可用于渡槽伸缩缝填缝止水的硅橡胶及其制备方法

专利名称：可用于渡槽伸缩缝填缝止水的硅橡胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及水工建筑物伸縮缝止水、防水材料领域，特别是一种可用于渡槽伸縮缝填 缝止水硅橡胶及其制备。
背景技术：
渡槽是输送渠道水流跨越河渠、道路、山冲、谷口等的架空输水建筑物，是渠系建筑 物中应用最广的交叉建筑物之一，除用于输送渠水进行农田灌溉、城镇生活用水、工业用 水、跨流域输水外，还可供排水和导流之用。随着渡槽采用壳槽、薄壁结构日益增多，构 件间的接头、接缝和槽壁防漏、防渗问题也随之增加。目前已建渡槽普遍存在较严重的渗 漏问题，故有"十槽九漏"之称。分析表明，各种伸缩缝、沉降缝等接缝止水失效是引起 渡槽渗漏的首要原因。渡槽伸缩缝漏水，影响渡槽安全运行，同时造成灌溉水资源的惊人 浪费，影响灌区抗旱保收。伸縮缝漏水是渠道防渗工程产生病害的第一发生点，从伸縮缝 中渗入渠基的水分会使渠基土处于饱和状态，引起渠体坍陷、破坏。在北方寒冷地区，还 会发生由于渠基土冻胀而引起的渠床冻胀破坏。考虑到渡槽伸縮缝止水的重要性，研究开 发止水效果优良、施工简便的伸缩缝止水材料，对保证渡槽的安全使用，延长渡槽使用寿 命具有重要的意义。
渡槽伸縮缝止水，跟混凝土道路和其他建筑物伸縮缝填缝要求不同，对止水材料的性 能要求更高，需满足以下条件(1)渡槽伸缩缝止水材料自身具有一定强度和抗渗性，在 水压力作用下，能起到很好的止水作用。(2)渡槽以输水为主要目的，止水材料需为无 毒、环保型产品。(3)渡槽受所处地理环境的影响，止水材料需耐化学介质的腐蚀，如 耐酸、耐碱、耐盐等性能。(4)止水材料应与混凝土壁有良好的粘结作用，使其在渡槽 温缩位移变化的情况下，不会发生与缝壁脱落的情况。(5)止水材料应具有良好的抗位 移变形能力，能较好的适应渡槽温缩变形引起的位移变化。(6)止水材料需具有良好的 耐高、低温性能，高温不流淌、低温不脆裂。(7)渡槽处于野外工作环境，运行环境恶 劣，止水材料需具有良好的耐候、耐老化性。
传统的伸縮缝填缝止水材料，如沥青类、橡胶止水条类，以及聚氨酯材料等，这些材 料不同程度的存在着耐久性、耐高低温性、弹性性能、整体粘结性能和强度较差的缺点， 且具有毒性，易造成环境污染，施工工艺繁琐，不能很好的满足渡槽伸缩缝止水性能要求。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种硅橡胶及其制备方法，以满足渡槽伸縮缝填 缝止水性能要求。
本发明解决其技术问题采用以下的技术方案
本发明提供的硅橡胶，主要由以下重量份数的原料制成基胶100份，补强填料20
100份，增量填料20 100份，增塑剂5 40份，交联剂1 10份，增粘剂0.5 5份，催化剂0.01 1份，扩链剂0.1 10份。
本发明提供的上述硅橡胶，其用于渡槽伸縮缝填缝止水。
本发明提供的上述硅橡胶，其制备方法是先将基胶和各种填料计量后投入行星搅拌
机中，开动搅拌升温至IO(TC，并于100。C混炼0.8 1.2小时后抽真空；冷却至50 60。C， 按比例加入增塑剂、增粘剂等助剂，继续抽真空混炼25 30分钟；出料，得到组分A; 将交联剂、扩链剂和催化剂按比例混合均匀，得到组分B;将A、 B组分混合后，得到可 用于渡槽伸縮缝填缝止水的硅橡胶。
