一种耐热吸水橡胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐热吸水橡胶材料，按重量份称取以下成分：丁腈橡胶100‑120份，纳米氧化锌3‑5份，硬脂酸0.8‑2份，防老剂4010NA为1‑3份，白炭黑20‑40份，硫磺0.5‑1份，促进剂DM为2‑4份，石墨粉10‑20份，改性微晶纤维素15‑25份，环己烷2‑4份，丙烯酸20‑30份，丙烯酰胺15‑25份，N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺3‑5份，过硫酸铵4‑8份。本发明专利技术的橡胶材料在高温下具有很好的吸水稳定性和力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐热吸水橡胶材料及其制备方法
本专利技术涉及吸水橡胶领域，具体涉及一种耐热吸水橡胶材料及其制备方法。
技术介绍
吸水膨胀橡胶(waterswellablerubber，WSR)自20世纪70年代专利技术以来，以其弹性止水、以水止水的特点，广泛应用于各种工程变形缝、施工缝、水下仪器的密封防水。随着工业迅速发展，对吸水膨胀橡胶制品性能的要求也越来越高，应具备一定的力学性能、快速高倍率吸水、吸水后质量损失率低等特性。耐高温遇水膨胀橡胶的常温的水环境中可以获得很高的吸水膨胀率，而且吸水也比较稳定，但是在高温的水环境中，其吸水膨胀不是很稳定，从而其使用寿命降低，因此改善耐高温遇水膨胀橡胶的耐高温性对其在特殊恶劣工程环境中使用具有很重要的实际意义。
技术实现思路
要解决的技术问题：本专利技术的目的是提供一种耐热吸水橡胶材料及其制备方法，本专利技术的橡胶材料在高温下具有很好的吸水稳定性和力学性能。技术方案：一种耐热吸水橡胶材料，按重量份称取以下成分：丁腈橡胶100-120份，纳米氧化锌3-5份，硬脂酸0.8-2份，防老剂4010NA为1-3份，白炭黑20-40份，硫磺0.5-1份，促进剂DM为2-4份，石墨粉10-20份，改性微晶纤维素15-25份，环己烷2-4份，丙烯酸20-30份，丙烯酰胺15-25份，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺3-5份，过硫酸铵4-8份。进一步的，所述改性微晶纤维素的制备方法为：将微晶纤维素溶于去离子水中，配置成浓度为20-25％的溶液，在0℃条件下加入等体积的浓硫酸，搅拌10-20min后，再升温至40℃反应80-100min，最后加水静置，离心，洗净，将洗涤后的微晶纤维素配制成浓度为4-8％的微晶纤维素溶液与35-40％的醋酸等体积混合，超声波振荡10-15min得到微晶纤维素醋酸悬浮液，加入醋酸体积1/4-1/3的乙酸和高氯酸钠的混合溶液，然后加入与醋酸体积1/3-1/2的乙酸酐，40-50℃反应2-6h，洗涤烘干，得到酯化改性微晶纤维素。进一步的，所述乙酸和高氯酸钠体积比为100-150:1。上述的一种耐热吸水橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：S1.将环己烷和改性微晶纤维素混合，在无氧条件下45℃搅拌30min，依次加入丙烯酸单体，丙烯酰胺、过硫酸铵和N,N’－亚甲基双丙烯酰胺，升温至75℃，反应结束后用无水乙醇洗涤，然后加入至丁腈橡胶中，在温度为120-130℃下塑炼5-10min；S2.然后加入其它剩余的成分混炼并薄通后，在室温下静置8-12h后进行硫化，硫化的温度为150-165℃，硫化时间为10-15min，硫化压力为10-15MPa。进一步的，所述步骤S1中塑炼温度为120℃，时间为8min。进一步的，所述步骤S2中硫化的温度为155-160℃，硫化时间为12min，硫化压力为12MPa。有益效果：本专利技术的吸水橡胶通过改性的后改性微晶纤维素具有致密的晶体结构具有更好的耐热性，同时通过接枝丙烯酸/丙烯酰胺聚合物，使得结构中存在大量的亲水结构，通过水合作用将水分子固定在高分子三维网络状结构里，使得失水的过程中消耗的能量更大，因此需要消耗更多的热量使得水分的挥发。具体实施方式实施例1一种耐热吸水橡胶材料，按重量份称取以下成分：丁腈橡胶100份，纳米氧化锌3份，硬脂酸0.8份，防老剂4010NA为1份，白炭黑40份，硫磺0.5份，促进剂DM为2份，石墨粉10份，改性微晶纤维素25份，环己烷2份，丙烯酸30份，丙烯酰胺15份，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺5份，过硫酸铵4份。所述改性微晶纤维素的制备方法为：将微晶纤维素溶于去离子水中，配置成浓度为25％的溶液，在0℃条件下加入等体积的浓硫酸，搅拌20min后，再升温至40℃反应100min，最后加水静置，离心，洗净，将洗涤后的微晶纤维素配制成浓度为4％的微晶纤维素溶液与35％的醋酸等体积混合，超声波振荡15min得到微晶纤维素醋酸悬浮液，加入醋酸体积1/3的乙酸和高氯酸钠的混合溶液，然后加入与醋酸体积1/2的乙酸酐，其中，乙酸和高氯酸钠体积比为150:1，40℃反应6h，洗涤烘干，得到酯化改性微晶纤维素。上述的一种耐热吸水橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：S1.