[發明專利]一種耐硫化氫腐蝕的遇水膨脹橡膠及其制備方法

無效

• 申請號: 200910272610.6
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN101698713A
• 公開（公告）日: 2010-04-28
• 發明（設計）人: 周少東;余劍英;傅志峰;楊盛華;徐建平;馮振剛;林文書;吳少鵬;周華杰;張恒龍;王紅喜;況棟梁;熊朝輝;王金龍
• 申請（專利權）人: 武漢地鐵集團有限公司;武漢理工大學
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L33/02;C08K13/06;C09C1/28;C09C3/08;B29B7/28;B29B7/56;B29C35/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明涉及一種耐硫化氫腐蝕的遇水膨脹橡膠及其制備方法。

背景技術

遇水膨脹橡膠是一種能在保持橡膠高彈性的同時具有快速吸水和保水性能的防水密封材料，被廣泛用于隧道、涵洞、地鐵等地下工程中的變形縫、施工縫、沉降縫和盾構管片的防水密封。遇水膨脹橡膠主要由天然或合成橡膠、吸水性樹脂、填充劑、軟化劑、促進劑和防老劑等組成，具有良好的耐老化和耐腐蝕性能。然而，近年來在一些地下工程施工中發現了瓦斯等有害氣體。瓦斯的主要成份為甲烷，并含有少量乙烷、丙烷，以及硫化氫、氨氣、二氧化碳和一氧化碳等，其中硫化氫具有強烈的腐蝕作用，它通過與橡膠分子主鏈中的碳碳鍵及側鏈中的活性基團反應使橡膠脆化。

現有橡膠中全氟醚橡膠、氟化磷腈橡膠、四丙氟橡膠和氫化丁腈橡膠等具有優良的耐硫化氫腐蝕性能，但這些橡膠均價格昂貴，不適宜用于生產遇水膨脹橡膠。而目前遇水膨脹橡膠均以水溶性聚氨酯預聚體、交聯聚丙烯酸鈉等吸水性材料與天然橡膠、氯丁橡膠等橡膠共混制得的，這些橡膠與吸水性材料耐硫化氫腐蝕性均較差，導致在較短的時間內遇水膨脹橡膠的性能就有很大程度的下降，大大影響了其密封性能，有可能造成建筑構造的漏水、滲水，從而導致密封失敗。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐硫化氫腐蝕的遇水膨脹橡膠及其制備方法，制備的耐硫化氫腐蝕的遇水膨脹橡膠具有優良的耐硫化氫腐蝕能力。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種耐硫化氫腐蝕的遇水膨脹橡膠，其特征是它由天然橡膠、交聯聚丙烯酸鈉、有機化蒙脫土、氧化鋅、填充劑、軟化劑、硫化劑、硫化促進劑和防老劑組成；各原料質量份數為：天然橡膠100份、交聯聚丙烯酸鈉20～60份、有機化蒙脫土2～15份、氧化鋅3～8份、填充劑20～35份、軟化劑2～5份、硫化劑1～3份、硫化促進劑0.5～2份、防老劑0.5～1.5份。

所述有機化蒙脫土{為乙撐基雙(十八烷基二羥乙基氯化銨)改性鈉基蒙脫土}的制備方法為：按各原料質量份數為：鈉基蒙脫土10份、蒸餾水200份、乙撐基雙(十八烷基二羥乙基氯化銨)3份，選取鈉基蒙脫土、蒸餾水和乙撐基雙(十八烷基二羥乙基氯化銨)；將鈉基蒙脫土加入到蒸餾水中，升溫到80℃，攪拌1h形成懸浮液；然后加入乙撐基雙(十八烷基二羥乙基氯化銨)到懸浮液中，攪拌6h；自然冷卻至室溫后，對懸浮液進行過濾，然后對沉淀物進行抽濾、水洗，最后將濾餅置于110℃烘箱中干燥8h，研磨過300目篩，得到有機化蒙脫土。

所述的填充劑是氧化鐵紅或陶土。

所述的軟化劑為硬脂酸或二辛酯。

所述的硫化劑為硫磺。

所述的硫化促進劑為二硫化四甲基秋蘭姆。

所述的防老劑為N-苯基-β-萘胺。

上述一種耐硫化氫腐蝕的遇水膨脹橡膠及其制備方法，其特征是它包括如下步驟：

1)按各原料質量份數為：天然橡膠100份、交聯聚丙烯酸鈉20～60份、有機化蒙脫土2～15份、氧化鋅3～8份、填充劑20～35份、軟化劑2～5份、硫化劑1～3份、硫化促進劑0.5～2份、防老劑0.5～1.5份，選取天然橡膠、交聯聚丙烯酸鈉、有機化蒙脫土、氧化鋅、填充劑、軟化劑、硫化劑、硫化促進劑和防老劑，備用；

2)將天然橡膠、交聯聚丙烯酸鈉、有機化蒙脫土在密煉機中進行密煉，密煉溫度為100～120℃，密煉時間為5～10min；

3)向密煉機中依次加入填充劑、氧化鋅、軟化劑、硫化劑、硫化促進劑、防老劑，保持密煉溫度為100～120℃，繼續密煉5～10min，然后出料，經雙輥開煉機壓成薄片；

4)薄片在室溫下停放24小時后，將薄片放入模具中，在平板硫化機中進行硫化，硫化溫度為130～145℃，硫化壓力為10～15MPa，硫化時間為10～30min，硫化結束冷卻至室溫，取出硫化膠，即制成耐硫化氫腐蝕的遇水膨脹橡膠。

本發明的有益效果如下：

(1)本發明通過將有機化蒙脫土與橡膠、吸水性樹脂進行混煉，使橡膠、樹脂插層進入有機化蒙脫土層間，形成剝離型納米復合結構，提高了遇水膨脹橡膠的阻隔性能，從而有效改善遇水膨脹橡膠的耐硫化氫腐蝕能力，延長其使用壽命。本發明制備的耐硫化氫腐蝕的遇水膨脹橡膠具有優良的耐硫化氫腐蝕能力。