本发明提供的硅橡胶制品，主要用于渡槽伸縮缝及相关的水工建筑物的填缝密封止 水，与现有技术相比主要有以下的优点
1. 具有良好的弹性和较高的拉伸伸长率，能适应大流量渡槽混凝土板胀縮要求。
2. 通过加入增粘剂，使其具有与混凝土壁粘结能力强的特点，与混凝土拉伸粘结强 度》0.5Mpa，不易与混凝土缝壁脱离。
3. 具有优良的耐久性，能长时间保持良好的使用性能，即具有耐水、耐酸、碱腐蚀 等性能。
4. 耐高、低温性优良，高温不流淌、低温不脆裂，可在-4(TC 10(TC温度范围内使用。
5. 通过加入增塑剂，使其具有一定的自流平性和触变性，可较好的进行施工。
6. 通过对原材料进行优选，所制备的硅橡胶对环境和基材无污染，无毒，属环保型 材料。
7. 自身为疏水性材料，能较好的起到止水、防水作用。
8. 通过加入各种填料，使其在满足伸长率要求的同时，材料自身强度较高，抗渗性 较好，在1.6Mpa水压力下，60min不渗水，能较好的保持止水、防水性能。
9. 以Si-O键为主链，是一种无机-有机高分子材料，既具有无机物的耐高低温、耐气 候老化、耐臭氧、耐热绝缘等特点，又具有高分子材料易加工，柔弹性较好的性能。
本发明提供的制备硅橡胶制品的方法，与现有技术相比，其优点主要有采用双组分 制备，操作简单，设计合理，制备的硅橡胶制品贮存稳定性较好。
具体实施例方式
本发明提供了可用于大流量渡槽伸縮缝填缝止水硅橡胶，其由基胶、补强填料、增量
填料、增塑剂、增粘剂、交联剂、催化剂等组成。其组分及重量配比是基胶100份，补
强填料20-100份，增量填料20 100份，交联剂1 10份，增塑剂5 40份，增粘剂0.5 5 份，催化剂0.01 1份，扩链剂0.1-10份。
本发明提供的上述的硅橡胶，可用于渡槽及相关的水工建筑物伸縮缝填缝止水。 本发明还提供了上述可用于渡槽伸縮缝填缝止水硅橡胶的制备方法。具体是采用包括 以下步骤的方法
按照上述重量配比，先将基胶、各种填料计量后投入行星搅拌机中，开动搅拌升温至 IO(TC，并于IO(TC混炼1小时后抽真空30分钟；冷却至50 60'C，加入增塑剂、增粘剂 等助剂，继续抽真空混炼30分钟；出料，得到组分A;将交联剂、扩链剂和催化剂按比例混合均匀即得到组分B;将A、 B组分按照一定比例，即得到可用于大流量渡槽伸縮缝 填缝止水的硅橡胶。
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明。
实施例1:
配料按重量计，端羟基聚二甲基硅氧烷100份，有机处理的SiO2 50份，CaCO3100 份，二甲基硅油30份，增粘剂0.5份，马来酸辛基锡0.01份，交联剂6份，扩链剂2份。
制备先将聚二甲基硅氧垸、Si02、 CaC03等各种填料计量后投入捏合机中，开动搅 拌升温至IOO'C，并于IO(TC混炼1小时后抽真空30分钟；冷却至60°C，加入二甲基硅 油、增粘剂等助剂，继续抽真空混炼30分钟；冷却出料，得到组分A;将交联剂、扩链
剂和马来酸辛基锡按一定比例混合均匀即得到组分B;将A、 B组分按l: 0.02比例混合，
即得到可用于大流量渡槽伸縮缝填缝止水的硅橡胶。其性能指标如表1所示。
实施例2:
配料按重量计，端羟基聚二甲基硅氧垸IOO份，有机处理的SiO2 80份，CaCO350 份，二甲基硅油30份，增粘剂1.5份，马来酸辛基锡0.015份，交联剂5份，扩链剂2份。
