专利名称：一种具有抗菌防霉性能的工程橡胶材料及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于橡胶材料技术领域，具体地讲涉及一种具有抗菌防霉性能的工程橡胶 材料及其制备工艺。
背景技术：
工程橡胶材料是指使用于地下工程管道中的连接密封接缝，基建工程的混凝土现 浇时设有的永久性变形缝以及适用于地铁、隧道、涵洞、水利等工程中的具有高弹性的密封 橡胶止水带所使用的橡胶材料。使用于工程中的密封接缝、永久性变形缝、止水带等橡胶产 品多处于潮湿及高、低温环境中，而由于各种原因导致从橡胶材料的内部析出或喷出配合 剂，在上述环境中因霉菌或霉菌丝的侵蚀而产生物理穿透，从而导致橡胶产品使用寿命大 大缩短，并对基建工程产生严重影响。通过观察、研究和分析发现，导致橡胶产品的配合剂 从橡胶材料的内部喷出或析出的原因为第一，制备橡胶产品时包括促进剂、硫化机、防老剂等在内的各种配合剂用量超过 橡胶的溶解度，也就是超过所允许的最大限度的使用量时，配合剂可能喷出橡胶表面。第 二，配合剂的溶解度是随温度而变化的——温度低时其溶解度降低，反之升高因此，在较 高温条件下制备的橡胶产品，在低温环境中会有配合剂析出或喷出。其三，橡胶材料是线形 长分子，硫化后分子交联成网状结构橡胶材料在使用过程中，当局部受到压力或挤压拉伸 时，会产生应力集中导致橡胶分子伸张或压缩变形，因此配合剂会在应力集中的区域发生 喷出现象。其四，也是导致配合剂从橡胶材料内部喷出或析出的最主要的原因是橡胶材料 的老化所致——因为橡胶老化后其长分子或是网状结构分子的键断裂，分子量减少，吸附 和束缚住配合剂微粒的能力降低，故易于析出表面。当配合剂从橡胶产品内部喷出或析出后，在高温、潮湿的环境中产生霉菌，则会使 橡胶产品的耐老化性能会进一步降低。通过实验测试，目前所使用的密橡胶封接缝经过在 700C X168h后，其拉伸强度由17MPa降至13MPa，显然其出现老化，导致其柔韧性能同时变 差，。上述产品裸露在施工外部的部分，因出现霉菌而影响其外观。
发明内容
本发明的目的就是提供一种抗老化、能够有效避免在高温和潮湿环境下不发生霉 变的工程橡胶材料及其制备工艺。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为工程橡胶材料，由下列重量份的组分构成三元乙丙橡胶250,ZnO 10-15、促进剂 M 2. 5-3. 5、硬脂酸 2. 5-3. 5、石蜡 1. 0-1. 5、 碳黑 N550 140-160、碳黑 N330 65-75、石蜡油 110-140、促进剂 CZ 4. 0-4. 5、促进剂 TRA 1. 5-2. 0、促进剂BZ 0. 9-1. 2、促进剂TMTD 1. 0-1. 5、防老剂RD 3. 5-4. 0、纳米抗菌剂 6. 0-8. 0、硫磺 1. 2-1. 8。利用上述材料制备抗菌止水带橡胶的方法包括下列步骤
第一步合炼胶将称量好的三元乙丙橡胶(EPDM)、碳黑N550和碳黑N330、各三分之一重量份的 ZnO和硬脂酸投入密炼机中，在130士 10°C的密炼温度下密炼，然后打开上顶栓，开启翻转 料仓，将混合料翻出，转入开炼机薄通打卷，停放冷却后，再加入二分之一重量份的硫磺等 进行混炼形成合炼胶。第二步混炼将合炼胶以及称量好的各三分之二重量份的ZnO和硬脂酸和石蜡油、纳米抗菌 剂、二分之一重量份的硫磺和促进剂、防老剂RD、石蜡及石蜡油，再次投入密炼机中，在 90——IOO0C的密炼温度下，在料仓中捣勻，时间为3——5min,将混炼好的胶料翻出料仓 加入到开炼机包辊捣勻后，薄通2-3次，薄通辊距调整为0. 