胶100~150份,吸水树脂30-40份,氧化锌5-7份,硬脂酸1-2份,防老剂1.5-2.5份,芳烃油4-6份,增粘树脂3-5份,喷雾炭黑8-12份,膨润土25-35份,有机过氧化物1.5-2.5份,硫磺0.8-1.5份,促进剂0.8-1.8份。本发明的吸水膨胀橡胶性能稳定,吸水树脂与橡胶的相容性好,反复吸水后膨胀率变化小,具有加工性能好及生产成本低的特点,可满足生产工艺简单、生产成本低廉的要求。
Description
技术领域
本发明属于橡胶技术领域,具体涉及一种高性能吸水膨胀橡胶。
背景技术
吸水膨胀橡胶(Water Swelling Rubber,简称WSR)是上世纪70年代末期由日本开发出的一种新型功能高分子材料。1976年日本旭电化工株式会社首次申请了吸水膨胀橡胶的发明专利。WSR是在传统的弹性基体(如橡胶和热塑性弹性体)中引入亲水基团或亲水组分而制成的,该产品吸水后可膨胀至自身质量或体积的数倍乃至数百倍,能适应结构变形,并产生较大膨胀压力,在保持基体的弹性和强度的同时,还具有保水止水的能力。吸水膨胀橡胶作为一种新型功能性材料,自20世纪70年代问世以来,因其独特的性能广泛应用于隧道、地铁、涵洞、游泳池、地下室、兵器库、粮仓、水下工程、海上采油、城镇供水设施和民用建筑,还可用于汽车集装箱、精密仪器及食品的防水防潮包装等。
吸水膨胀橡胶的吸水机理如下:弹性基体主要由高聚合度碳、氢链节构成,本身是疏水性物质。当在基体中引入亲水基团或亲水性组分后,再与水接触时,水分子会进入基体中,与橡胶中的亲水性基团形成极强的亲和力,并将橡胶中的亲水性物质溶解或溶胀,在橡胶内外形成渗透压差,这种压差促进水向橡胶内部渗透。亲水性物质不断吸收水分,致使橡胶发生形变。当橡胶自身抗形变力和渗透压差相等时,达到平衡,即达到静水最大膨胀率,吸水膨胀作用保持相对稳定。
国内有研究学者认为吸水过程有2种形式:一种是通过毛细管吸附和扩散作用吸水;另一种是通过氢键使水分子与亲水基团紧密结合在一起,形成结合水。实际工业应用中,吸水膨胀橡胶在封闭条件下使用,吸水后膨胀率并不能达到静水最大膨胀率,因此产生了膨胀橡胶与约束体间的接触压力,依靠这种接触压力吸水膨胀橡胶就可以密封止水。
目前,现有的吸水膨胀橡胶存以性能不稳定、吸水树脂难于在橡胶中分散以及生产成本高的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产工艺要求低、膨胀率稳定且加工性能好的高性能吸水膨胀橡胶。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案如下:
一种高性能吸水膨胀橡胶,各组分的重量份为:
橡胶 100~150份,
吸水树脂 30-40份,
氧化锌 5-7份,
硬脂酸 1-2份,
防老剂 1.5-2.5份,
芳烃油 4-6份,
增粘树脂 3-5份,
喷雾炭黑 8-12份,
膨润土 25-35份,
有机过氧化物 1.5-2.5份,
硫磺 0.8-1.5份,
促进剂 0.8-1.8份。
作为本发明的改进,各组分的重量份为:
橡胶 120份,
吸水树脂 35份,
氧化锌 6份,
硬脂酸 1.6份,
防老剂 2.0份,
芳烃油 5份,
增粘树脂 4份,
喷雾炭黑 10份,
膨润土 30份,
有机过氧化物 2份,
硫磺 1份,
促进剂 1.5份。
作为本发明的改进,上述橡胶为氯化聚乙烯橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶的两种或两种以上。
作为本发明进一步的改进,上述有机过氧化物为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、二叔丁基过氧化物或2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧己烷。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明的吸水膨胀橡胶性能稳定,吸水树脂与橡胶的相容性好,反复吸水后膨胀率变化小,具有加工性能好及生产成本低的特点,可满足生产工艺简单、生产成本低廉的要求。
具体实施方式
为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅用于帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种高性能吸水膨胀橡胶,各组分的重量份为:
橡胶(1:1的天然橡胶和顺丁橡胶) 120份,
吸水树脂 35份,
氧化锌 6份,
硬脂酸 1.6份,
