專利名稱：遇水膨脹橡膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橡膠止水材料。具體涉及一種遇水膨脹橡膠。屬橡塑制品技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前普遍使用的橡膠止水材料主要有遇水膨脹橡膠密封條和遇水膨脹聚氨基甲酸酯兩種
前者遇水膨脹橡膠密封條，執(zhí)行GB18173. 3-2002標(biāo)準(zhǔn)。為一種具有遇水膨脹功能的防水密封材料。廣泛應(yīng)用于人防、地鐵、隧道、污水處理工程、游泳池等以及其它混凝土工程施工縫、伸縮縫、建筑船舶門窗及其它場合，起密封作用。它是在橡膠中加入高吸水性樹脂，通過高溫高壓硫化而成的高分子材料。其作用機理是在橡膠中加入預(yù)聚體，預(yù)聚體與交聯(lián)劑在交聯(lián)的情況下在橡膠中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硫化完成后通過預(yù)聚體的吸水膨脹來達(dá)到橡膠膨脹的效果，從而達(dá)到膨脹止水的目的。由于預(yù)聚體為液態(tài)，對膠料的力學(xué)性能及加工工藝會造成較大影響，所以加入量有限，從而得到的的膨脹倍率為100%-300%。為了增加膨脹倍數(shù)， 目前采用的方法是在橡膠中加入膨脹粉，通過膨脹粉的自膨脹作用達(dá)到整體膨脹率上升的效果。可是膨脹粉的膨脹作用是一次性的，膨脹速度快、膨脹率高；又因膨脹粉與橡膠之間相容性差，與橡膠大分子很難形成化學(xué)鍵，遇水膨脹后析出物較多，長期反復(fù)浸泡后達(dá)不到預(yù)期的膨脹倍率，失去使用價值。由此可見該材料存在先天的缺陷，無法達(dá)到持久密封的作用。后者遇水膨脹聚氨酯彈性體是一種工程領(lǐng)域使用的、具有遇水膨脹和彈性密封雙重功能的聚氨酯彈性體材料。其作用機理是利用聚氨酯材料本身固有的大量氫鍵與水發(fā)生物理作用而吸水，從而達(dá)到膨脹作用。但是目前存在的缺陷一是此類聚氨酯的力學(xué)強度比橡膠低，而且膨脹倍率越高力學(xué)強度越差；二是耐老化性能也比橡膠低上許多；三是成本昂貴；四是耐高溫性能較差；五是由于吸水基團(tuán)無法與水全面接觸，吸水速度較慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述兩類材料的不足，提供一種膨脹率高、吸水速度快、反復(fù)膨脹效果好、力學(xué)性能優(yōu)越、使用壽命長和生產(chǎn)成本低的遇水膨脹橡膠的制備方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種遇水膨脹橡膠的制備方法，所述方法包括以下工藝步驟
步驟一、制備遇水膨脹聚氨酯顆粒
a)將聚氨酯預(yù)聚體、交聯(lián)劑按質(zhì)量比100:2 20加入到澆注機中，制成混合料，
b)將步驟a)制成的混合料澆注到硫化機上的模具內(nèi)，制成料坯，
c)將步驟b)制成的料坯置于硫化機中，80°C 150°C硫化50分鐘 240分鐘，制成固態(tài)遇水膨脹聚氨酯，
d)將步驟c)制成的固態(tài)遇水膨脹聚氨酯置于粉碎設(shè)備中，粉碎成粒徑為40目飛00目
3的遇水膨脹聚氨酯顆粒； 步驟二、膠料混煉
a)按照橡膠、吸水樹脂、增塑劑、硬脂酸、氧化鋅、硫化劑、防老劑、補強劑、促進(jìn)劑和步驟一制備的遇水膨脹聚氨酯顆粒質(zhì)量比50 10^60: Γ15 0.5 3 2 6 0. 5 5 (Γ3 30^60 0. 5 3 30^60 一起置于密煉機混煉成混煉膠；
步驟三、產(chǎn)品制作
將步驟二制成的混煉膠置于開式煉膠機上混煉均勻后，放置12小時，然后壓制成型， 再直接送入硫化裝置中進(jìn)行硫化，硫化溫度80°C 180°C，時間5分鐘飛0分鐘，硫化為遇水膨脹橡膠。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明方法采用的是聚氨酯粉末顆粒加入橡膠中，在其他組分不變的情況下僅僅是用聚氨酯顆粒替代以前所使用的膨脹粉，因為顆粒中含有N-C鍵，與橡膠內(nèi)分子鍵極性相同， 所以與橡膠的結(jié)合性更好，對橡膠的力學(xué)性能有一定的補強作用，而原來所使用的膨脹粉與橡膠沒有任何補強作用，因此在力學(xué)性能上比原有的材料有所加強。原有的膨脹橡膠中加入的膨脹粉只能膨脹一次，然后就喪失了遇水膨脹的效果， 而本發(fā)明所設(shè)計的聚氨酯顆?？梢赃M(jìn)行反復(fù)膨脹，從而增加使用壽命，降低使用成本，提高產(chǎn)品性能。而且生產(chǎn)工藝簡單，易混煉，膨脹率高，膨脹性能提高30%以上，吸水速度快，生產(chǎn)效率可以提高20%，產(chǎn)品壽命提高20%，生產(chǎn)成本低。