制备根据实施例1中所述制备工艺，按上述配比分别制备A、 B组分；将A、 B组 分按l: 0.04比例，即得到可用于大流量渡槽伸縮缝填缝止水的硅橡胶。其性能指标如表 1所示。
实施例3:
配料按重量计，端羟基聚二甲基硅氧烷IOO份，有机处理的SiO2 40份，CaCO380 份，二甲基硅油40份，增粘剂1份，马来酸辛基锡0.05份，交联剂4份，扩链剂5份。
制备根据实施例1中所述制备工艺，按上述配比分别制备A、 B组分；将A、 B组 分按l: 0.03比例，即得到可用于大流量渡槽伸縮缝填缝止水的硅橡胶。其性能指标如表 1所示。
实施例4:
配料按重量计，端羟基聚二甲基硅氧垸IOO份，有机处理的SiO2 50份，CaCO320 份，二甲基硅油5份，增粘剂5份，马来酸辛基锡l份，交联剂1份，扩链剂0.5份。 制备根据实施例1中所述制备工艺，按上述配比分别制备A、 B组分；将A、 B组分按 1: 0.05比例，即得到可用于大流量渡槽伸縮缝填缝止水的硅橡胶。其性能指标如表l所 示。
实施例5:
配料按重量计，端羟基聚二甲基硅氧烷IOO份，有机处理的SiO2 20份，CaCO3100 份，二甲基硅油40份，增粘剂1份，马来酸辛基锡0.05份，交联剂10份，扩链剂1份。
制备根据实施例1中所述制备工艺，按上述配比分别制备A、 B组分；将A、 B组 分按l: 0.04比例，即得到可用于大流量渡槽伸縮缝填缝止水的硅橡胶。其性能指标如表 1所示。
上述四个实例中，可采用以下原料所述的基胶采用粘度为20000~80000mpa s的端羟基聚二甲基硅氧烷。 所述补强填料为有机处理过的Si02，有机处理剂为六甲基二硅氮烷。 CaC03为增量填料。
二甲基硅油为增塑剂。
所述增粘剂为KH550、 KH560、 KH570、 WD-20中的一种，或多种。 马来酸辛基锡为催化剂。
所述扩链剂为甲基乙烯基酰胺基硅烷或二甲基羟胺基硅烷中的一种，或两种。
附表
表1 渡槽用伸縮缝止水硅橡性能参数指标
序项目单位柔性填 料指标实施 例1实施 例2实施 例3实施 例4实施 例5
1浸泡质量损失率 常温X3600h水%《20.020.020.010.010.015
饱和Ca(OH)2 溶液%《20.040.010.010.010.02
10%NaCl溶液%《20.050.030.020.010.015
拉伸粘 结性能常温，干燥断裂伸 长率%》125220200162140255
粘结性 能—不破坏不破 坏不破 坏不破 坏不破 坏不破 坏
常温，浸泡断裂伸 长率%》125198185150135240
粘结性 能—不破坏不破 坏不破 坏不破 坏不破 坏不破 坏
低温，干燥断裂伸 长率%》501421688092180
粘结性 售g—不破坏不破 坏不破 坏不破 坏不破 坏不破 坏
300次冻融 循环断裂伸 长率%》125200160145150225
粘结性 能—不破坏不破 坏不破 坏不破 坏不破 坏不破 坏
3流淌值(下垂度)mm《200000
4施工度(针入度)1/10 mm》100101107112105115
5密度g/cm》1.151,161.181.151.171.15
6粘结强度Mpa一0.340.510.30.240.21
7耐酸、耐碱性、耐盐性——不破 坏不破 坏不破 坏不破 坏不破 坏
8拉伸强度(哑铃型)Mpa—0.81,10.680.720.23
9拉伸伸长率(哑铃型)%—560640620550700
