一种高性能吸水膨胀橡胶的制作方法
【专利摘要】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。
【专利说明】一种高性能吸水膨胀橡胶
【技术领域】
[0001] 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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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】
[0006]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。
[0007]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下:
[0008]一种高性能吸水膨胀橡胶，各组分的重量份为:
[0009]橡胶100 ~150 份，
[0010]吸水树脂30-40份，
[0011]氧化锌5-7份，
[0012]硬脂酸1-2份，
[0013]防老剂1.5-2.5 份，
[0014]芳烃油4-6份，[0015]增粘树脂3-5份，
[0016]喷雾炭黑8-12份，
[0017]膨润土25-35 份，
[0018]有机过氧化物1.5-2.5份，
[0019]硫磺0.8-1.5 份，
[0020]促进剂0.8_1.8 份。
[0021]作为本发明的改进，各组分的重量份为:
[0022]橡胶120 份，
[0023]吸水树脂35份，
[0024]氧化锌6份，
[0025]硬脂酸1.6份，
[0026]防老剂2.0份，
[0027]芳烃油5份，
[0028]增粘树脂4份，
[0029]喷雾炭黑10份，
[0030]膨润土30 份，
[0031]有机过氧化物2份，
[0032]硫磺1份，
[0033]促进剂1.5份。
[0034]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。
[0035]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。
[0036]与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
[0037]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】
[0038]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。
[0039]实施例1
[0040]一种高性能吸水膨胀橡胶，各组分的重量份为:
[0041]橡胶(I:1的天然橡胶和顺丁橡胶)120份，
[0042]吸水树脂35份，
[0043]氧化锌6份，
[0044]硬脂酸1.6份，
[0045]防老剂2.0份，
[0046]芳烃油5份，[0047]增粘树脂4份，
[0048]喷雾炭黑10份，
[0049]膨润土30 份，
[0050]有机过氧化物(过氧化二异丙苯)2份，
[0051]硫磺1份，
[0052]促进剂1.5份。
[0053]制备过程如下:
[0054]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。
[0055]膨胀橡胶其各项性能指标如下:
[0056]一、物理机械性能:
[0057]硬度:65-70邵氏 A，
[0058]扯断强度:5_8mpa,
[0059]扯断伸长率:300-700%；
[0060]二、浸泡试验
[0061]试验条件:80度条件下，12%氯化钙水溶液中，4天后，
[0062]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 ；
[0063]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。
[0064]实施例2
[0065]一种高性能吸水膨胀橡胶，各组分的重量份为:
[0066]橡胶(1:1的天然橡胶、三元乙丙橡胶)120份，
[0067]吸水树脂35份，
[0068]氧化锌6份，
[0069]硬脂酸1.6份，
[0070]防老剂2.0份，
[0071]芳烃油5份，
[0072]增粘树脂4份，
[0073]喷雾炭黑10份，
[0074]膨润土30 份，
[0075]有机过氧化物2份，
[0076]硫磺1份，
[0077]促进剂1.5份。
[0078]制备过程如下:
[0079]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。
[0080]实施例3
[0081]一种高性能吸水膨胀橡胶，各组分的重量份为:
[0082]橡胶(I:1的天然橡胶和顺丁橡胶)120份，
[0083]吸水树脂35份，
[0084]氧化锌6份，
[0085]硬脂酸1.6份，
[0086]防老剂2.0份，
[0087]芳烃油5份，
[0088]增粘树脂4份，
[0089]喷雾炭黑10份，
[0090]膨润土30 份，
[0091]有机过氧化物(2，5_ 二甲基-2，5_ 二叔丁基过氧己烷)2份，
[0092]硫磺1份，
[0093]促进剂1.5份。
[0094]制备过程如下:
[0095]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。
[0096] 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。
【权利要求】
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- 二叔丁基过氧己烧。
【文档编号】C08L7/00GK103589001SQ201310505058
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】王小燕 申请人:安徽工贸职业技术学院