[發明專利]含淀粉的橡膠吸水復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 200910242216.8
• 申請日: 2009-12-04
• 公開（公告）號: CN101717532A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 吳友平;宋帥帥;馬建華;楊磊;張立群
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08L9/02
• 分類號: C08L9/02;C08L11/00;C08L3/02;C08L33/02;C08L51/04;C08L51/02;C08F120/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發明涉及以淀粉為增強劑用于橡膠吸水材料用熔體法制備淀粉/橡 膠吸水復合材料的方法。

背景技術

橡膠吸水材料作為一種新型功能高分子材料，自20世紀70年代問世 以來，以其獨特的彈性密封止水和吸水膨脹以水止水的雙重特性，受到人們 普遍重視，它可廣泛用于隧道、地鐵、海上采油、精密儀器及食品等的防水， 防潮。

根據材料相容性的原則，橡膠吸水材料一般由極性基體橡膠、增強組 分、吸水組分和其它助劑組成。橡膠基體為材料提供基本的物理性能，吸 水組分賦予材料吸水性能。橡膠基體通常采用丁腈橡膠(NBR)、氯丁橡膠 (CR)、氯醇橡膠(CHR)、氯化聚乙烯橡膠(CPE)。現已報道的文獻中，吸 水組分多采用聚丙烯酸鹽系吸水劑，包括直接加入的聚丙烯酸鹽和經過引 發劑引發丙烯酸鹽類單體在橡膠基體中原位反應生成的聚丙烯酸鹽；增強 組分采用白炭黑、反應性粘土。

CN1517393(公開日：2004年8月4日)公開了一種淀粉與聚合物復合物 的制備方法，該方法是將淀粉水溶液與聚合物乳液混合物加入到凝聚劑中， 攪拌絮凝、洗滌干燥后得到淀粉與聚合物共沉物；該發明先將淀粉在水中 攪拌混合進行糊化，淀粉水溶液的重量濃度為0.2％～20％，然后將聚合物乳 液與淀粉水溶液混合，淀粉的用量是干態復合物重量的2％～50％，淀粉水溶 液與聚合物乳液混合物加入到凝聚劑中，攪拌絮凝，得到淀粉與聚合物共 沉物，接著用水漂洗共沉物，去除凝聚劑，淀粉與聚合物共沉物經干燥， 得到淀粉與聚合物復合物。但是該發明只是提供了一種淀粉與聚合物復合 的方法，將淀粉用于橡膠吸水材料方面并未涉及。

根據G.J.Wang等人在“Preparation?and?water-absorbent?properties of?a?water-swell?able?rubber”(Journel?of?Applied?Polymer?and?Science， 1998，68：1219-1225)報道，應用沉淀法制備一種吸水膨脹橡膠。G.J.Wang 等人只是公開了將白炭黑作為增強填料。

將淀粉用作增強組分制備橡膠吸水材料的工作在國內外中未見報道。

發明內容

在本發明中，我們采用引發劑引發丙烯酸鈉單體在橡膠基體中原位反 應生成聚丙烯酸鈉的方式引入吸水組分。

本發明是一種淀粉與橡膠吸水復合材料的制備方法，其特征在于：這 種材料由橡膠基、淀粉、丙烯酸鈉、引發劑、交聯劑和助劑組成。

本發明的目的是在熔體法的基礎上，提供一種淀粉/橡膠吸水復合材料 的制備方法。

本發明的一種含淀粉的橡膠吸水復合材料的制備方法，其特征在于， 包括以下步驟：將淀粉在95℃去離子水中攪拌混合20min進行糊化，淀粉 水溶液的重量濃度為0.2％～20％，然后將重量濃度0.1％～10％的橡膠乳液與 淀粉水溶液混合，其中橡膠與淀粉的重量比為100∶10～40；將重量濃度為 0.5％～5％的丙烯酸鈉水溶液混合到淀粉水溶液橡膠乳液的共混體系中進行 攪拌，其中橡膠與丙烯酸鈉的重量比為100∶10～40；在攪拌速度為 300r/min-600r/min條件下采用噴霧干燥器噴出三者的復合物，混合液的進 料量為2～12ml/min，進口溫度為190～200℃；之后將復合物和硫化劑等 在雙輥筒開煉機上混煉制備出混煉膠；將制備的混煉膠在平板硫化機上硫 化得到硫化膠。

本發明的另一種含淀粉的橡膠吸水復合材料的制備方法，其特征在于， 包括以下步驟：將淀粉在95℃去離子水中攪拌混合20min進行糊化，淀粉 水溶液的重量濃度為0.2％～20％，然后將橡膠乳液與淀粉水溶液混合，其中 淀粉與橡膠乳液的重量比為100∶10～40；然后將混合物加入到凝聚劑水溶 液中，其中橡膠與絮凝劑的重量比為100∶30，攪拌絮凝，得到淀粉與橡膠 共沉物，接著用水漂洗共沉物，去除凝聚劑，淀粉與橡膠共沉物經干燥， 得到淀粉與橡膠復合物；將淀粉與橡膠復合物和丙烯酸鈉及其他助劑在雙 輥筒開煉機上共混制得混煉膠，其中橡膠與丙烯酸鈉的重量比為100∶10～ 40。將制備的混煉膠在平板硫化機上硫化得到硫化膠。

上述處理工藝特征在于：絮凝劑為氯化鈣，氯化鈣溶液的質量分數為 0.01-0.015。