一种魔芋胶吸水膨胀橡胶的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种魔芋胶吸水膨胀橡胶的制备方法，属于橡胶制备技术领域。
【背景技术】
[0002]吸水膨胀橡胶是上个世纪70年代末期开发出的新型功能高分子材料，是在传统的弹性基体中引入亲水集团或亲水组分而制成的，该产品吸水后可膨胀至自身质量或体积的数倍乃至数百倍，能适应结构变形，并产生较大膨胀压力，在保持基体的弹性和强度的同时，还具有保水止水的能力。因其具有无味、无毒、机械强度高、吸水性好、能适应结构变形等一系列优点，在防水密封领域发挥重要的作用，广泛应用于国内水利、交通、采油、建筑、防洪等众多领域。但目前吸水膨胀橡胶也存在一些问题，其中膨胀吸水树脂/橡胶共混型吸水膨胀橡胶长期浸水后，吸水树脂容易析出，导致吸水膨胀功能的丧失，而且对环境中的离子浓度十分敏感，吸水膨胀功能急剧下降，从而限制了其在相关领域的应用和发展。
[0003]魔芋胶是从各种魔芋植物的块茎里提取出的水凝胶状多糖，属于高分子量、非离子型，主要由甘露糖和葡萄糖组成。魔芋胶的用途非常广泛，可用作造纸、印刷胶液、橡胶、陶瓷、摄影胶片的粘着添加剂；在石油工业上可用作钻井泥浆处理剂和压力液注入剂，有效提高工程质量和施工进度；在生物工程上可制成胶质，用于电泳分离；在纺织工业中用作毛、麻、棉纱的浆料，丝绸双面透印的印染糊料和后处理的柔软剂；烟草加工中用作保香剂；化妆品工业上用作护肤霜、洗发水的添加剂；在废水处理中可作杀菌剂的包埋材料，使杀菌剂缓慢释放；在建筑中可作防尘剂，将其与碱和表面活性剂混合后喷洒在将要拆修的建筑物和道路表面，可防止施工中产生灰尘；在化工中通过酯化、成型、皂化、交联后，可作为色谱填料，用于离子交换色谱；经过化学修饰活化，可用于固定化酶或细胞的载体。因此研究出一种魔芋胶吸水膨胀橡胶，在相关领域具有很好的发展前景。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题:针对吸水树脂/橡胶共混型吸水膨胀橡胶长期浸水后，吸水树脂容易析出，使其对环境中的离子浓度十分敏感，导致吸水膨胀功能急剧下降甚至丧失的弊端，提供了一种魔芋胶吸水膨胀橡胶的制备方法，该方法利用魔芋胶的强吸水性能，改性吸水膨胀橡胶吸水性能，吸水后体积可膨胀8?10倍，浸水后魔芋胶不易析出，吸水性能好。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)分别按淀粉和水质量比为1:6进行称量，并置于300?500r/min下旋转搅拌10?15min后形成淀粉浆液，随后将魔芋胶和淀粉浆液按质量比1:3的比例，在500?600r/min下搅拌混合形成淀粉魔芋胶混合溶液，并置于50?60°C下平衡I?2min，随后以12°C /min的加热速率升高温度至95°C，搅拌速率升高至600?800r/min，待温度达到95°C后，再以12°C /min的速率降温至50?60°C，保温30?45min制得魔芋胶淀粉浆液；
(2)待上述魔芋胶淀粉浆液保温完成后，使其静置冷却至20?30°C，再按氯丁二烯橡胶和魔芋胶淀粉浆液质量比为4:1进行搅拌混合，在搅拌速度为3600?4500r/min下，高速搅拌30?45min，制备得氯丁二烯/魔芋胶淀粉浆液混合液；
(3)按氯丁二烯/魔芋胶淀粉浆液混合液和质量分数为1.5%的氯化钙溶液质量比为3:1，在3000r/min下高速搅拌混合，待混合溶液产生絮凝10?15min后，将絮凝物取出并用去离子水反复冲洗3?5次，去除絮凝物表面氯化钙溶液，制得氯丁二烯/魔芋胶淀粉絮凝物，随后将氯丁二烯/魔芋胶淀粉絮凝物置于90?95°C烘箱中烘干20?30min，待其烘干完成后，将其取出并在双辊开炼机上压制形成厚度为2?3_的氯丁橡胶/魔芋胶淀粉母胶薄片，并置于80?90°C恒温烘箱中干燥4?8h，去除所含所有水分；
(4)待氯丁橡胶/魔芋胶淀粉母胶薄片干燥完成后，将其迅速取出并置于双辊开炼机上进行开炼压制，随后按重量份数比计，分别选取65?80份的丙烯酸钠、10?15份的硬脂酸、I?3份的过氧化二异丙苯、2?6份的二硫化二苯骈噻唑、I?3份的2，2’ - 二硫代二苯并噻唑、4?6份的纳米氧化锌和I?2份的纳米氧化镁，将上述材料按顺序在开炼过程中依次加入，并反复打包5?8次，形成混炼胶；
