本发明专利技术提供一种高吸水性可降解的聚氨酯橡胶组合物及其制备方法，使该橡胶组合物在具有高吸水性的同时兼具可降解性。所述的聚氨酯橡胶组合物以聚酯型和／或聚醚型混炼聚氨酯橡胶为１００重量份计，包含以下组分：聚酯型和／或聚醚型混炼聚氨酯橡胶，１００份；淀粉、过硫酸盐和水混合物，１０～６０份；淀粉系高吸水性树脂，１５～６０份；其它助剂。本发明专利技术的聚氨酯橡胶组合物可化学降解和生物降解并且吸水率高，可通过不同型号聚氨酯橡胶的不同配比和／或化学降解物和／或生物降解物的配比来调节降解周期，降解周期为８～４２个月，在蒸馏水中膨胀倍率为３００～８００％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有优异生物降解能力和化学降解能力的可降解聚氨酯橡胶组合物， 和所述橡胶组合物的制备工艺。
技术介绍
随着时代发展，全球橡胶产业已发生巨大变化，传统橡胶硫化加工工艺制造的交 联橡胶在失去使用性能后，不易降解，给人类生活环境带来了大量的垃圾，因而大家都希望 使用一种失去使用性能后能够降解的交联橡胶材料。CN1563155A公开了一种由吸水膨胀 树脂制备的遇水膨胀橡胶及其制备方法。其中吸水膨胀树脂由含有聚氧乙烯醚(甲基)丙 烯酸酯的聚合单体、催化剂、引发剂和交联剂按比例聚合而成；遇水膨胀橡胶由吸水膨胀树 月旨、氯丁胶、填充剂、软化剂、促进剂和防老剂通过混炼、硫化而成，该遇水膨胀橡胶性能优 良，耐离子性好，遇水后无析出物。其重量份数是，吸水膨胀树脂为50 100份、氯丁胶为 100份、填充剂为20 35份、软化剂为10 20份、促进剂为0. 5 1. 0份、防老剂为0. 5 1.0份。该文献公开的遇水膨胀橡胶硫化组合物主要使用氯丁胶，遇水膨胀橡胶硫化组合物 不可降解。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高吸水性可降解的聚氨酯橡胶组合物及其制备方法， 使该橡胶组合物在具有高吸水性的同时兼具可降解性。一种聚氨酯橡胶组合物，以聚酯型和/或聚醚型混炼聚氨酯橡胶为100重量份计， 包含以下组分聚酯型和/或聚醚型混炼聚氨酯橡胶，100份；淀粉、过硫酸盐和水混合物，记为H，10 60份，其中淀粉、过硫酸盐和水的配比 (重量份)为 100 (2 20) (10 35)；亚硫酸盐，0.5 5份；硬脂酸，0.5 3份；氧化锌，3 15份；橡胶防老剂，0 5份；填充剂，5 70份；酯类增塑剂，5 50份；环氧树脂，1 30份；淀粉系高吸水性树脂，15 60份；发泡剂，1 20份；橡胶交联剂，3 15份。本专利技术所述的聚氨酯橡胶为市售产品，聚酯型聚氨酯橡胶如 AU28(Millathane28)、聚酯型HA-1、S型胶、Eelastothane 640等；聚醚型聚氨酯橡胶如EU26 (Mi llathane26)，其中聚酯型和聚醚型聚氨酯橡胶共用时，二者比例可以任意调整。所用的淀粉可以是豆类原淀粉、小麦类原淀粉、稻米类淀粉、谷类原淀粉或薯类原 淀粉中的一种或多种。本专利技术所用的过硫酸盐可以是过硫酸的碱金属盐如过硫酸钾、过硫酸钠等，或过 硫酸的碱土金属盐如过硫酸钙等，也可以是过硫酸的非金属盐如过硫酸铵等。亚硫酸盐是可溶于水的，亚硫酸盐中所含阳离子可以是非氧化性金属离子，也可 以是非氧化性非金属离子(团)，金属离子如钠离子，钾离子等，非金属离子如铵根离子等。本专利技术所述的橡胶防老剂可以是胺类防老剂、酚类(衍生物)防老剂或者苯并咪 唑类防老剂中的一种或多种。所述的胺类防老剂选自N，N’ - 二(2-辛基)-对苯二胺、N-异丙基-N’ -苯基对 苯二胺、N，N’ - 二(1，4-二甲基戊基)-对苯二胺、N-(1，3-二甲基丁基)-N’ -苯基对苯二 胺有机络合物等。所述的酚类(衍生物)防老剂选自3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯、 2,2'-硫代二(4-甲基-6-叔丁基苯酚)等。所述的苯并咪唑类防老剂如2-巯基苯并咪唑等。所述的填充剂可以是含磷无机物选自磷酸铵、过磷酸钙、磷酸三钙、重过磷酸钙 等，也可以是其它无机填充剂选自白炭黑、滑石粉、碳酸钙、氧化镁等。本专利技术所述的酯类增塑剂可以是邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸酯类、 脂肪酸酯类或多元醇酯中的一种或多种。本专利技术所述的环氧树脂是常温下呈液体的双酚A型环氧树脂如E-44、E_42等，或 上述环氧树脂的混合物。本专利技术所述的淀粉系高吸水性树脂可以是淀粉接枝丙烯腈树脂或淀粉接枝丙烯 酸树脂。