防老剂 2.0份,
芳烃油 5份,
增粘树脂 4份,
喷雾炭黑 10份,
膨润土 30份,
有机过氧化物(过氧化二异丙苯) 2份,
硫磺 1份,
促进剂 1.5份。
制备过程如下:
将双辊开炼机的辊距调整到0.5mm,塑炼天然橡胶,打三角包,十次;然后将顺丁橡胶和天然橡胶一起共混,打三角包,五次;再调整辊距到1mm,然后分两次添加氧化锌、硬脂酸、防老剂4020、喷雾炭黑、膨润土、芳烃油和增粘树脂;上述各种料混合好后,再添加余下成分,然后将辊距调整到0.5mm,薄通五次,然后下片。
膨胀橡胶其各项性能指标如下:
一、物理机械性能:
硬度:65-70邵氏A,
扯断强度:5-8mpa,
扯断伸长率:300-700%;
二、浸泡试验
试验条件:80度条件下,12%氯化钙水溶液中,4天后,
1、原始产品的外径尺寸为5.5cm,内径尺寸为3cm实体宽度为1.2cm;产品膨胀后的外径尺寸为7.2cm,内径尺寸为3.8cm实体宽度为1.7cm;即直径方向上壁厚膨胀了5mm;
2、原始产品的尺寸为断面直径为5.5cm,内孔直径为3cm,高度为0.8cm;产品膨胀后的尺寸为断面直径为7.2cm,内孔直径为3.8cm,高度为1.2cm。
实施例2
一种高性能吸水膨胀橡胶,各组分的重量份为:
橡胶(1:1的天然橡胶、三元乙丙橡胶) 120份,
吸水树脂 35份,
氧化锌 6份,
硬脂酸 1.6份,
防老剂 2.0份,
芳烃油 5份,
增粘树脂 4份,
喷雾炭黑 10份,
膨润土 30份,
有机过氧化物 2份,
硫磺 1份,
促进剂 1.5份。
制备过程如下:
将双辊开炼机的辊距调整到0.5mm,塑炼天然橡胶,打三角包,十次;然后将三元乙丙橡胶和天然橡胶一起共混,打三角包,五次;再调整辊距到1mm,然后分两次添加氧化锌、硬脂酸、防老剂4020、喷雾炭黑、膨润土、芳烃油和增粘树脂;上述各种料混合好后,再添加余下成分,然后将辊距调整到0.5mm,薄通五次,然后下片。
实施例3
一种高性能吸水膨胀橡胶,各组分的重量份为:
橡胶(1:1的天然橡胶和顺丁橡胶) 120份,
吸水树脂 35份,
氧化锌 6份,
硬脂酸 1.6份,
防老剂 2.0份,
芳烃油 5份,
增粘树脂 4份,
喷雾炭黑 10份,
膨润土 30份,
有机过氧化物(2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧己烷) 2份,
硫磺 1份,
促进剂 1.5份。
制备过程如下:
将双辊开炼机的辊距调整到0.5mm,塑炼天然橡胶,打三角包,十次;然后将顺丁橡胶和天然橡胶一起共混,打三角包,五次;再调整辊距到1mm,然后分两次添加氧化锌、硬脂酸、防老剂4020、喷雾炭黑、膨润土、芳烃油和增粘树脂;上述各种料混合好后,再添加余下成分,然后将辊距调整到0.5mm,薄通五次,然后下片。
申请人声明,所属技术领域的技术人员在上述实施例的基础上,将上述实施例某组分的具体含量点值,与发明内容部分的技术方案相组合,从而产生的新的数值范围,也是本发明的记载范围之一,本申请为使说明书简明,不再罗列这些数值范围。
Claims (4)
1.一种高性能吸水膨胀橡胶,其特征在于各组分的重量份为:
橡胶 100~150份,
吸水树脂 30-40份,
氧化锌 5-7份,
硬脂酸 1-2份,
防老剂 1.5-2.5份,
芳烃油 4-6份,
增粘树脂 3-5份,
喷雾炭黑 8-12份,
膨润土 25-35份,
有机过氧化物 1.5-2.5份,
硫磺 0.8-1.5份,
促进剂 0.8-1.8份。
2.如权利要求1所述的一种高性能吸水膨胀橡胶,其特征在于各组分的重量份为:
橡胶 120份,
吸水树脂 35份,
氧化锌 6份,
硬脂酸 1.6份,
防老剂 2.0份,
芳烃油 5份,
增粘树脂 4份,
喷雾炭黑 10份,
膨润土 30份,
有机过氧化物 2份,
硫磺 1份,
促进剂 1.5份。
3.如权利要求1所述的一种高性能吸水膨胀橡胶,其特征在于:所述橡胶为氯化聚乙烯橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶的两种或两种以上。
4.如权利要求1所述的一种高性能吸水膨胀橡胶,其特征在于:所述有机过氧化物为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、二叔丁基过氧化物或2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧己烷。
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