[发明专利]一种高性能吸水膨胀氯丁橡胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于橡胶技术领域，具体涉及一种高性能吸水膨胀氯丁橡胶的制备方法。

背景技术

吸水膨胀橡胶(Water Swelling Rubber，简称WSR)是上世纪70年代末期由日本开发出的一种新型功能高分子材料。1976年日本旭电化工株式会社首次申请了吸水膨胀橡胶的发明专利。WSR是在传统的弹性基体(如橡胶和热塑性弹性体)中引入亲水基团或亲水组分而制成的，该产品吸水后可膨胀至自身质量或体积的数倍乃至数百倍，能适应结构变形，并产生较大膨胀压力，在保持基体的弹性和强度的同时，还具有保水止水的能力。

吸水膨胀橡胶作为一种新型功能性材料，自20世纪70年代问世以来，因其独特的性能广泛应用于隧道、地铁、涵洞、游泳池、地下室、兵器库、粮仓、水下工程、海上采油、城镇供水设施和民用建筑，还可用于汽车集装箱、精密仪器及食品的防水防潮包装等。

现有的吸水膨胀橡胶存在性能不稳定、吸水树脂难于在橡胶中分散以及生产成本高的缺陷。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，由于橡胶的极性低，亲水性差，而吸水树脂亲水性好，极性强，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，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是本领域比较热门的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产工艺要求低、生产成本低廉的高性能吸水膨胀氯丁橡胶的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种高性能吸水膨胀氯丁橡胶的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将氯丁橡胶在开炼机上薄通包辊塑炼1min后，依次加入活性剂、升华硫、防老剂、吸水助剂，在辊距为2mm下开炼2～10min；

（2）、加入吸水树脂混炼均匀，再加入补强填料在辊距为3mm上开炼5～20min；

（3）加入增容剂混炼均匀，最后将硫化促进剂加到橡胶基体中混炼均匀，在辊距为0.4mm下打三角包5次，薄通、下片，静置4小时得到混炼好的氯丁橡胶备用；

（4）将混炼好的氯丁橡胶在平板硫化机上于200～250℃、20～30Mpa条件下硫化15min开模，得到硫化好的吸水膨胀氯丁橡胶。

优选地，上述的增容剂为马来酸酐/氯丁橡胶接枝物，按如下步骤制备而来：

将氯丁橡胶、马来酸酐和引发剂分别溶解于溶剂中，氯丁橡胶溶液升温至60～100℃；

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，分离出氯丁橡胶与马来酸酐的接枝产物，并用蒸馏水洗涤；

将洗涤后的接枝产物烘干、剪碎，抽提除去引发剂、马来酸酐和马来酸酐均聚物；

干燥后得到马来酸酐/氯丁橡胶接枝物；其中，氯丁橡胶：马来酸酐：引发剂按重量份数计算为1:1～2:0.08～0.2。

上述的活性剂为重量比3:10的硬脂酸和氧化锌。

上述的防老剂选用防老剂D、防老剂4010NA、防老剂DNP中的任意一种。

上述的补强填料为重量比1:1的炭黑与白炭黑，其中炭黑为天然气槽黑，白炭黑为气相白炭黑。

上述的硫化促进剂为重量比1:1的噻唑类促进剂与促进剂CZ，其中噻唑类促进剂为促进剂DM或促进剂M。

上述的吸水树脂选用聚丙烯酸钠或聚丙烯酸锂。

上述的吸水助剂选用PEG-6000或PEG-8000。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明节约成本，制备方法简单，制备的吸水膨胀橡胶性能稳定，胶橡胶基体与吸水树脂之间的作用力强，吸水树脂不易脱落，吸水倍率增加，吸水树脂与橡胶的相容性好，反复吸水后膨胀率变化小。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

一种高性能吸水膨胀氯丁橡胶的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将氯丁橡胶在开炼机上薄通包辊塑炼1min后，依次加入活性剂、升华硫、防老剂、吸水助剂，在辊距为2mm下开炼2～10min；

（2）、加入吸水树脂混炼均匀，再加入补强填料在辊距为3mm上开炼5～20min；