專利名稱：一種吸水膨脹丁腈橡膠的橡膠基改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸水膨脹丁腈橡膠的橡膠基改性方法，屬于密封材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
吸水膨脹橡膠(Water swelling Rubber簡稱WSR )是在橡膠的基體中引入親水性基團或者吸水組分而制成的一種新型功能高分子材料。自20世紀(jì)70年代末80年代初問世以來，吸水膨脹橡膠因其獨特的彈性密封止水和吸水膨脹止水的雙重止水功能已經(jīng)引起人們的重視?？蓮V泛于建筑物變形縫、施工縫防水、水下儀器及兵工武器的密封防水，以及金屬、混凝土、陶瓷、塑料、鋼鐵等管道和箱涵的接頭防水密封。與傳統(tǒng)的受壓封縫材料相t匕，吸水膨脹橡膠既具備常規(guī)止水材料的密封作用，又可以起到以水止水的作用，吸水膨脹橡膠稍施壓即可實現(xiàn)其密封防水功能，能夠消除消除壓縮應(yīng)力造成的破壞，而且施工方便、 節(jié)省材料、降低工程造價。WSR是一種替代型防水密封材料，因此，其具有很好的應(yīng)用前景和巨大的市場。工業(yè)上最常用的方法是利用物理共混法來制備吸水膨脹橡膠(即親水組分與橡膠基體進行共混)，其中親水組分的分布和粒徑大小對通過物理共混法制備的吸水膨脹橡膠的吸水性能和力學(xué)性能有很大的影響。而對于親水組分而言，其粒徑越大，組分含量越高，共混時在橡膠中的相容性就越差，從而使得制備的吸水膨脹橡膠的力學(xué)性能也就越差。如果親水組分的粒徑越小，且在橡膠中能達(dá)到納米級的分散時，那么親水組分對吸水膨脹橡膠的力學(xué)性能和吸水性能就越小。但是親水組分要想達(dá)到納米級的分散，其粒徑也就必須為納米級，而對于親水組分而言，粒徑越小、比表面積就越大、表面能也越高，極易發(fā)生團聚現(xiàn)象，從而導(dǎo)致在與橡膠共混時發(fā)生相容性較差的現(xiàn)象，使得親水組分不能均勻的分散在橡膠基體中，導(dǎo)致WSR吸水性能及力學(xué)性能明顯下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提供一種吸水膨脹丁腈橡膠的橡膠基體改性方法，其得到的橡膠基體能夠使其更好的與吸水組分混合均勻，從而解決吸水膨脹丁腈橡膠相容性較差的問題。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)路線是一種吸水膨脹丁腈橡膠的橡膠基改性方法，包括有如下步驟將3g 丁腈橡膠用30mL溶劑全部溶解后，將其置于冰水浴中，依次緩慢加入O. 5^2. 5mL的強堿性溶液和2 IOg的雙氧水溶液攪拌冰浴反應(yīng)f 2. 5h后，升溫至2(T50°C下，恒溫反應(yīng)16 36h，反應(yīng)結(jié)束后用無機酸性溶液將反應(yīng)產(chǎn)物調(diào)至pH5飛，然后，用蒸餾水洗滌數(shù)次，將其置于真空干燥箱于3(T40°C烘干，得到改性親水丁腈橡膠。按上述方案，所述的丁腈橡膠為含腈量309Γ45%的丁腈橡膠，摩爾百分比計。按上述方案，所述的溶劑為四氫呋喃、丙酮、二甲苯、甲苯或氯苯。按上述方案，所述的強堿性溶液為濃度4 6mol/L的NaOH或KOH水溶液。按上述方案，所述的雙氧水溶液的濃度30wt%。
按上述方案，所述的無機酸性溶液為稀鹽酸水溶液。本發(fā)明的丁腈橡膠在強堿雙氧水的環(huán)境下，腈基先部分水解成酰胺基，然后在OH—下，酰胺基繼續(xù)水解成羧基，從而使丁腈橡膠的親水性增強，得到改性親水橡膠。本發(fā)明所得到的改性親水丁腈橡膠可用于制備吸水膨脹丁腈橡膠，其可以采用如下技術(shù)方案一種吸水膨脹丁腈橡膠的制備方法，其步驟如下
1)按各原料所占重量的份數(shù)為改性親水丁腈橡膠100份、活性劑AI. 5份、活性劑B5份、防老劑I份、炭黑20份、硫化促進劑A 2份、硫化促進劑B 2份、硫化劑O. 5^2. 5份、吸水樹脂4(Γ80份、吸水助劑Γ12份、白炭黑1(Γ50份，選取改性親水丁腈橡膠、活性劑Α、活性劑B、防老劑、炭黑、硫化促進劑Α、硫化促進劑B、硫化劑、吸水樹脂、吸水助劑和白炭黑，備用;
