一种耐高热的遇水膨胀防水橡胶密封材料及其制备方法

文档序号:10643489阅读:536来源:国知局
一种耐高热的遇水膨胀防水橡胶密封材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种耐高热的遇水膨胀防水橡胶密封材料及其制备方法,含有以下重量份的原料组成:丁基橡胶60?70份,ABS高胶粉10?20份,膨润土?碳酸钙微球10?16份,云母粉1?2份,氧化锌1?5份,N?苯基?β?萘胺1?5份,热稳定剂2?3份,交联剂1?5份。本发明制备的耐高热的遇水膨胀防水橡胶密封材料其遇水膨胀功能使用范围宽,在25℃至160℃的高温条件下均可使用,在保证良好的膨胀防水密封性能的同时具有良好的强度。
【专利说明】
一种耐高热的遇水膨胀防水橡胶密封材料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及高分子材料领域,特别涉及一种耐高热的遇水膨胀防水橡胶密封材料及其制备方法。
【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新型功能高分子材料。它吸水后可膨胀至自身重量或体积的数倍乃至数百倍,遇水时,能吸水发生体积膨胀并产生较大的膨胀压力,在保持橡胶特有的弹性和强度的同时,还具有保持水的能力。吸水膨胀的特性使该材料在有效体积膨胀范围内可以起止水作用,与传统的受压封缝材料相比,既具备常规止水材料的密封作用,又可以在建筑缝变形时有效填充缝隙,起到以水止水的作用。在堵漏工程方面吸水膨胀橡胶已逐渐取代了传统的水泥灌浆、钾钠水玻璃灌浆和环氧树脂堵漏等做法,它已成功应用于工程变形缝、施工缝、各种管道接头、水坝等处的密封止水,并被防水界誉为“超级密封材料”和“双保险止水材料”。
[0003]目前生产遇水膨胀橡胶密封材料却面临一些问题,例如张玉红、何培新等研究了CPE/P(AA-AM)吸水膨胀弹性体的温度影响,当温度大于30°C时,遇水膨胀橡胶的吸水率随温度的上升而降低,当温度接近70°C时,几乎不吸水膨胀。另外中国专利CN1452686A公开了一种遇水膨胀橡胶材料,利用其制作遇水膨胀隔离器,虽然膨胀率达到要求,但是随着温度升高其强度和硬度大幅度下降,不能实现封隔承压要求,其耐高温性能差。

【发明内容】

[0004]针对现有技术的不足,本发明提供一种耐高热的遇水膨胀防水橡胶密封材料及其制备方法。
[0005]本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的:
一种耐高热的遇水膨胀防水橡胶密封材料,由以下重量份的原料组成:丁基橡胶60-70份,ABS高胶粉10-20份,膨润土-碳酸钙微球10-16份,云母粉1-2份,氧化锌1-5份,N-苯基-萘胺1-5份,热稳定剂2-3份,交联剂1-5份;
所述的热稳定剂是由重量比为6-7:1-2的亚磷酸双酚A酯和二盐基亚磷酸铅混合组成;
所述的膨润土-碳酸钙微球是由下述重量份的原料组成的:氯化钙50-60份,碳酸钠50-60份,十二烷基硫酸钠5-12份,聚丙烯酰胺5-12份。
[0006]具体步骤如下:
(I)膨润土 -碳酸钙微球的制备:
①、配制氯化钙溶液、碳酸钠溶液、十二烷基硫酸钠水溶液以及聚丙烯酰胺水溶液,其中氯化钙和碳酸钙溶液为相同浓度,其摩尔浓度在0.1-0.3mol/L之间,十二烷基硫酸钠水溶液的摩尔浓度在10-20mmol/L之间,聚丙烯酰胺水溶液的质量百分比浓度在1%-3%之间;