10抗渗性——1.6Mpa水压力，60min不渗水11耐高低温性—一100°C、 -20°C 48h不破坏注1:常温指(23±2) 。C。
注2:低温指(-20±2) 。C 。 注3:气温温和地区可以不做低温试验、冻融循环试验。
注4:粘结面小于10%视为不破坏。权利要求
1.一种硅橡胶，其特征是主要由以下重量份数的原料制成基胶100份，补强填料20～100份，增量填料20～100份，增塑剂5～40份，交联剂1～10份，增粘剂0.5～5份，催化剂0.01～1份，扩链剂0.1～10份；所述基胶为端羟基聚二甲基硅氧烷，所述补强填料为有机处理过的SiO2，所述增量填料为CaCO3，所述增塑剂为二甲基硅油。
2. 根据权利要求1所述的硅橡胶，其特征在于所述端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度 为20000 80000mpa s。
3. 根据权利要求1所述的硅橡胶，其特征在于所述有机处理过的Si02，是由有机处理剂为六甲基二硅氮垸进行处理。
4. 根据权利要求1所述的硅橡胶，其特征在于所述增粘剂为KH550、KH560、KH570、 WD-20中的一种，或多种。
5. 根据权利要求1所述的硅橡胶，其特征在于所述催化剂为马来酸辛基锡。
6. 根据权利要求1所述的硅橡胶，其特征在于所述交联剂为乙烯基三丁酮肟基硅 垸或甲基三丁酮肟基硅垸中的一种，或两种。
7. 根据权利要求1所述的硅橡胶，其特征在于所述扩链剂为甲基乙烯基酰胺基硅烷或二甲基羟胺基硅烷中的一种，或两种。
8. 根据权利要求1至7中任一权利要求所述硅橡胶，其特征是所述硅橡胶用于渡槽 伸縮缝填缝止水。
9. 一种制备权利要求1至7中任一权利要求所述硅橡胶的方法，其特征在于先将基胶和Si02、 CaC03等填料计量后投入行星搅拌机中，开动搅拌升温至IO(TC，并于100'C 混炼0.8 1.2小时后抽真空；冷却至50 60'C，按比例加入增塑剂、增粘剂助剂，继续抽 真空混炼25 30分钟；出料，得到组分A;将交联剂、扩链剂和催化剂按比例混合均匀， 得到组分B;将A、 B组分混合后，得到可用于渡槽伸縮缝填缝止水的硅橡胶。
10. 根据权利要求9所述硅橡胶的制备方法，其特征在于将A、 B组分按照1: 0.01~0.05比例混合。
全文摘要
本发明提供一种硅橡胶及其制备方法。所述硅橡胶主要由以下重量份数的原料制成端羟基聚二甲基硅氧烷100份，有机处理过的SiO₂ 20～100份，CaCO₃ 20～100份，二甲基硅油5～40份，交联剂1～10份，增粘剂0.5～5份，催化剂0.01～1份，扩链剂0.1～10份。所述硅橡胶的制备方法是先将端羟基聚二甲基硅氧烷和SiO₂、CaCO₃计量后进行搅拌，并于100℃混炼后抽真空；冷却至50～60℃加入二甲基硅油、增粘剂，继续抽真空混炼后得到组分A；将交联剂、扩链剂和催化剂按比例混合均匀得到组分B；混合A、B组分，即可得到能够用于渡槽伸缩缝填缝止水的硅橡胶。所述硅橡胶性能优异，制备方法简单。
文档编号C08L83/00GK101298519SQ200810048250
公开日2008年11月5日 申请日期2008年7月1日 优先权日2008年7月1日
发明者刚 刘, 刘杰胜, 吴少鹏, 凌 庞, 虹 王, 米轶轩, 筝 陈, 陈永春, 陈美祝, 旭 黄 申请人:武汉理工大学