2)將改性親水丁腈橡膠在開煉機上薄通包輥塑煉Imin后，依次加入活性劑Α、活性劑 B、硫化劑、防老劑、吸水助劑，在輥距為2mm下開煉均勻3min后，加入吸水樹脂混煉均勻，再加入炭黑和白炭黑，在輥距為3mm上開煉lOmin，最后，將硫化促進劑A和硫化促進劑B加到吸水膨脹橡膠基體中混煉均勻，在輥距為O. 4mm下，打三角包6次，薄通，下片，靜置4小時，得到混煉好的未硫化的吸水膨脹丁腈橡膠備用；
3)將步驟2)得到的混煉好的未硫化的吸水膨脹丁腈橡膠置于壓片模具中，在平板硫化機上于160°C下硫化25min后，其硫化壓力為lOMpa，開模，取出硫化好的吸水膨脹丁腈橡膠，靜置24h,裁樣。按上述方案，所述的活性劑A為硬脂酸，活性劑B為ZnO。按上述方案，所述的防老劑為防老劑D、防老劑FD或防老劑DNP。按上述方案，所述的炭黑為天然氣槽黑。按上述方案，所述的硫化促進劑A為促進劑DM或促進劑M。按上述方案，所述的硫化促進劑B為促進劑CZ (N-環(huán)己基-2-苯駢噻唑次磺酰胺)。按上述方案，所述的硫化劑為硫磺(升華硫)。按上述方案，所述的吸水樹脂為聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸鋰。按上述方案，所述的吸水助劑為PEG-6000或PEG-8000。按上述方案，所述的白炭黑為氣相白炭黑。本發(fā)明所得的改性親水丁腈橡膠制備吸水膨脹丁腈橡膠材料的作用原理如下
權(quán)利要求
1.一種吸水膨脹丁腈橡膠的橡膠基改性方法，包括有如下步驟將3g 丁腈橡膠用30mL溶劑全部溶解后，將其置于冰水浴中，依次緩慢加入O. 5^2. 5mL的強堿性溶液和2 IOg的雙氧水溶液攪拌冰浴反應(yīng)廣2. 5h后，升溫至2(T50°C下，恒溫反應(yīng)16 36h，反應(yīng)結(jié)束后用無機酸性溶液將反應(yīng)產(chǎn)物調(diào)至PH5飛，然后，用蒸餾水洗滌數(shù)次，將其置于真空干燥箱于3(T40°C烘干，得到改性親水丁腈橡膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的吸水膨脹丁腈橡膠的橡膠基改性方法，其特征在于所述的丁腈橡膠為含腈量309Γ45%的丁腈橡膠，摩爾百分比計。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的吸水膨脹丁腈橡膠的橡膠基改性方法，其特征在于所述的溶劑為四氫呋喃、丙酮、二甲苯、甲苯或氯苯。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的吸水膨脹丁腈橡膠的橡膠基改性方法，其特征在于所述的強堿性溶液為濃度4 6mol/L的NaOH或KOH水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的吸水膨脹丁腈橡膠的橡膠基改性方法，其特征在于所述的雙氧水溶液的濃度30wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的吸水膨脹丁腈橡膠的橡膠基改性方法，其特征在于所述的無機酸性溶液為稀鹽酸水溶液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種吸水膨脹丁腈橡膠的橡膠基改性方法，包括有如下步驟將3g丁腈橡膠用30mL溶劑全部溶解后，將其置于冰水浴中，依次緩慢加入0.5~2.5mL的強堿性溶液和2~10g的雙氧水溶液攪拌冰浴反應(yīng)1~2.5h后，升溫至20~50℃下，恒溫反應(yīng)16~36h，反應(yīng)結(jié)束后用無機酸性溶液將反應(yīng)產(chǎn)物調(diào)至pH5~6，然后，用蒸餾水洗滌數(shù)次，將其置于真空干燥箱于30~40℃烘干，得到改性親水丁腈橡膠。本發(fā)明具有如下有益效果該方法制備的吸水膨脹丁腈橡膠無需加入相容劑，只需利用改性親水丁腈橡膠的親水性，即可達(dá)到使其與吸水組分共混均勻的目的，從而節(jié)約成本，制備方法簡單，設(shè)備要求低。
文檔編號C08L15/00GK102875700SQ201210385600
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者楊雋, 謝浩, 周立民, 郭雅妮, 姚棋 申請人:武漢工程大學(xué)