[发明专利]一种高性能吸水膨胀氯丁橡胶

说明书

技术领域

本发明属于橡胶技术领域，具体涉及一种高性能吸水膨胀氯丁橡胶。

背景技术

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一种新型功能高分子材料。1976年日本旭电化工株式会社首次申请了吸水膨胀橡胶的发明专利。WSR是在传统的弹性基体(如橡胶和热塑性弹性体)中引入亲水基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。吸水膨胀橡胶作为一种新型功能性材料，自20世纪70年代问世以来，因其独特的性能广泛应用于隧道、地铁、涵洞、游泳池、地下室、兵器库、粮仓、水下工程、海上采油、城镇供水设施和民用建筑，还可用于汽车集装箱、精密仪器及食品的防水防潮包装等。

目前，现有的吸水膨胀橡胶存以性能不稳定、吸水树脂难于在橡胶中分散以及生产成本高的缺陷。吸水膨胀橡胶主要是由橡胶和吸水树脂两组分通过物理机械共混制备所得的，由于橡胶的极性低，亲水性差，而吸水树脂亲水性好，极性强，导致两者的相容性差。工业上最常用的方法是利用物理共混法来制备吸水膨胀橡胶(即亲水组分与橡胶基体进行共混)，由于亲水组分与橡胶之间的性质相差较大，使得亲水组分很容易析出，从而减低了吸水膨胀橡胶的吸水性能及机械性能。因此使用增容剂来提高吸水组分与橡胶之间的结合力，改善亲水组分析出问题是本领域比较热门的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产工艺要求低、膨胀率稳定且加工性能好的高性能吸水膨胀氯丁橡胶。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种高性能吸水膨胀氯丁橡胶，由以下重量份数的原料制备而成：

氯丁橡胶80～120份、活性剂5～10份、防老剂1～3份、补强填料30～50份、硫化促进剂1～5份、升华硫0.5～2.5份、吸水树脂30～70份、吸水助剂5～20份、增容剂5～20份、有机过氧化物1～5份。

作为本发明的改进，一种高性能吸水膨胀氯丁橡胶由以下重量份数的原料制备而成：

氯丁橡胶100份、活性剂8份、防老剂2份、补强填料40份、硫化促进剂3份、升华硫1.5份、吸水树脂50份、吸水助剂10份、增容剂10份、有机过氧化物33份。

上述活性剂为硬脂酸和氧化锌的混合物。

上述防老剂选用防老剂D、防老剂4010NA、防老剂DNP中的任意一种。

上述补强填料为重量比1:1的炭黑与白炭黑，其中炭黑为天然气槽黑，白炭黑为气相白炭黑。

上述硫化促进剂为重量比1:1的噻唑类促进剂与促进剂CZ，其中噻唑类促进剂为促进剂DM或促进剂M。

上述吸水树脂选用聚丙烯酸钠或聚丙烯酸锂。

上述有机过氧化物为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、二叔丁基过氧化物或2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧己烷。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明的吸水膨胀橡胶性能稳定，胶橡胶基体与吸水树脂之间的作用力强，吸水树脂不易脱落，吸水倍率增加，吸水树脂与橡胶的相容性好，反复吸水后膨胀率变化小，具有加工性能好及生产成本低的特点，可满足生产工艺简单、生产成本低廉的要求。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

一种高性能吸水膨胀氯丁橡胶，各组分的重量份为：

氯丁橡胶100份、活性剂8份、防老剂4010NA2份、补强填料40份、硫化促进剂3份、升华硫1.5份、吸水树脂聚丙烯酸钠50份、吸水助剂10份、增容剂10份、有机过氧化物33份。

制备方法包括以下步骤：

将氯丁橡胶在开炼机上薄通包辊塑炼1min后，依次加入活性剂、升华硫、防老剂、吸水助剂，在辊距为2mm下开炼3min；加入吸水树脂混炼均匀，再加入补强填料在辊距为3mm上开炼10min；加入增容剂混炼均匀，最后将硫化促进剂加到橡胶基体中混炼均匀，在辊距为0.4mm下打三角包6次，薄通、下片，静置4小时得到混炼好的氯丁橡胶备用；将混炼好的氯丁橡胶在平板硫化机上于160℃、10Mpa条件下硫化15min开模，得到硫化好的吸水膨胀氯丁橡胶。

膨胀橡胶其各项性能指标如下：

一、物理机械性能：

硬度：65-80邵氏A；