本专利技术所述的发泡剂可以是无机类开孔发泡剂如水、碳酸氢钾、碳酸铵、碳酸氢 铵、碳酸氢钠、硼氢化钾等，也可以是有机类开孔发泡剂如偶氮二异丁腈、N，N’_ 二亚硝基五 次甲基四胺等，或上述无机类开孔发泡剂和有机类开孔发泡剂的混合物。本专利技术所述的橡胶交联剂是由主交联剂和助交联剂组成，主交联剂和助交联剂的 配比(以重量份计)为(3 10) (0.1 5)。主交联剂可以是有机过氧化物类，如过氧 化二异丙苯、过氧化二苯甲酰等中的一种，这时助交联剂可以是硫磺、含硫给予体化合物如 秋兰姆类、含硫的吗啉衍生物、三烯丙基异三聚氰酸酯中的一种或多种；主交联剂也可以是 硫磺或含硫硫磺给予体化合物中的一种，这时助交联剂可以是噻唑类、秋兰姆类或次磺酰 胺类中的一种或多种。本专利技术所述的橡胶组合物是通过以下方法制备的(1)首先制备淀粉和过硫酸盐和水的混合物，高速搅拌5 30分钟使淀粉、过硫酸盐和水混合均勻，形成混合物H。(2)将聚氨酯橡胶在开炼机或密炼机中塑炼1 5分钟后，在开炼机或密炼机中 加入预先准备好的混合物H，混炼1 5分钟后，加入亚硫酸盐，在开炼机或密炼机中反应 4 10分钟，使淀粉部分接枝在聚氨酯分子上，之后加入硬脂酸和氧化锌，混炼1 5分钟 后，加入橡胶防老剂，混炼1 3分钟后，加入填充剂，混炼2 5分钟后，再加入酯类增塑剂和环氧树脂，混炼2 8分钟后，再加入淀粉系高吸水性树脂和发泡剂，混炼1 5分钟 后，加入橡胶交联剂，混炼2 6分钟后，在开炼机上压片。(3)室温下停放12 24小时后，在130 180°C下硫化后使用。本专利技术所加入的过硫酸盐和亚硫酸盐组成了淀粉接枝聚氨酯橡胶的引发体系，淀 粉在引发体系的作用下与混炼型聚氨酯反应，使淀粉部分接枝在聚氨酯分子上，形成增容 界面，可增加淀粉系高吸水性树脂与橡胶混合物体系的相容性，剩余没接枝的淀粉则可作 为可降解体系生物降解点。所加入的硬脂酸、氧化锌作为硫化活性剂，与交联剂和助交联剂一起形成硫化体 系，与聚氨酯橡胶作用可使整个橡胶体系中可交联的大分子产生交联网络。酯类增塑剂、环氧树脂与橡胶体系相容性好，分散均勻，可提高体系加工性能；环 氧树脂为不可降解物，在共混体系降解后，环氧树脂收缩聚集降解残留物，经长时间后，环 氧树脂和降解残留物作用固化，易于集中处理，利于环境保护。水、碳酸氢钾和偶氮二异丁腈等作为发泡剂使用，在硫化过程中形成开孔海绵；开 孔海绵结构和淀粉系高吸水性树脂组合可提供聚氨酯橡胶组合物的高吸水性能。本专利技术的聚氨酯橡胶还可以通过调节聚酯型和聚醚型聚氨酯橡胶的比例来调节 降解周期。聚酯型聚氨酯橡胶和聚醚型聚氨酯橡胶本身亲水后，降解周期不同，聚酯型的易 降解，聚醚型的不易降解，两种聚氨酯橡胶按不同比例混合，混合物的降解周期不同。此外，当选用过硫酸铵作为引发剂，选用含磷无机物作为填充剂时，本专利技术所述的 聚氨酯橡胶组合物还可以用于辅助植物固水，具有增加肥效和改善土壤土质的作用，该组 合物在吸水状态下能够产生植物所需的肥料过硫酸铵分解可产生含氮肥料；含磷无机物 可水解出含磷肥料，根据使用环境，增加或减少粒状普通过磷酸钙的用量可调节环境酸碱 度；碳酸氢钾可以产生钾离子。本专利技术的特点是a提供一种聚氨酯橡胶组合物及其制备工艺；b该聚氨酯橡胶组 合物可化学降解和生物降解并且吸水率高，降解周期为8 42个月，在蒸馏水中膨胀倍率 可以达到300 800%;c该聚氨酯橡胶组合物的降解周期为8 42个月，可通过不同型号 聚氨酯橡胶的不同配比和(或本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚氨酯橡胶组合物，以聚酯型和／或聚醚型混炼聚氨酯橡胶为１００重量份计，包含以下组分： 聚酯型和／或聚醚型混炼聚氨酯橡胶，１００份； 淀粉、过硫酸盐和水混合物，记为Ｈ，１０～６０份，其中淀粉、过硫酸盐和水的配比（重量份）为１００∶（２～２０）∶（１０～３５）； 亚硫酸盐，０．５～５份； 硬脂酸，０．５～３份； 氧化锌，３～１５份； 橡胶防老剂，０～５份； 填充剂，５～７０份； 酯类增塑剂，５～５０份； 环氧树脂，１～３０份； 淀粉系高吸水性树脂，１５～６０份； 发泡剂，１～２０份； 橡胶交联剂，３～１５份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘永军，郭义，巩红光，樊洁，王卓妮，朱博超，李锦山，乔彤森，杨世元，谢昕，竺栋荣，许惠芳，刘敏，魏福庆，金鼎铭，邵月君，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。