一種遇水膨脹的防水橡膠密封材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種遇水膨脹的防水橡膠密封材料及其制備方法，由下述組分按重量份組成：丁基橡膠100份，膨潤(rùn)土?碳酸鈣微球10?16份，SAP樹(shù)脂6?10份，硬脂酸1?3份，防老劑AW4?6份，二甲基丙烯酸乙二醇酯1?3份，去離子水適量。本發(fā)明的吸水膨脹組合物由膨潤(rùn)土?碳酸鈣微球和SAP樹(shù)脂組成，使得制備的防水橡膠密封材料不僅具有優(yōu)異的吸水膨脹性能，同時(shí)具有高強(qiáng)度、耐久性的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種遇水膨脹的防水橡膠密封材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種遇水膨脹的防水橡膠密封材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]吸水膨脹橡膠(WSR)是一種功能性止水材料。由于它具有適應(yīng)結(jié)構(gòu)變形和吸水膨脹的特點(diǎn)，可以起到彈性密封止水和以水止水的作用，因此是基礎(chǔ)工程變形縫、施工縫、水堤嵌縫及各種管道接頭的理想防水止水材料。
[0003]我國(guó)從80年代開(kāi)始有吸水膨脹橡膠的報(bào)道，最早應(yīng)用于上海地鐵盾構(gòu)法施工中。國(guó)外在WSR研究方面起步較早，已生產(chǎn)出大量的高質(zhì)量產(chǎn)品，并已成功應(yīng)用于大型土木工程建設(shè)中。國(guó)內(nèi)也有類似產(chǎn)品問(wèn)世，但質(zhì)量和性能都與國(guó)外存在一定差距，尚需進(jìn)一步研究與完善。橡膠構(gòu)成WSR的基體，其彈性和強(qiáng)度會(huì)影響到WSR的機(jī)械性能，同時(shí)由于在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上的差異，傳統(tǒng)吸水橡膠普遍存在親水性物質(zhì)在橡膠基體中分散性差的問(wèn)題。親水性物質(zhì)容易從橡膠網(wǎng)絡(luò)中脫落，從而影響WSR的吸水膨脹性能及其密封性。
[0004]碳酸鈣微球是一種常見(jiàn)的無(wú)毒且生物相容性較好的材料，可用作橡膠、塑料、造紙、涂料和油墨等行業(yè)的填料。制備碳酸鈣微球的方法有很多，一般沉淀法合成碳酸鈣微球，利用氯化鈣、碳酸鈉為原料合成碳酸鈣沉淀。中國(guó)專利CN 105288637 A報(bào)道了一種碳酸鈣微球的制備方法，該方法以氯化鈣、碳酸鈉和陽(yáng)離子聚合物水溶液為原料，在表面活性劑作用下，在10-25°C溫度下，合成負(fù)載有陽(yáng)離子聚合物的碳酸鈣微球。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種遇水膨脹的防水橡膠密封材料，克服現(xiàn)有防水橡膠密封材料的不足。
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種遇水膨脹的防水橡膠密封材料，由下述組分按重量份組成:丁基橡膠100份，膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球10-16份，SAP樹(shù)脂6-10份，硬脂酸卜3份，防老劑AW4-6份，二甲基丙烯酸乙二醇酯1-3份，去離子水適量。
[0007]具體步驟如下:
(I)膨潤(rùn)土 -碳酸鈣微球的制備:
①、配制氯化鈣溶液、碳酸鈉溶液、十二烷基磺酸鈉水溶液以及聚丙烯酰胺水溶液，其中氯化鈣和碳酸鈣溶液為相同濃度，其摩爾濃度在0.1-0.3mol/L之間，十二烷基磺酸鈉水溶液的摩爾濃度在10-20mmol/L之間，聚丙烯酰胺水溶液的質(zhì)量百分比濃度在1%-3%之間；
②、將膨潤(rùn)土加入到適量去離子水中，攪拌均勻，邊攪拌邊加入聚丙烯酰胺水溶液，30-40°C下攪拌均勻；
