一种高性能吸水膨胀橡胶复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高性能吸水膨胀橡胶复合材料及其制备方法，属于吸水膨胀橡胶技术领域。该复合材料具有快速高倍率吸水和二次及多次高吸水膨胀率性能，且反复进水前后均具备高弹性和优异的力学性能，密封效果好。包括以下重量份组份：橡胶本体100份，吸水助剂80

【技术实现步骤摘要】
一种高性能吸水膨胀橡胶复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及吸水膨胀橡
，具体而言，特别涉及一种高性能吸水膨胀橡胶复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]吸水膨胀橡胶复合材料是一种新型功能高分子材料，是在橡胶中引入亲水性化学物质制得的。橡胶基体将水分子吸收到其内部，发生体积膨胀，发挥止水堵漏的作用，广泛应用于日常生活和工业生产中，如：吸水密封材料、建筑防水、土壤改良等。
[0003]市面上的吸水膨胀橡胶复合材料普遍存在一些问题，如吸水助剂在橡胶基体中分散性差、相容性差，使得材料内部存在结构缺陷和应力集中，导致材料吸水膨胀率低、力学性能差；此外，反复进水后吸水助剂析出严重，材料的膨胀率和拉伸强度下降明显，大大限制了吸水膨胀橡胶复合材料的应用。因此提高膨胀率、力学性能、反复吸水后的膨胀率和力学性能，一直是制备吸水膨胀橡胶复合材料所要解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了弥补现有技术的不足，解决吸水膨胀橡胶复合材料的膨胀率低、力学性能差、反复吸水后膨胀率和力学性能明显下降等的技术问题,本专利技术提供了一种高性能吸水膨胀橡胶复合材料及其制备方法。
[0005]本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种高性能吸水膨胀橡胶复合材料，包括以下重量份组份：橡胶本体100份，吸水助剂80
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120份，补强填料40
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140份，填充油60
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70份，活化剂8
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10份，硫化剂1.2
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1.25份，促进剂1.3
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3.5份，颜料2
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4份，防老剂0.5
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3份，无机矿物填料80
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100份。
[0006]作为优选方案，橡胶本体为天然橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、顺丁橡胶和丁苯橡胶中的至少一种。
[0007]作为优选方案，补强填料为沉淀法白炭黑。
[0008]作为优选方案，活化剂为氧化锌和硬脂酸锌。
[0009]作为优选方案，吸水助剂为吸水橡胶专用的多功能吸水助剂，具体制备方法如下：将甘油脂肪酸酯放置20℃的烘箱中2小时后，选取白炭黑375g、膨润土750g、PEG1500 250g、超细滑石粉125g和烘过的甘油脂肪酸酯1000g送入高速混合机中混合搅拌8s，控制搅拌机的搅拌速度为15000r/min，然后出料得到多功能吸水助剂。
[0010]作为优选方案，防老剂为RD、4010NA中的至少一种，硫化剂为硫磺，促进剂为DM、TT、BZ中的至少一种。
[0011]作为优选方案，无机矿物填料为碳酸钙、云母粉、硅藻土中的至少一种。
[0012]作为优选方案，颜料为铁红，具有着色力强，无油渗性和水渗性。
[0013]作为优选方案，填充油为环烷油、石蜡油中的至少一种。
[0014]一种高性能吸水膨胀橡胶复合材料的制备方法，具体制备方法如下：
S1混炼：将密炼机初始温度控制在50℃~60℃，转速为60~70转/分钟，先加入橡胶本体塑炼，然后依次加入补强填料、填充油、活化剂、防老剂、颜料和其它无机矿物填料，混炼2min后加入吸水助剂，继续混炼2min得到一段母炼胶；S2将一段母炼胶放入开炼机，依次加入促进剂和硫化剂，薄通5次，下片得混炼胶；S3硫化：将混炼胶停放16小时~24小时，取样放入制定产品模具，160℃硫化，得硫化胶。
[0015]本专利技术由于采用了以上技术方案，与现有技术相比使其具有以下有益效果：通过本专利技术的技术方案，组份中的吸水助剂在橡胶基体中分散均匀，且与橡胶基体间的相容性较好，反复浸水前后少量析出，规避了材料内部结构缺陷，平衡了吸水膨胀橡胶复合材料的吸水性能和物理机械性能。本专利技术公开了该高性能吸水膨胀橡胶复合材料的制备方法
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机械物理共混法，制备工艺简单、环保，低成本。（1）与市面上其它吸水膨胀橡胶复合材料相比，力学性能和吸水膨胀性能优异：硬度46符合48
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10（邵尔A/度），拉伸强度4.8MPa≥3MPa，拉断伸长率524%≥350%，体积膨胀率861%≥600%；性能稳定，表现为：反复浸水试验后的拉伸强度4.0MPa≥2 MPa、拉断伸长率504%≥250%、体积膨胀倍率584%≥500%；综合性能达到了国家标准GB/T 18173.3