具體實施例方式本發(fā)明涉及遇水膨脹橡膠的制備方法，所述方法是以聚氨酯固態(tài)顆粒替代遇水膨脹橡膠密封條中的膨脹粉。該方法包括以下工藝步驟
步驟一、制備遇水膨脹聚氨酯顆粒
a)將聚氨酯預(yù)聚體、交聯(lián)劑按質(zhì)量比100:2 20加入到澆注機中，制成混合料，
b)將步驟a)制成的混合料澆注到硫化機上的模具內(nèi)，制成料坯，
c)將步驟b)制成的料坯置于硫化機中，80°C 150°C硫化50分鐘 240分鐘，制成固態(tài)遇水膨脹聚氨酯，
d)將步驟c)制成的固態(tài)遇水膨脹聚氨酯置于粉碎設(shè)備中，粉碎成粒徑為40目飛00目的遇水膨脹聚氨酯顆粒；
步驟二、膠料混煉
a)按照橡膠、吸水樹脂、增塑劑、硬脂酸、氧化鋅、硫化劑、防老劑、補強劑、促進(jìn)劑和步驟一制備的遇水膨脹聚氨酯顆粒質(zhì)量比50 10^60: Γ15 0.5 3 2 6 0. 5 5 (Γ3 30^60 0. 5 3 30^60 一起置于密煉機混煉成混煉膠；
步驟三、產(chǎn)品制作
將步驟二制成的混煉膠置于開式煉膠機上混煉均勻后，放置12小時，然后壓制成型， 再直接送入硫化裝置中進(jìn)行硫化，硫化溫度80°C 180°C，時間5分鐘飛0分鐘，硫化為遇水膨脹橡膠；
所述的橡膠為天然橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠、丁晴橡膠、順丁橡膠、氯化聚乙烯、硅橡膠、丁基橡膠或者丁苯橡膠的一種；所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、石蠟、石蠟油、環(huán)烷油、操作油、凡士林、松焦油、三線油、松香、古馬隆樹脂中的任意一種或任意兩種或兩種以上的混合物，任意兩種或兩種以上混合時為任意配比；
所述的硫化劑為硫磺、過氧化二異丙苯、氧化鋅、氧化鎂中的任意一種或任意兩種或任意兩種以上的混合物，任意兩種以上混合時為任意配比；
所述的防老劑為防老劑D、防老劑甲、防老劑H、防老劑DD、防老劑4010、防老劑4010NA、 防老劑U0P788、防老劑沈4、防老劑SP、防老劑2246、防老劑2246S、防老劑AW中的任意一種或任意兩種或任意兩種以上的混合物，任意兩種或兩種以上混合時為任意配比；
所述的補強劑為半補強炭黑、白炭黑、陶土中的任意一種或任意兩種或任意兩種以上的混合物，任意兩種或任意兩種以上混合時為任意配比；
所述的促進(jìn)劑為促進(jìn)劑D、促進(jìn)劑DM、促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑TMTD、促進(jìn)劑NS、促進(jìn)劑H、促進(jìn)劑NA-22促進(jìn)劑M中的任意一種或任意兩種或任意兩種以上的混合物，任意兩種或任意兩種以上混合時為任意配比。 所述的橡膠為天然橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠、丁晴橡膠、順丁橡膠、氯化聚乙烯、 硅橡膠、丁基橡膠或者丁苯橡膠的一種；
所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、石蠟、石蠟油、環(huán)烷油、操作油、凡士林、松焦油、三線油、松香、古馬隆樹脂中的任意一種或任意兩種或兩種以上的混合物，任意兩種或兩種以上混合時為任意配比；
所述的硫化劑為硫磺、過氧化二異丙苯、氧化鋅、氧化鎂中的任意一種或任意兩種或任意兩種以上的混合物，任意兩種以上混合時為任意配比；
所述的防老劑為防老劑D、防老劑甲、防老劑H、防老劑DD、防老劑4010、防老劑4010NA、 防老劑U0P788、防老劑沈4、防老劑SP、防老劑2246、防老劑2246S、防老劑AW中的任意一種或任意兩種或任意兩種以上的混合物，任意兩種或兩種以上混合時為任意配比；
所述的補強劑為半補強炭黑、白炭黑、陶土中的任意一種或任意兩種或任意兩種以上的混合物，任意兩種或任意兩種以上混合時為任意配比；