(5)将制备的混炼胶取出，并置于烘箱中在20?30°C下，放置10?15h，随后通过平板硫化机进行硫化，硫化条件为151°C Xts9。，待其硫化完成取出混炼胶，即制得一种魔芋胶吸水膨胀橡胶。
[0006]本发明的应用方法:在先浇混凝土中预留吸水膨胀橡胶安放槽，拆除先浇混凝土模板后，清除表面，使缝面无水、干净、无杂物，将制得的魔芋胶吸水膨胀橡胶嵌入预留槽内，在上层浇注混凝土，即可。该吸水膨胀橡胶吸水后体积可膨胀8?10倍，浸水后无溶解物析出，亲水膨胀性能好。
[0007]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(I)本发明制备出的吸水膨胀橡胶吸水后体积可膨胀8?10倍，浸水后无溶解物析出，亲水膨胀性能好，可经长期反复膨胀；
(2 )该方法制备简单，成本低，所得产品无毒无污染。
【具体实施方式】
[0008]首先分别按淀粉和水质量比为1:6进行称量，并置于300?500r/min下旋转搅拌10?15min后形成淀粉浆液，随后将魔芋胶和淀粉浆液按质量比1:3的比例，在500?600r/min下搅拌混合形成淀粉魔芋胶混合溶液，并置于50?60°C下平衡I?2min，随后以12°C /min的加热速率升高温度至95°C，搅拌速率升高至600?800r/min，待温度达到95°C后，再以12°C /min的速率降温至50?60°C，保温30?45min制得魔芋胶淀粉浆液；待上述魔芋胶淀粉浆液保温完成后，使其静置冷却至20?30°C，再按氯丁二烯橡胶和魔芋胶淀粉浆液质量比为4:1进行搅拌混合，在搅拌速度为3600?4500r/min下，高速搅拌30?45min，制备得氯丁二烯/魔芋胶淀粉浆液混合液；然后按氯丁二烯/魔芋胶淀粉浆液混合液和质量分数为1.5%的氯化钙溶液质量比为3:1，在3000r/min下高速搅拌混合，待混合溶液产生絮凝10?15min后，将絮凝物取出并用去离子水反复冲洗3?5次，去除絮凝物表面氯化钙溶液，制得氯丁二烯/魔芋胶淀粉絮凝物，随后将氯丁二烯/魔芋胶淀粉絮凝物置于90?95 °C烘箱中烘干20?30min，待其烘干完成后，将其取出并在双辊开炼机上压制形成厚度为2?3mm的氯丁橡胶/魔芋胶淀粉母胶薄片，并置于80?90°C恒温烘箱中干燥4?8h，去除所含所有水分；待氯丁橡胶/魔芋胶淀粉母胶薄片干燥完成后，将其迅速取出并置于双辊开炼机上进行开炼压制，随后按重量份数比计，分别选取65?80份的丙烯酸钠、10?15份的硬脂酸、I?3份的过氧化二异丙苯、2?6份的二硫化二苯骈噻唑、I?3份的2，2’ - 二硫代二苯并噻唑、4?6份的纳米氧化锌和I?2份的纳米氧化镁，将上述材料按顺序在开炼过程中依次加入，并反复打包5?8次，形成混炼胶；最后将制备的混炼胶取出，并置于烘箱中在20?30°C下，放置10?15h，随后通过平板硫化机进行硫化，硫化条件为151°C Xts9。，待其硫化完成取出混炼胶，即制得一种魔芋胶吸水膨胀橡胶。
[0009]实例I
首先分别按淀粉和水质量比为1:6进行称量，并置于300r/min下旋转搅拌1min后形成淀粉浆液，随后将魔芋胶和淀粉浆液按质量比1:3的比例，在500r/min下搅拌混合形成淀粉魔芋胶混合溶液，并置于50°C下平衡lmin，随后以12°C /min的加热速率升高温度至95°C，搅拌速率升高至600r/min，待温度达到95°C后，再以12°C /min的速率降温至50°C，保温30min制得魔芋胶淀粉浆液；待上述魔芋胶淀粉浆液保温完成后，使其静置冷却至20°C，再按氯丁二烯橡胶和魔芋胶淀粉浆液质量比为4:1进行搅拌混合，在搅拌速度为3600r/min下，高速搅拌30min，制备得氯丁二烯/魔芋胶淀粉浆液混合液；然后按氯丁二烯/魔芋胶淀粉浆液混合液和质量分数为1.5%的氯化钙溶液质量比为3:1，在3000r/min下高速搅拌混合，待混合溶液产生絮凝1min后，将絮凝物取出并用去离子水反复冲洗3次，去除絮凝物表面氯化钙溶液，制得氯丁二烯/魔芋胶淀粉絮凝物，随后将氯丁二烯/魔芋胶淀粉絮凝物置于90°C烘箱中烘干20min，待其烘干完成后，将其取出并在双辊开炼机上压制形成厚度为2_的氯丁橡胶/魔芋胶淀粉母胶薄片，并置于80°C恒温烘箱中干燥4h，去除所含所有水分；待氯丁橡胶/魔芋胶淀粉母胶薄片干燥完成后，将其迅速取出并置于双辊开炼机上进行开炼压制，随后按重量份数比计，分别选取70份的丙烯酸钠、15份的硬脂