将环己烷和改性微晶纤维素混合，在无氧条件下45℃搅拌30min，依次加入丙烯酸单体，丙烯酰胺、过硫酸铵和N,N’－亚甲基双丙烯酰胺，升温至75℃，反应结束后用无水乙醇洗涤，然后加入至丁腈橡胶中，在温度为120℃下塑炼10min；S2.然后加入其它剩余的成分混炼并薄通后，在室温下静置8h后进行硫化，硫化的温度为165℃，硫化时间为10min，硫化压力为10MPa。实施例2一种耐热吸水橡胶材料，按重量份称取以下成分：丁腈橡胶120份，纳米氧化锌5份，硬脂酸2份，防老剂4010NA为3份，白炭黑40份，硫磺1份，促进剂DM为4份，石墨粉20份，改性微晶纤维素15份，环己烷4份，丙烯酸20份，丙烯酰胺25份，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺3份，过硫酸铵8份。所述改性微晶纤维素的制备方法为：将微晶纤维素溶于去离子水中，配置成浓度为20％的溶液，在0℃条件下加入等体积的浓硫酸，搅拌10min后，再升温至40℃反应80min，最后加水静置，离心，洗净，将洗涤后的微晶纤维素配制成浓度为8％的微晶纤维素溶液与40％的醋酸等体积混合，超声波振荡10min得到微晶纤维素醋酸悬浮液，加入醋酸体积1/4的乙酸和高氯酸钠的混合溶液，然后加入与醋酸体积1/3的乙酸酐，其中，乙酸和高氯酸钠体积比为100:1，50℃反应2h，洗涤烘干，得到酯化改性微晶纤维素。上述的一种耐热吸水橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：S1.将环己烷和改性微晶纤维素混合，在无氧条件下45℃搅拌30min，依次加入丙烯酸单体，丙烯酰胺、过硫酸铵和N,N’－亚甲基双丙烯酰胺，升温至75℃，反应结束后用无水乙醇洗涤，然后加入至丁腈橡胶中，在温度为130℃下塑炼5min；S2.然后加入其它剩余的成分混炼并薄通后，在室温下静置12h后进行硫化，硫化的温度为150℃，硫化时间为15min，硫化压力为15MPa。实施例3一种耐热吸水橡胶材料，按重量份称取以下成分：丁腈橡胶105份，纳米氧化锌3份，硬脂酸1份，防老剂4010NA为2份，白炭黑30份，硫磺0.5份，促进剂DM为2份，石墨粉15份，改性微晶纤维素22份，环己烷2份，丙烯酸25份，丙烯酰胺18份，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺3份，过硫酸铵8份。所述改性微晶纤维素的制备方法为：将微晶纤维素溶于去离子水中，配置成浓度为24％的溶液，在0℃条件下加入等体积的浓硫酸，搅拌10min后，再升温至40℃反应80min，最后加水静置，离心，洗净，将洗涤后的微晶纤维素配制成浓度为5％的微晶纤维素溶液与35％的醋酸等体积混合，超声波振荡15min得到微晶纤维素醋酸悬浮液，加入醋酸体积1/4的乙酸和高氯酸钠的混合溶液，然后加入与醋酸体积1/3的乙酸酐，其中，乙酸和高氯酸钠体积比为120:1，40℃反应6h，洗涤烘干，得到酯化改性微晶纤维素。上述的一种耐热吸水橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：S1.将环己烷和改性微晶纤维素混合，在无氧条件下45℃搅拌30min，依次加入丙烯酸单体，丙烯酰胺、过硫酸铵和N,N’－亚甲基双丙烯酰胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐热吸水橡胶材料，其特征在于，按重量份称取以下成分：丁腈橡胶100‑120份，纳米氧化锌3‑5份，硬脂酸0.8‑2份，防老剂4010NA为1‑3份，白炭黑20‑40份，硫磺0.5‑1份，促进剂DM为2‑4份，石墨粉10‑20份，改性微晶纤维素15‑25份，环己烷2‑4份，丙烯酸20‑30份，丙烯酰胺15‑25份，N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺3‑5份，过硫酸铵4‑8份。

【技术特征摘要】
1.一种耐热吸水橡胶材料，其特征在于，按重量份称取以下成分：丁腈橡胶100-120份，纳米氧化锌3-5份，硬脂酸0.8-2份，防老剂4010NA为1-3份，白炭黑20-40份，硫磺0.5-1份，促进剂DM为2-4份，石墨粉10-20份，改性微晶纤维素15-25份，环己烷2-4份，丙烯酸20-30份，丙烯酰胺15-25份，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺3-5份，过硫酸铵4-8份。2.根据权利要求1所述的一种耐热吸水橡胶材料，其特征在于：所述改性微晶纤维素的制备方法为：将微晶纤维素溶于去离子水中，配置成浓度为20-25％的溶液，在0℃条件下加入等体积的浓硫酸，搅拌10-20min后，再升温至40℃反应80-100min，最后加水静置，离心，洗净，将洗涤后的微晶纤维素配制成浓度为4-8％的微晶纤维素溶液与35-40％的醋酸等体积混合，超声波振荡10-15min得到微晶纤维素醋酸悬浮液，加入醋酸体积1/4-1/3的乙酸和高氯酸钠的混合溶液，然后加入与醋酸体积1/3-1/2的乙酸酐，40-50℃反应2-6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶伟珍，
申请(专利权)人：陶伟珍，
类型：发明
国别省市：浙江,33