一种遇水膨胀橡胶的新型制备工艺的制作方法

1.本发明涉及橡胶制备技术领域，具体为一种遇水膨胀橡胶的新型制备工艺。


背景技术：

2.遇水膨胀橡胶是一种由水溶性聚合物材料与橡胶混合而成的产品，它具有一般橡胶制品的特点，但在遇水的情况下还具有自膨胀的功能，该种橡胶在遇水后能够产生2～3倍的膨胀变形，并充满接缝的所有不规则表面、空穴及间隙，同时产生巨大的接触压力，彻底防止渗漏，因此该材料具有弹性接头止水材料的密封防水功能，遇水膨胀橡胶按制备工艺一般分为两类：硫化型和非硫化型(即为腻子型)，其中硫化型即是在橡胶加工的最后一个加工工序对橡胶进行硫化，使橡胶由塑性的混炼胶变为高弹性的或硬质的交联橡胶,从而获得更完善的物理机械性能和化学性能，但是，目前市场上大部分的膨胀橡胶的制备工艺仍存在一些不足之处，就比如；
3.如中国专利授权公开号为cn211009259b的遇水膨胀橡胶制备工艺，其特征在是将天然橡胶和改性淀粉接枝丙烯酸聚合物及添加剂，经密炼、开炼、硫化制得，各材料及其重量份数配比为：天然橡胶10～60份，改性淀粉接枝丙烯酸聚合物10～40份，硫磺0.3～3 份，硫化促进剂1～2份，氧化锌1～5份，硬脂酸0.5～2份。其制备工艺简便，原理独特，制得的产品不仅较好的弹性、强度、延伸性，尤其具有遇水膨胀性，膨胀率较高，防水止水效果好，同时，耐酸、碱、盐、油等有机溶剂腐蚀，耐老化性能优越，高温时不流淌，低温时不脆裂，使用寿命长，施工方便，成本较低，无毒，无污染，应用范围广；
4.又如中国专利授权公开号为cn102070896b的遇水膨胀橡胶及其生产方法，其含有以下组分：氯丁橡胶32.9～40.2wt％；水溶性聚氨酯40.2～42.8wt％；补强填充剂8.0～ 8.2wt％；固化剂2.4～3.0wt％；促进剂0.4～1.0wt％；加工助剂2.8～3.9wt％；除湿消泡剂3.2～3.9wt％；防老剂0.8～1.0wt％；氧化锌1.2～2.3wt％；氧化镁0.6～1.0wt％。本发明还公开了遇水膨胀橡胶的生产方法，即将原料混炼；混炼后放入挤出机内挤出；最后放入微波硫化机中硫化成型。本发明的积极进步效果在于：本发明遇水膨胀橡胶是一种新型材料，其具有良好的吸水性能，且本生产方法采用连续挤出微波硫化工艺，具有加工工序比较少(省掉了修边)、节省人力和原材料等优点，并且产品质量稳定、产量高、工效高、适应大批量生产，在遇水膨胀橡胶领域具有良好的应用前景。
5.上述现有的膨胀橡胶制备工艺及方法还存在一定的缺陷，比如：其在制备橡胶时硫化时间较长，导致加工时间较长、浪费了人力与物理资源，成本浪费较大，且在硫化时会产生污染气体，不适应可持续发展的加工理念，硫化效果较差，进而存在一定的使用缺陷。
6.因此，本领域技术人员亟需设计一种遇水膨胀橡胶的新型制备工艺。


