一种马来酸酐接枝氯化聚乙烯遇水膨胀橡胶及其制备方法与流程

1.本发明属于化工技术领域，涉及一种马来酸酐接枝氯化聚乙烯遇水膨胀橡胶及其制备方法。


背景技术：

2.遇水膨胀橡胶是一种新型特种橡胶，由亲水组分（或亲水基团）与橡胶基体通过物理共混或化学接枝进行制备，吸水后其体积和质量可成倍数膨胀。因具有弹性止水和膨胀止水双重止水功能，被誉为“超级密封材料”。 其广泛用作土木建筑的止水材料、密封材料、填料等。橡胶的高弹性和较好的机械强度，使得橡胶在吸水后可膨胀几至几百倍，可以克服橡胶材料因永久形变、蠕变和嵌接材料的固化收缩等带来的止水失效缺陷。其作用机理是当橡胶与水接触时，水分子不断地通过扩散、毛细及表面吸附等物理作用进入吸水膨胀胶内，与橡胶中的亲水性基团形成极强的亲和力，使橡胶发生膨胀形变，当抵抗形变的应力和渗透压差达到平衡时，吸水膨胀橡胶持相对稳定的止水和堵漏的效果。
3.马来酸酐接枝氯化聚乙烯特种弹性体，由于引入了马来酸酐极性基团，成为一种热塑性材料，产品成型后无需硫化即具有良好的弹性、抗变形能力，同时具有一系列优良的性能，如优良的弹性、优异的耐臭氧、耐大气老化性、耐化学腐蚀、耐油、耐燃、耐磨等。马来酸酐接枝氯化聚乙烯非硫化型遇水膨胀胶组合物无需硫化、膨胀率高、耐高低温、耐腐蚀、吸水速度快、吸水膨胀
‑
脱水复原的反复过程中强度及膨胀性能均比较稳定等的特性，可替代价格昂贵的三元乙丙橡胶、tpe或tpv、氯丁橡胶、氢化丁腈橡胶等遇水膨胀材料，广泛用于各种隧道、顶管、人防等地下工程、基础工程的接缝、防水密封和船舶、机车等工业设备的防水密封。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种马来酸酐接枝氯化聚乙烯遇水膨胀橡胶及其制备方法，马来酸酐接枝氯化聚乙烯遇水膨胀橡胶无需硫化、膨胀率高、耐高低温、耐腐蚀、吸水速度快、吸水膨胀
‑
脱水复原的反复过程中强度及膨胀性能均比较稳定等的特性，可替代价格昂贵的三元乙丙橡胶、tpe或tpv、氯丁橡胶、氢化丁腈橡胶等遇水膨胀材料，广泛用于各种隧道、顶管、人防等地下工程、基础工程的接缝、防水密封和船舶、机车等工业设备的防水密封。
5.本发明采用以下技术方案来实现的：一方面本发明提供了一种马来酸酐接枝氯化聚乙烯遇水膨胀橡胶，其原料按照质量份数计为：马来酸酐接枝氯化聚乙烯共聚弹性体
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100份吸水性树脂
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10
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100份聚乙二醇
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6份增塑剂
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30份补强剂
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50份
预分散芳纶短纤维
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10份高活性氧化镁
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10份热稳定剂
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10份防老剂
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0.5
‑
2.0份改性高钠基膨润土
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15份防霉剂
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15份氯化镁
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10份进一步优选的，所述马来酸酐接枝氯化聚乙烯共聚弹性体，其中氯的重量百分含量为25%
‑
48%，优选为30%
‑
40%，马来酸酐重量百分含量2
‑
5%，优选为2%
‑
3%。
6.进一步优选的，所述吸水性树脂为羟甲基纤维素
‑
丙烯腈接枝共聚物、聚丙烯酸钠、甲基丙烯酸甲酯
‑
乙酸乙烯酯共聚物的皂化产物、异丁烯
‑
马来酸酐的交替共聚物、丙烯腈
‑
乙酸乙烯酯共聚物的皂化产物中的一种或几种的组合。
7.进一步优选的，所述聚乙二醇的分子量为1000
‑
5000。
8.进一步优选的，所述增塑剂为液体丁腈橡胶、乙二酸二（丁氧基乙氧基乙）酯、液体三元乙丙橡胶、邻苯二甲酸二烯丙酯、环己烷1，2
‑
二甲酸二异壬己酯中的一种或几种的组合。
9.进一步优选的，所述的补强剂为白炭黑、硅灰石一种或两种的组合。
10.进一步优选的，所述热稳定剂为有机锡稳定剂、钙锌复合稳定剂、稀土稳定剂中的一种或几种的组合。
11.进一步优选的，所述防老剂为防老剂mb、防老剂oda、防老剂4.4'
‑
双(α.α
‑
二甲基苄基)二苯胺中的一种或几种的组合。
12.进一步优选的，所述防霉剂为橡胶抗菌防霉剂lf1081（佛山市蓝峰助剂有限公司生产）、防霉剂kp
‑
m23（佛山科普茵防霉抗菌科技有限公司）、橡塑环保型抗菌剂（佛山市丽源化工有限公司）。
13.另一方面，本发明还提供了一种马来酸酐接枝氯化聚乙烯非硫化型遇水膨胀橡胶组合物的制备方法，具体步骤如下（1）将马来酸酐接枝氯化聚乙烯共聚弹性体，、吸水性树脂、高活性氧化镁、热稳定剂、防老剂进行加压混炼，然后将增塑剂、补强剂、预分散芳纶短纤维、改性高钠基膨润土、防霉剂、氯化镁加入进行混炼，当温度达到110℃～125℃时，将混合好的胶料排到开炼机上返胶混炼2～5分钟，然后在压片机上压成适合加工的胶条，停放待用；（2）将混炼好的胶片，制成制品，尺寸及外观质量符合标准gb/t 18173.3
‑
2014中的规定。
14.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：（1）本发明提供的一种马来酸酐接枝氯化聚乙烯遇水膨胀橡胶，主体材料采用马来酸酐接枝氯化聚乙烯共聚弹性体，由于氯化聚乙烯大分子链上接枝了极性基团
‑
马来酸酐，增加了分子间的范德华作用力，分子链缠绕程度增加，可形成分子间物理交联点，可以采用通用热塑性弹性体加工设备和工艺进行成型加工，无需硫化。
15.（2）本发明提供的一种马来酸酐接枝氯化聚乙烯遇水膨胀橡胶，选用了特殊的吸水树脂，同时添加了具有强吸水能力的氯化镁、改性高钠基膨润土，增加了橡胶组合物的膨
18173.3
‑
2014中的规定。
20.实施例二：本实施例提供一种马来酸酐接枝氯化聚乙烯遇水膨胀橡胶，其原料按照质量份数计为：马来酸酐接枝氯化聚乙烯共聚弹性体
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100份异丁烯
‑
马来酸酐的交替共聚物
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70份聚乙二醇
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5份液体三元乙丙橡胶
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8份乙二酸二（丁氧基乙氧基乙）酯
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12份硅灰石