所述的促進(jìn)劑為促進(jìn)劑D、促進(jìn)劑DM、促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑TMTD、促進(jìn)劑NS、促進(jìn)劑H、促進(jìn)劑NA-22促進(jìn)劑M中的任意一種或任意兩種或任意兩種以上的混合物，任意兩種或任意兩種以上混合時為任意配比。
權(quán)利要求
1. 一種遇水膨脹橡膠的制備方法，其特征在于所述方法包括以下工藝步驟步驟一、制備遇水膨脹聚氨酯顆粒a)將聚氨酯預(yù)聚體、交聯(lián)劑按質(zhì)量比100:2 20加入到澆注機中，制成混合料，b)將步驟a)制成的混合料澆注到硫化機上的模具內(nèi)，制成料坯，c)將步驟b)制成的料坯置于硫化機中，80°C 150°C硫化50分鐘 240分鐘，制成固態(tài)遇水膨脹聚氨酯，d)將步驟c)制成的固態(tài)遇水膨脹聚氨酯置于粉碎設(shè)備中，粉碎成粒徑為40目飛00目的遇水膨脹聚氨酯顆粒；步驟二、膠料混煉a)按照橡膠、吸水樹脂、增塑劑、硬脂酸、氧化鋅、硫化劑、防老劑、補強劑、促進(jìn)劑和步驟一制備的遇水膨脹聚氨酯顆粒質(zhì)量比50 10^60: Γ15 0.5 3 2 6 0. 5 5 (Γ3 30^60 0. 5 3 30^60 一起置于密煉機混煉成混煉膠；步驟三、產(chǎn)品制作將步驟二制成的混煉膠置于開式煉膠機上混煉均勻后，放置12小時，然后壓制成型， 再直接送入硫化裝置中進(jìn)行硫化，硫化溫度80°C 180°C，時間5分鐘飛0分鐘，硫化為遇水膨脹橡膠；所述的橡膠為天然橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠、丁晴橡膠、順丁橡膠、氯化聚乙烯、硅橡膠、丁基橡膠或者丁苯橡膠的一種；所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、石蠟、石蠟油、環(huán)烷油、操作油、凡士林、松焦油、三線油、松香、古馬隆樹脂中的任意一種或任意兩種或兩種以上的混合物，任意兩種或兩種以上混合時為任意配比；所述的硫化劑為硫磺、過氧化二異丙苯、氧化鋅、氧化鎂中的任意一種或任意兩種或任意兩種以上的混合物，任意兩種以上混合時為任意配比；所述的防老劑為防老劑D、防老劑甲、防老劑H、防老劑DD、防老劑4010、防老劑4010NA、 防老劑U0P788、防老劑264、防老劑SP、防老劑2246、防老劑2246S、防老劑AW中的任意一種或任意兩種或任意兩種以上的混合物，任意兩種或兩種以上混合時為任意配比；所述的補強劑為半補強炭黑、白炭黑、陶土中的任意一種或任意兩種或任意兩種以上的混合物，任意兩種或任意兩種以上混合時為任意配比；所述的促進(jìn)劑為促進(jìn)劑D、促進(jìn)劑DM、促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑TMTD、促進(jìn)劑NS、促進(jìn)劑H、促進(jìn)劑NA-22促進(jìn)劑M中的任意一種或任意兩種或任意兩種以上的混合物，任意兩種或任意兩種以上混合時為任意配比。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種遇水膨脹橡膠的制備方法，所述方法包括以下工藝步驟步驟一、制備遇水膨脹聚氨酯顆粒；步驟二、膠料混煉；步驟三、產(chǎn)品制作將步驟二制成的混煉膠置于開式煉膠機上混煉均勻后，放置12小時，然后壓制成型，再直接送入硫化裝置中進(jìn)行硫化，硫化溫度80℃~180℃，時間5分鐘~60分鐘，硫化為遇水膨脹橡膠。本發(fā)明方法采用的是聚氨酯粉末顆粒加入橡膠中，在其他組分不變的情況下僅僅是用聚氨酯顆粒替代以前所使用的膨脹粉，因為顆粒中含有N-C鍵，與橡膠內(nèi)分子鍵極性相同，所以與橡膠的結(jié)合性更好，對橡膠的力學(xué)性能有一定的補強作用，而原來所使用的膨脹粉與橡膠沒有任何補強作用，因此在力學(xué)性能上比原有的材料有所加強。
文檔編號C08L83/04GK102206364SQ201110028658
公開日2011年10月5日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者莊鵬, 沈少杰, 胡蘊新, 貢健 申請人:江陰海達(dá)橡塑股份有限公司