②、将膨润土加入到适量去离子水中,搅拌均匀,边搅拌边加入聚丙烯酰胺水溶液,30-40°C下搅拌均匀;
③、在配制好的氯化钙溶液中,加入十二烷基硫酸钠水溶液以及步骤②得到的混合溶液,在15-20°C温度下超声搅拌0.5-2小时,再加入碳酸钠溶液继续搅拌2-4小时,反应结束后离心得到沉淀物,用去离子水洗涤,干燥得到膨润土-碳酸钙微球,其中,氯化钙溶液、碳酸钠溶液、十二烷基硫酸钠水溶液和聚丙烯酰胺水溶液的体积比为10:10:(1-3):(1-3);
(2)炼胶:
①、将ABS高胶粉、云母粉、热稳定剂投入到密炼机中进行混炼,充分混合均匀后,加热至IJlOO-110°C,保温1-2小时,冷却至常温,400-500转/分分散5-10分钟,常温下混炼15-40min;
②、接着加入丁基橡胶、氧化锌、N-苯基-β-萘胺以及步骤(I)得到的膨润土-碳酸钙微球填料投入到密炼机中继续混炼,混炼温度控制在100-110°C,混炼时间3-8分钟,得到混炼胶,混炼胶出料后送入开炼机进行散热;
(3)滤胶:将散热后的混炼胶下条后送入滤胶机滤胶,滤网为80-100目,得到母胶;
(4)捏合:
①、将混炼胶投入到捏合机中,控制捏合室温度在70-80°C,捏合15-30分钟;
②、将捏合机的室温控制在70-80°C,投入交联剂继续捏合共混20-30分钟;将捏合后的混料经捏合机下部的螺杆排料装置过滤,排料。
[0007]本发明具有如下优点:(I)负载聚丙烯酰胺的膨润土与氯化钙溶液中钙离子形成络合离子,再与碳酸钠溶液中的碳酸根离子反应生成膨润土-碳酸钙微球,提高吸水组分与橡胶基体的相容性,制备的防水橡胶密封材料具有优异的吸水膨胀密封性能,同时具有较高的稳定性;(2)本发明制备的耐高热的遇水膨胀防水橡胶密封材料其遇水膨胀功能使用范围宽,在25°C至160°C的高温条件下均可使用,在保证良好的膨胀防水密封性能的同时具有良好的强度。
【具体实施方式】
[0008]通过实施例对本发明作进一步说明。
[0009]实施例1
称取:丁基橡胶100公斤,ABS高胶粉8公斤,膨润土-碳酸钙微球16公斤,,氧化锌3公斤,N-苯基-β-萘胺3公斤,云母粉2公斤,热稳定剂3公斤,交联剂2公斤;
所述的热稳定剂是由重量比为6:1的亚磷酸双酸A酯和二盐基亚磷酸铅混合组成;其中所述的膨润土-碳酸钙微球是由下述重量份的原料组成的:氯化钙50份,碳酸钠50份,十二烷基硫酸钠6份,聚丙烯酰胺6份。
[0010]具体步骤如下:
(I)膨润土 -碳酸钙微球的制备:
①、配制氯化钙溶液、碳酸钠溶液、十二烷基硫酸钠水溶液以及聚丙烯酰胺水溶液,其中氯化钙和碳酸钙溶液为相同浓度,其摩尔浓度在0.2mol/L之间,十二烷基硫酸钠水溶液的摩尔浓度在15mmol/L之间,聚丙烯酰胺水溶液的质量百分比浓度在2%之间;
②、将膨润土加入到适量去离子水中,搅拌均匀,边搅拌边加入聚丙烯酰胺水溶液,35°C下搅拌均匀; ③、在配制好的氯化钙溶液中,加入十二烷基硫酸钠水溶液以及步骤②得到的混合溶液,在20°C温度下超声搅拌1.5小时,再加入碳酸钠溶液继续搅拌3小时,反应结束后离心得到沉淀物,用去离子水洗涤,干燥得到膨润土-碳酸钙微球,其中,氯化钙溶液、碳酸钠溶液、十二烷基硫酸钠水溶液和聚丙烯酰胺水溶液的体积比为10:10:2:2;
(2)炼胶:
①、将ABS高胶粉、云母粉、热稳定剂投入到密炼机中进行混炼,充分混合均匀后,加热至IJlOOcC,保温1.5小时,冷却至常温,400转/分分散10分钟,常温下混炼30min;