技术实现要素：

7.(一)解决的技术问题
8.针对现有技术的不足，本发明提供了一种遇水膨胀橡胶的新型制备工艺，解决现
有的膨胀橡胶制备工艺在制备橡胶时硫化时间较长，导致加工时间较长、浪费了人力与物理资源，成本浪费较大，且在硫化时会产生污染气体，不适应可持续发展的加工理念，硫化效果较差的问题。
9.(二)技术方案
10.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
11.一种遇水膨胀橡胶的新型制备工艺，该遇水膨胀橡胶的新型制备工艺，包括原料准备、密炼、硫化、烘干冷却工序，其中；
12.a、原料准备，将天然橡胶、丁苯橡胶、吸水树脂、水溶性聚氨酯、活性剂、双相补强剂、填充剂、固化剂、促进剂、加工助剂、除湿消泡剂、防老化剂、氧化锌、氧化镁、反应水、着色剂、硫化剂按照200:80:170:190：12：100:50：100：2：14：40:20：8：4： 5:10:25比例投入原料混合炉；
13.b、密炼，将通过原料混合炉初步混合的各组分原料加入密炼机中反复搅拌，使各组分原料均匀混合后输送至下一工序；
14.c、硫化，将通过密炼搅拌混合的原料加入微波硫化箱内进行硫化反应，通过微波使橡胶分子振荡摩擦而自行生热加速硫化反应；
15.d、烘干冷却，将上一工产生的胶料经抽胶泵抽送至振动筛均匀给料后至干燥箱进行热风烘干，再冷却至室温即可。
16.在一种可能的实现方式中，所述工序a中的水溶性聚氨酯可以用聚醚型聚氨酯预聚体进行替代使用，所述水溶性聚氨酯与聚醚型聚氨酯预聚体的使用比例为17:10。
17.在一种可能的实现方式中，所述工序a中的双相补强剂为半补强硅酸盐类填料、硫酸钡、碳酸钙或白炭黑和陶土的混合物，所述工序a中的活性剂选用氧化镁或硬脂酸。
18.在一种可能的实现方式中，所述工序a中的固化剂选用是二羟聚醚，所述工序a中的促进剂选用促进剂detu或促进剂na-22。
19.在一种可能的实现方式中，所述工序a中的加工助剂选用聚乙烯蜡或聚乙二醇，所述工序a中的除湿消泡剂选用氧化钙。
20.在一种可能的实现方式中，所述工序a中的防老化剂选用2-巯基苯并咪唑，所述工序 a中的反应水选用醇胺类扩链剂。
21.在一种可能的实现方式中，所述工序a中的着色剂选用氧化铁红、铬绿、镉黄或钛白粉，所述工序a中的硫化剂选用活性氧化锌、硫磺s、促进剂m、促进剂na-22或促进剂 tmtd。
22.在一种可能的实现方式中，所述工序c中的微波加热不存在通常加热硫化时因热传导不均导致的橡胶产品内外的温差，有益于提高制混炼胶的硫化质量，并起到大大缩短硫化时间的作用。
23.在一种可能的实现方式中，所述工序c中微波加热硫化生产线对混炼胶进行挤出硫化成型，其橡胶挤出机的温度为60～65℃，所述工序c中微波硫化的微波温度为155～160 ℃。
24.在一种可能的实现方式中，所述工序d中的热风烘干温度区间为90～105℃，烘干速度按照按5～6t/h胶料的下料标准进行。
25.(三)有益效果
26.本发明提供了一种遇水膨胀橡胶的新型制备工艺，其采用天然橡胶、丁苯橡胶、吸水树脂、水溶性聚氨酯、活性剂、双相补强剂、填充剂、固化剂、促进剂、加工助剂、除湿消泡剂、防老化剂、氧化锌、氧化镁、反应水、着色剂、硫化剂按照200:80:170:190：12：100:50：100：2：14：40:20：8：4：5:10:25比例原料，使生产的橡胶制品表面不易氧化老化，同时提高了遇水膨胀橡胶的力学强度和膨胀倍率等性能。
27.本发明提供了一种遇水膨胀橡胶的新型制备工艺，通过采用微波硫化的工艺方法，微波能穿透橡胶等非良导体，使橡胶分子振荡摩擦而自行生热，避免了硫化加工时内外温度不均的问题，从而提高了硫化效果，有益于提高制硫化质量，同时大大缩短了硫化时间，相较于其他连续硫化法工艺简便，硫化质量高，节约能源，显著降低成本。