③、在配制好的氯化鈣溶液中，加入十二烷基磺酸鈉水溶液以及步驟②得到的混合溶液，在15-20°C溫度下超聲攪拌0.5-2小時(shí)，再加入碳酸鈉溶液繼續(xù)攪拌2-4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后離心得到沉淀物，用去離子水洗滌，干燥得到膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球，其中，氯化鈣溶液、碳酸鈉溶液、十二烷基磺酸鈉水溶液和聚丙烯酰胺水溶液的體積比為10:10:(1-3):(1-3);
(2)煉膠:
將丁基橡膠、硬脂酸、防老劑AW以及步驟(I)得到的膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球填料投入到密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，混煉溫度控制在100-110°C，混煉時(shí)間3-8分鐘，得到混煉膠，混煉膠出料后送入開(kāi)煉機(jī)進(jìn)行散熱；
(3)濾膠:將散熱后的混煉膠下條后送入濾膠機(jī)濾膠，濾網(wǎng)為80-100目，得到母膠；
(4)捏合:
①、將混煉膠投入到捏合機(jī)中，控制捏合室溫度在70-80°C，捏合15-30分鐘；
②、投入SAP樹(shù)脂捏合共混40-90分鐘，控制溫度在125-150°C；
③、將捏合機(jī)的室溫降至70-80°C，投入二甲基丙烯酸乙二醇酯繼續(xù)捏合共混20-30分鐘;將捏合后的混料經(jīng)捏合機(jī)下部的螺桿排料裝置過(guò)濾，排料。
[0008]本發(fā)明中，負(fù)載聚丙烯酰胺的膨潤(rùn)土與氯化鈣溶液中鈣離子形成絡(luò)合離子，再與碳酸鈉溶液中的碳酸根離子反應(yīng)生成膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球，提高吸水組分與橡膠基體的相容性，制備的防水橡膠密封材料具有優(yōu)異的吸水膨脹密封性能，同時(shí)具有較高的穩(wěn)定性和較高的強(qiáng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0009]通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0010]實(shí)施例1
一種遇水膨脹的防水橡膠密封材料，由下述組分按重量份組成:丁基橡膠100份，膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球15份，SAP樹(shù)脂8份，硬脂酸2份，防老劑AW5份，二甲基丙烯酸乙二醇酯2份，去尚子水適量。
[0011]具體步驟如下:
(I)膨潤(rùn)土 -碳酸鈣微球的制備:
①、配制氯化鈣溶液、碳酸鈉溶液、十二烷基磺酸鈉水溶液以及聚丙烯酰胺水溶液，其中氯化鈣和碳酸鈣溶液為相同濃度，其摩爾濃度在0.2mol/L之間，十二烷基磺酸鈉水溶液的摩爾濃度在15mmol/L之間，聚丙烯酰胺水溶液的質(zhì)量百分比濃度在2%之間；
②、將膨潤(rùn)土加入到適量去離子水中，攪拌均勻，邊攪拌邊加入聚丙烯酰胺水溶液，35°C下攪拌均勻；
③、在配制好的氯化鈣溶液中，加入十二烷基磺酸鈉水溶液以及步驟②得到的混合溶液，在20°C溫度下超聲攪拌1.5小時(shí)，再加入碳酸鈉溶液繼續(xù)攪拌3小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后離心得到沉淀物，用去離子水洗滌，干燥得到膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球，其中，氯化鈣溶液、碳酸鈉溶液、十二烷基磺酸鈉水溶液和聚丙烯酰胺水溶液的體積比為10:10:2:2。
[0012](2)煉膠:
將丁基橡膠、硬脂酸、防老劑AW以及步驟(I)得到的膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球填料投入到密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，混煉溫度控制在110 °C，混煉時(shí)間7分鐘，得到混煉膠，混煉膠出料后送入開(kāi)煉機(jī)進(jìn)行散熱；
