[发明专利]一种吸水膨胀丁腈橡胶的增容剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，具体涉及一种用于吸水膨胀丁腈橡胶的增容剂及其制备方法。

背景技术

吸水膨胀橡胶(Water swelling Rubber简称WSR)是在橡胶的基体中引入亲水性基团或者吸水组分而制成的一种新型功能高分子材料。自20世纪70年代末80年代初问世以来，吸水膨胀橡胶因其独特的弹性密封止水和吸水膨胀止水的双重止水功能已经引起人们的重视。可广泛于建筑物变形缝、施工缝防水、水下仪器及兵工武器的密封防水，以及金属、混凝土、陶瓷、塑料、钢铁等管道和箱涵的接头防水密封。与传统的受压封缝材料相比，吸水膨胀橡胶既具备常规止水材料的密封作用，又可以起到以水止水的作用，而且施工方便、节省材料、降低工程造价。WSR是一种替代型防水密封材料，因此，其具有很好的应用前景和巨大的市场。

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，由于橡胶的亲水性差，而吸水树脂亲水性好，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。

张志豪等以PVA-g-PBA（聚乙烯醇接枝聚丙烯酸丁酯两亲性接枝共聚物）作为增容剂，利用氯醇橡胶和交联聚丙烯酸盐制备WSR，浸水后的质量损失率由未加的18.82%下降到14.32%，质量损失率仍较大，而且物理机械性能较差。

王彩旗等以两亲性嵌段共聚物PEO-b-PBA（聚环氧乙烷嵌段聚丙烯酸丁酯）来改善聚丙烯酸钠吸水树脂和天然橡胶的相容性，质量损失率较大，而且增容剂合成工艺复杂，设备要求较高。

发明内容

本发明目的在于提供一种制备方法简单，设备要求低且增容吸水丁腈橡胶效果好的增容剂。

采用的技术方案如下：

一种吸水膨胀丁腈橡胶的增容剂，其中含有的有效成分为丁腈橡胶与马来酸酐的接枝物，其余为丁腈橡胶。

按上述方案，所述的吸水膨胀丁腈橡胶的增容剂是如下方法制备得到的产品：

将丁腈橡胶、马来酸酐和引发剂分别溶解于溶剂中，丁腈橡胶溶液升温至55～75℃；缓慢滴加马来酸酐与引发剂的混合溶液，恒温反应8～12h出料；加入沉淀剂，分离出丁腈橡胶与马来酸酐的接枝物，并用蒸馏水洗涤；将洗涤后的接枝物烘干、剪碎，抽提除去引发剂、马来酸酐和马来酸酐均聚物；干燥后得到吸水膨胀丁腈橡胶的增容剂；

其中，丁腈橡胶：马来酸酐：引发剂按重量份数计算为1:1～2:0.08～0.2，丁腈橡胶的含腈量为30wt%～45wt%。

按上述方案，所述的溶剂选用四氢呋喃、丙酮、甲苯、二甲苯、氯苯中的任意一种。

按上述方案，所述的引发剂为自由基引发剂；选用过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化氢、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的任意一种。

按上述方案，所述的沉淀剂选用无水乙醇、甲醇、蒸馏水中的任意一种。

按上述方案，抽提过程中选用的抽提液为丙酮、乙二醇冰醋酸混合液、石油醚中的任意一种。

按上述方案，吸水膨胀丁腈橡胶增容剂的制备方法，包括以下步骤：

将丁腈橡胶、马来酸酐和引发剂分别溶解于溶剂中，丁腈橡胶溶液升温至55～75℃；缓慢滴加马来酸酐与引发剂的混合溶液，恒温反应8～12h出料；加入沉淀剂，分离出丁腈橡胶与马来酸酐的接枝物，并用蒸馏水洗涤；将洗涤后的接枝物烘干、剪碎，抽提除去引发剂、马来酸酐和马来酸酐均聚物；干燥后得到吸水膨胀丁腈橡胶的增容剂；

其中，丁腈橡胶：马来酸酐：引发剂按重量份数计算为1:1～2:0.08～0.2，丁腈橡胶的含腈量为30wt%～45wt%；抽提过程中选用的抽提液为丙酮、乙二醇冰醋酸混合液、石油醚中的任意一种。

按上述方案，所述的溶剂选用四氢呋喃、丙酮、甲苯、二甲苯、氯苯中的任意一种。

按上述方案，所述的引发剂为自由基引发剂；选用过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化氢、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的任意一种。

按上述方案，所述的沉淀剂选用无水乙醇、甲醇、蒸馏水中的任意一种。