6-0. 8mm，然后下片，下片厚度为 6-10mm，待无气泡再下片；第三步测试半成品胶料的硫化时间；第四步选择最佳硫化时间进行橡胶制品的硫化将混炼的胶料装入模腔内，温度175士5°C，时间7士 lmin，压力10_15MPa的平板硫 化机上进行压模成型，制备成抗菌止水带橡胶成品。利用上述材料制备抗菌防霉盾构管片弹性密封垫的方法包括下列步骤第一步合炼胶将称量好的三元乙丙橡胶(EPDM)、碳黑N550和碳黑N330、各二分之一重量份的 ZnO和硬脂酸和石蜡油投入密炼机中，在130士 10°C的密炼温度下密炼，然后打开上顶栓， 开启翻转料仓，将混合料翻出，转入开炼机薄通打卷，停放冷却后，再加入三分之一重量份 的硫磺等进行混炼形成合炼胶。第二步混炼将合炼胶以及称量好的各二分之一重量份的ZnO和硬脂酸和石蜡油、纳米抗菌 剂、三分之二重量份的硫磺和促进剂，再次投入密炼机中，在90-100°C的密炼温度下，在料 仓中捣勻，时间为3-5min，将混炼好的胶料翻出料仓加入到开炼机包辊捣勻后，薄通2_3 次，薄通辊距调整为0. 6-0. 8mm，然后下片，下片厚度为6_10mm，待无气泡再下片；第三步测试半成品胶料的硫化时间第四步选择最佳硫化时间进行橡胶制品的挤出硫化将混炼好的胶片裁切成长条，放入机筒口挤出硫化。微波硫化橡胶流水线使 用前将温度调整为机头70士5°C，机筒挤出段65士5°C，机筒塑化段60士5°C，螺杆温度 55士5°C ；热风硫化温度一段 230士5°C，二段 210士5°C，三段 210士5°C，四段 200士5°C，待 设定参数达到要求后，将裁好的胶料放入机筒口挤出硫化，制备成抗菌防霉盾构管片弹性 密封垫成品。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。制备抗菌止水带橡胶的实施例1——4 实施例1第一步配料并合炼胶
称取250公斤的EPDM、140公斤的碳黑N550、75公斤的碳黑N330、5. 0公斤的氧化 锌、1. 2公斤的硬脂酸、0. 9公斤的硫磺和138公斤的石蜡油投入密炼机中，密炼温度控制在 1400C，然后打开上顶栓，开启翻转料仓，将混合料翻出，转入开炼机薄通打卷，停放冷却后 形成合炼胶；第二步混炼将合炼胶以及9. 5公斤的氧化锌、1. 2公斤的石蜡、2. 3公斤的硬脂酸、0. 8公斤的 硫磺、8. 0公斤的纳米抗菌剂、3. 0公斤的促进剂M、4. 0公斤的促进剂CZ、1. 8公斤的促进 剂TRA、1. 0公斤的促进剂BZ、1. 2公斤的促进剂TMTD、3. 5公斤的防老剂RD再次投入密炼 机中，密炼温度为90°C，在料仓中捣勻时间为5min，将混炼好的胶料翻出料仓加入到开炼 机包辊捣勻后，薄通2次，薄通辊距调整为0. 6mm,然后下片，下片厚度为6mm，待无气泡再下 片，并取检验试片做性能测试，待检验合格后进行硫化。第三步半成品物理性能测试结果
权利要求
1.一种具有抗菌防霉性能的工程橡胶材料，由下列重量份的组分构成三元乙丙橡胶250、ZnO 10-15、促进剂M 2. 5-3. 5、硬脂酸2. 5-3. 5、石蜡1. 0-1. 5、 碳黑 N550 140-160、碳黑 N330 65-75、石蜡油 110-140、促进剂 CZ 4. 0-4. 5、促进剂 TRA 1. 5-2. 0、促进剂BZ 0. 9-1. 2、促进剂TMTD 1. 0-1. 5、防老剂RD 3. 5-4. 0、纳米抗菌剂 6. 0-8. 0、硫磺 1. 2-1. 8。
