CN103589001A - 一种高性能吸水膨胀橡胶 - Google Patents

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

一种高性能吸水膨胀橡胶

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。