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15份预分散芳纶短纤维
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7份高活性氧化镁
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10份稀土稳定剂
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7份防老剂4.4'
‑
双(α.α
‑
二甲基苄基)二苯胺
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1.0份防老剂oda
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1.0份改性高钠基膨润土
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9.0份防霉剂kp
‑
m23
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6.0份氯化镁
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7.0份本实施例，所述聚乙二醇的分子量为1000
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5000；防霉剂kp
‑
m23选用厂家佛山科普茵防霉抗菌科技有限公司。
21.制备方法为：（1）将马来酸酐接枝氯化聚乙烯共聚弹性体、异丁烯
‑
马来酸酐的交替共聚物、高活性氧化镁、聚乙二醇、稀土稳定剂、防老剂4.4'
‑
双(α.α
‑
二甲基苄基)二苯胺、防老剂oda进行加压混炼，然后将液体三元乙丙橡胶、乙二酸二（丁氧基乙氧基乙）酯、硅灰石、预分散芳纶短纤维、改性高钠基膨润土、防霉剂kp
‑
m23、氯化镁加入进行混炼，当温度达到120℃时，将混合好的胶料排到开炼机上返胶混炼5分钟，然后在压片机上压成适合加工的胶条，停放待用；（2）将混炼好的胶片，经过压延或者挤出制成制品，尺寸及外观质量符合标准gb/t 18173.3
‑
2014中的规定。
22.实施例三：本实施例提供一种马来酸酐接枝氯化聚乙烯遇水膨胀橡胶，其原料按照质量份数计为：马来酸酐接枝氯化聚乙烯共聚弹性体
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100份异丁烯
‑
马来酸酐的交替共聚物
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
50份聚丙烯酸钠
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30份聚乙二醇
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6份液体三元乙丙橡胶
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10份液体丁腈橡胶
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17份硅灰石
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12份
预分散芳纶短纤维
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10份高活性氧化镁
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10份稀土稳定剂
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5份钙锌复合稳定剂
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5份防老剂4.4'
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双(α.α
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二甲基苄基)二苯胺
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1.0份防老剂oda
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1.0份改性高钠基膨润土
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12份防霉剂kp
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m23
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5.0份橡塑环保型抗菌剂
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3.0份氯化镁
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10份本实施例，所述聚乙二醇的分子量为1000
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5000；防霉剂kp
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m23选用厂家佛山科普茵防霉抗菌科技有限公司。
23.制备方法为：（1）将马来酸酐接枝氯化聚乙烯共聚弹性体、异丁烯
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马来酸酐的交替共聚物、聚丙烯酸钠、高活性氧化镁、聚乙二醇、稀土稳定剂、钙锌复合稳定剂、防老剂4.4'
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双(α.α
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二甲基苄基)二苯胺、防老剂oda进行加压混炼，然后将液体三元乙丙橡胶、液体丁腈橡胶、硅灰石、预分散芳纶短纤维、改性高钠基膨润土、防霉剂kp
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m23、橡塑环保型抗菌剂、氯化镁加入进行混炼，当温度达到125℃时，将混合好的胶料排到开炼机上返胶混炼5分钟，然后在压片机上压成适合加工的胶条，停放待用；（2）将混炼好的胶片，经过压延或者挤出制成制品，尺寸及外观质量符合标准gb/t 18173.3
‑
2014中的规定。
24.对实施例1
‑
3制备的马来酸酐接枝氯化聚乙烯遇水膨胀橡胶进行性能测试对比，测试结果见表1。
25.表1 马来酸酐接枝氯化聚乙烯非硫化型遇水膨胀橡胶由表1可以看出：实施例1
‑
3制备的马来酸酐接枝氯化聚乙烯遇水膨胀橡胶符合标准gb/t 18173.3中非硫化型（腻子型）遇水膨胀橡胶要求，体积膨胀倍率≥300%；高温（80℃
×
5h）无流淌，低温试验（
‑
20℃
×
2h）无脆裂。
26.申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的
添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。