2.利用权利要求1所述的一种具有抗菌防霉性能的工程橡胶材料制备抗菌止水带橡 胶的方法包括下列步骤第一步合炼胶将称量好的三元乙丙橡胶(EPDM)、碳黑N550和碳黑N330、各三分之一重量份的ZnO和 硬脂酸投入密炼机中，在130士 10°C的密炼温度下密炼，然后打开上顶栓，开启翻转料仓，将 混合料翻出，转入开炼机薄通打卷，停放冷却后，再加入二分之一重量份的硫磺等进行混炼 形成合炼胶。第二步混炼将合炼胶以及称量好的各三分之二重量份的ZnO和硬脂酸和石蜡油、纳米抗菌剂、二 分之一重量份的硫磺和促进剂、防老剂RD、石蜡及石蜡油，再次投入密炼机中，在90—— 100°C的密炼温度下，在料仓中捣勻，时间为3——5min，将混炼好的胶料翻出料仓加入到开 炼机包辊捣勻后，薄通2-3次，薄通辊距调整为0. 6-0. 8mm，然后下片，下片厚度为6_10mm， 待无气泡再下片；第三步测试半成品胶料的硫化时间；第四步选择最佳硫化时间进行橡胶制品的硫化将混炼的胶料装入模腔内，温度175士5°C，时间7士 lmin，压力10_15MPa的平板硫化机 上进行压模成型，制备成抗菌止水带橡胶成品。
3.利用权利要求1所述的一种具有抗菌防霉性能的工程橡胶材料制备抗菌防霉盾构 管片弹性密封垫的方法包括下列步骤第一步合炼胶将称量好的三元乙丙橡胶(EPDM)、碳黑N550和碳黑N330、各二分之一重量份的ZnO和 硬脂酸和石蜡油投入密炼机中，在130士 10°C的密炼温度下密炼，然后打开上顶栓，开启翻 转料仓，将混合料翻出，转入开炼机薄通打卷，停放冷却后，再加入三分之一重量份的硫磺 等进行混炼形成合炼胶。第二步混炼将合炼胶以及称量好的各二分之一重量份的ZnO和硬脂酸和石蜡油、纳米抗菌剂、三 分之二重量份的硫磺和促进剂，再次投入密炼机中，在90-100°C的密炼温度下，在料仓中捣 勻，时间为3-5min，将混炼好的胶料翻出料仓加入到开炼机包辊捣勻后，薄通2_3次，薄通 辊距调整为0. 6-0. 8mm，然后下片，下片厚度为6_10mm，待无气泡再下片；第三步测试半成品胶料的硫化时间；第四步选择最佳硫化时间进行橡胶制品的挤出硫化将混炼好的胶片裁切成长条，放入机筒口挤出硫化。微波硫化橡胶流水线使用前将温 度调整为机头70士5°C，机筒挤出段65士5°C，机筒塑化段60士5°C，螺杆温度55士5°C ；热 风硫化温度一段230 士 5°C，二段210 士 5°C，三段210 士 5°C，四段200 士 5°C，待设定参数达到要求后，将裁好的胶料放入机筒口挤出硫化，制备成抗菌防霉盾构管片弹性密封垫成品。
全文摘要
本发明公开了一种具有抗菌防霉性能的工程橡胶材料及其制备工艺，属于橡胶材料技术领域，该工程橡胶材料由三元乙丙橡胶、促进剂M、硬脂酸、石蜡、炭黑N550、炭黑N330、石蜡油、促进剂、促进剂TRA、促进剂BZ、促进剂TMTD、防老剂、纳米抗菌剂、硫磺构成；利用上述材料通过制备合炼胶、混炼、测试半成品胶料的硫化时间、选择最佳硫化时间将混炼的胶料装入模腔内硫化成型，即可制备成抗菌止水带橡胶成品。利用上述材料制成的橡胶成品耐老化性能大大提高，延缓了霉菌对材料的腐蚀，从而使橡胶分子链在较宽的自然环境范围下仍然保持橡胶材料的柔顺性、较高的抗张强度和弹性，提高了产品的使用寿命。
文档编号C08L23/16GK102002192SQ201010525939
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者亚华丽, 王晓康, 郭莲芝 申请人:河北华虹工程材料有限公司