(3)濾膠:將散熱后的混煉膠下條后送入濾膠機(jī)濾膠，濾網(wǎng)為80目，得到母膠； (4)捏合:
①、將混煉膠投入到捏合機(jī)中，控制捏合室溫度在70°C，捏合20分鐘；
②、投入SAP樹(shù)脂捏合共混60分鐘，控制溫度在140°C；
③、將捏合機(jī)的室溫降至80°C，投入二甲基丙烯酸乙二醇酯繼續(xù)捏合共混30分鐘;將捏合后的混料經(jīng)捏合機(jī)下部的螺桿排料裝置過(guò)濾，排料。
[0013]經(jīng)測(cè)試:拉伸強(qiáng)度17.8MPa ;拉斷伸長(zhǎng)率610% ;強(qiáng)度75度;吸水膨脹率396%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種遇水膨脹的防水橡膠密封材料，其特征在于，由下述組分按重量份組成:丁基橡膠100份，膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球10-16份，SAP樹(shù)脂6-10份，硬脂酸1-3份，防老劑AW4-6份，二甲基丙烯酸乙二醇酯1-3份，去離子水適量； 所述的膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球是由下述重量份的原料組成的: 氯化鈣50-60份，碳酸鈉50-60份，十二烷基硫酸鈉5-12份，聚丙烯酰胺5_12份。2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種遇水膨脹的防水橡膠密封材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: (1)膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球的制備: ①、配制氯化鈣溶液、碳酸鈉溶液、十二烷基磺酸鈉水溶液以及聚丙烯酰胺水溶液，其中氯化鈣和碳酸鈣溶液為相同濃度，其摩爾濃度在0.1-0.3mol/L之間，十二烷基磺酸鈉水溶液的摩爾濃度在10-20mmol/L之間，聚丙烯酰胺水溶液的質(zhì)量百分比濃度在1%-3%之間； ②、將膨潤(rùn)土加入到適量去離子水中，攪拌均勻，邊攪拌邊加入聚丙烯酰胺水溶液，30-40°C下攪拌均勻； ③、在配制好的氯化鈣溶液中，加入十二烷基磺酸鈉水溶液以及步驟②得到的混合溶液，在15-20°C溫度下超聲攪拌0.5-2小時(shí)，再加入碳酸鈉溶液繼續(xù)攪拌2-4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后離心得到沉淀物，用去離子水洗滌，干燥得到膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球，其中，氯化鈣溶液、碳酸鈉溶液、十二烷基磺酸鈉水溶液和聚丙烯酰胺水溶液的體積比為10:10:(1-3):(1-3); (2)煉膠: 將丁基橡膠、硬脂酸、防老劑AW以及步驟(I)得到的膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球填料投入到密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，混煉溫度控制在100-110°C，混煉時(shí)間3-8分鐘，得到混煉膠，混煉膠出料后送入開(kāi)煉機(jī)進(jìn)行散熱； (3)濾膠:將散熱后的混煉膠下條后送入濾膠機(jī)濾膠，濾網(wǎng)為80-100目，得到母膠； (4)捏合: ①、將混煉膠投入到捏合機(jī)中，控制捏合室溫度在70-80°C，捏合15-30分鐘； ②、投入SAP樹(shù)脂捏合共混40-90分鐘，控制溫度在125-150°C； ③、將捏合機(jī)的室溫降至70-80°C，投入二甲基丙烯酸乙二醇酯繼續(xù)捏合共混20-30分鐘;將捏合后的混料經(jīng)捏合機(jī)下部的螺桿排料裝置過(guò)濾，排料。
【文檔編號(hào)】C08K3/26GK105906953SQ201610473135
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日
【發(fā)明人】胡光榮
【申請(qǐng)人】安徽榮達(dá)閥門有限公司