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2014中最优指标PZ
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600；（2）该高性能吸水膨胀橡胶复合材料反复浸水前后少量吸水助剂析出；（3）该高性能吸水膨胀橡胶复合材料制备工艺简单、绿色环保、低成本。
[0016]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
具体实施方式
[0017]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0018]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0019]一种高性能吸水膨胀橡胶复合材料，包括以下重量份组份：橡胶本体100份，橡胶本体为天然橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、顺丁橡胶和丁苯橡胶中的至少一种。
[0020]吸水助剂80
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120份，吸水助剂为吸水橡胶专用的多功能吸水助剂，具体制备方法如下：将甘油脂肪酸酯放置20℃的烘箱中2小时后，选取白炭黑375g、膨润土750g、PEG1500 250g、超细滑石粉125g和烘过的甘油脂肪酸酯1000g送入高速混合机中混合搅拌8s，控制搅拌机的搅拌速度为15000r/min，然后出料得到多功能吸水助剂。与市面上其它吸水助剂相比，具有以下优势：环保易分散、与橡胶基体间的相容性较好。解决了吸水橡胶复合材料产品吸水膨胀率低、物理机械性能差、反复吸水性能不稳定等问题。
[0021]补强填料40
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140份，补强填料为沉淀法白炭黑, 白炭黑是优良的白色补强剂，可赋子胶料较高的拉伸强度、伸长率、弹性、撕裂强度等力学性能，同时方便橡胶染色。
[0022]填充油60
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70份，填充油为环烷油、石蜡油中的至少一种。二者与吸水助剂及橡胶等聚合物有良好的相容性，起到填充和软化的作用，稳定性好。
[0023]活化剂8
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10份，活化剂为氧化锌和硬脂酸锌，两者配合，起到活化胶料中硫化体系、提高硫化胶交联密度的作用。
[0024]硫化剂1.2
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1.25份，硫化剂为硫磺。
[0025]促进剂1.3
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3.5份，促进剂为DM、TT、BZ中的至少一种。
[0026]颜料2
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4份，颜料为铁红，具有着色力强，无油渗性和水渗性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能吸水膨胀橡胶复合材料，其特征在于，包括以下重量份组份：橡胶本体100份，吸水助剂80
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120份，补强填料40
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140份，填充油60
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70份，活化剂8
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10份，硫化剂1.2
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1.25份，促进剂1.3
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3.5份，颜料2
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4份，防老剂0.5
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3份，其它无机矿物填料80
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100份。2.根据权利要求1所述的一种高性能吸水膨胀橡胶复合材料,其特征在于,所述橡胶本体为天然橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、顺丁橡胶和丁苯橡胶中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种高性能吸水膨胀橡胶复合材料，其特征在于，所述补强填料为沉淀法白炭黑。4.根据权利要求1所述的一种高性能吸水膨胀橡胶复合材料，其特征在于，所述活化剂为氧化锌和硬脂酸锌。5.根据权利要求1所述的一种高性能吸水膨胀橡胶复合材料，其特征在于，所述吸水助剂为吸水橡胶专用的多功能吸水助剂，具体制备方法如下：将甘油脂肪酸酯放置20℃的烘箱中2小时后，选取白炭黑375g、膨润土750g、PEG1500 250g、超细滑石粉125g和烘过的甘油脂肪酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张保岗，刘奕麟，王宗陶，
申请(专利权)人：青岛乐智云联合创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：