②、接着加入丁基橡胶、氧化锌、N-苯基-β-萘胺以及步骤(I)得到的膨润土-碳酸钙微球填料投入到密炼机中继续混炼,混炼温度控制在110 °C,混炼时间6分钟,得到混炼胶,混炼胶出料后送入开炼机进行散热;
(3)滤胶:将散热后的混炼胶下条后送入滤胶机滤胶,滤网为80目,得到母胶;
(4)捏合:
①、将混炼胶投入到捏合机中,控制捏合室温度在75°C,捏合20分钟;
②、将捏合机的室温控制在750C,投入交联剂继续捏合共混20分钟;将捏合后的混料经捏合机下部的螺杆排料装置过滤,排料。
[0011]经测试:拉伸强度18.2MPa ;拉断伸长率614% ;强度83度;吸水膨胀率402%。
【主权项】
1.一种耐高热的遇水膨胀防水橡胶密封材料,其特征在于,含有以下重量份的原料组成:丁基橡胶60-70份,ABS高胶粉10-20份,膨润土-碳酸钙微球10-16份,云母粉1_2份,氧化锌1-5份,N-苯基-β-萘胺1-5份,热稳定剂2-3份,交联剂1-5份; 所述的热稳定剂是由重量比为6-7:1-2的亚磷酸双酚A酯和二盐基亚磷酸铅混合组成; 所述的膨润土-碳酸钙微球是由下述重量份的原料组成的:氯化钙50-60份,碳酸钠50-60份,十二烷基硫酸钠5-12份,聚丙烯酰胺5-12份。2.根据权利要求书I所述的一种耐高热的遇水膨胀防水橡胶密封材料的制备方法,其特征在于,具体步骤如下: (1)膨润土-碳酸钙微球的制备: ①、配制氯化钙溶液、碳酸钠溶液、十二烷基硫酸钠水溶液以及聚丙烯酰胺水溶液,其中氯化钙和碳酸钙溶液为相同浓度,其摩尔浓度在0.1-0.3mol/L之间,十二烷基硫酸钠水溶液的摩尔浓度在10-20mmol/L之间,聚丙烯酰胺水溶液的质量百分比浓度在1%-3%之间; ②、将膨润土加入到适量去离子水中,搅拌均匀,边搅拌边加入聚丙烯酰胺水溶液,30-40°C下搅拌均匀; ③、在配制好的氯化钙溶液中,加入十二烷基硫酸钠水溶液以及步骤②得到的混合溶液,在15-20°C温度下超声搅拌0.5-2小时,再加入碳酸钠溶液继续搅拌2-4小时,反应结束后离心得到沉淀物,用去离子水洗涤,干燥得到膨润土-碳酸钙微球,其中,氯化钙溶液、碳酸钠溶液、十二烷基硫酸钠水溶液和聚丙烯酰胺水溶液的体积比为10:10:(1-3):(1-3); (2)炼胶: ①、将ABS高胶粉、云母粉、热稳定剂投入到密炼机中进行混炼,充分混合均匀后,加热至IJlOO-110°C,保温1-2小时,冷却至常温,400-500转/分分散5-10分钟,常温下混炼15-40min; ②、接着加入丁基橡胶、氧化锌、N-苯基-β-萘胺以及步骤(I)得到的膨润土-碳酸钙微球填料投入到密炼机中继续混炼,混炼温度控制在100-110°C,混炼时间3-8分钟,得到混炼胶,混炼胶出料后送入开炼机进行散热; (3)滤胶:将散热后的混炼胶下条后送入滤胶机滤胶,滤网为80-100目,得到母胶; (4)捏合: ①、将混炼胶投入到捏合机中,控制捏合室温度在70-80°C,捏合15-30分钟; ②、将捏合机的室温控制在70-80°C,投入交联剂继续捏合共混20-30分钟;将捏合后的混料经捏合机下部的螺杆排料装置过滤,排料。
【文档编号】C08L55/02GK106009328SQ201610473226
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】胡光荣
【申请人】安徽荣达阀门有限公司
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