28.本发明提供了一种遇水膨胀橡胶的新型制备工艺，通过微波硫化加工，同时在胶料原料中不含在硫化温度下易挥发的成分，进而减小硫化过程中产生有害气体，更加附和可持续的发展理念。
附图说明
29.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
30.图1为本发明中的遇水膨胀橡胶的加工工艺流程图。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下文为了描述方便，所引用的“上”、“下”、“左”、“右”等于附图本身的上、下、左、右等方向一致，下文中的“第一”、“第二”等为描述上加以区分，并没有其他特殊含义。
32.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种遇水膨胀橡胶的新型制备工艺，包括原料准备、密炼、硫化、烘干冷却工序，具体说明如下：
33.a、原料准备，将天然橡胶、丁苯橡胶、吸水树脂、水溶性聚氨酯、活性剂、双相补强剂、填充剂、固化剂、促进剂、加工助剂、除湿消泡剂、防老化剂、氧化锌、氧化镁、反应水、着色剂、硫化剂按照200:80:170:190：12：100:50：100：2：14：40:20：8：4： 5:10:25比例投入原料混合炉。通过混合使用天然橡胶、丁苯橡胶作为水膨胀橡胶材料的基体，替代了传统遇水膨胀橡胶传统模压硫化成型的方式，提高了生产效率。
34.在一些示例中，上述工序a中的水溶性聚氨酯可以用聚醚型聚氨酯预聚体进行替代使用，上述水溶性聚氨酯与聚醚型聚氨酯预聚体的使用比例为17:10。通过。
35.在一些示例中，上述工序a中的双相补强剂为半补强硅酸盐类填料、硫酸钡、碳酸钙或白炭黑和陶土的混合物，上述工序a中的活性剂选用氧化镁或硬脂酸。通过活性剂活化硫化体系，提高硫化胶的交联密度，并提高了硫化胶的耐老化性能。
36.在一些示例中，上述工序a中的固化剂选用是二羟聚醚，上述工序a中的促进剂选用促进剂detu或促进剂na-22。通过促进剂加快硫磺与橡胶的反应速度，从而加快整体反应
进程。
37.在一些示例中，上述工序a中的加工助剂选用聚乙烯蜡或聚乙二醇，上述工序a中的除湿消泡剂选用氧化钙。通过添加聚乙烯蜡或聚乙二醇可增强填充剂的扩散，并提高橡胶的挤压成型速率。
38.在一些示例中，上述工序a中的防老化剂选用2-巯基苯并咪唑，上述工序a中的反应水选用醇胺类扩链剂。通过反应水选用醇胺类扩链剂能够提高橡胶的物理机械性能。
39.在一些示例中，上述工序a中的着色剂选用氧化铁红、铬绿、镉黄或钛白粉，上述工序a中的硫化剂选用活性氧化锌、硫磺s、促进剂m、促进剂na-22或促进剂tmtd。通过添加着色剂便于调节加工产品的外表色泽，通过促进剂m、促进剂na-22或促进剂tmtd便于提高硫磺s与橡胶的反应速度。
40.b、密炼，将通过原料混合炉初步混合的各组分原料加入密炼机中反复搅拌，使各组分原料均匀混合后输送至下一工序；
41.c、硫化，将通过密炼搅拌混合的原料加入微波硫化箱内进行硫化反应，通过微波使橡胶分子振荡摩擦而自行生热加速硫化反应；
42.d、烘干冷却，将上一工产生的胶料经抽胶泵抽送至振动筛均匀给料后至干燥箱进行热风烘干，再冷却至室温即可。通过密炼工序使原料混合均匀，方便后续加工工序的进行。
43.在一些示例中，上述工序c中的微波加热不存在通常加热硫化时因热传导不均导致的橡胶产品内外的温差，有益于提高制混炼胶的硫化质量，并起到大大缩短硫化时间的作用。
44.在一些示例中，上述工序c中微波加热硫化生产线对混炼胶进行挤出硫化成型，其橡胶挤出机的温度为60～65℃，上述工序c中微波硫化的微波温度为155～160℃。通过微波硫化的微波温度的控制，减小了硫化反应中的有害气体析出量，使该加工工艺更加环保。
45.在一些示例中，上述工序d中的热风烘干温度区间为90～105℃，烘干速度按照按 5～6t/h胶料的下料标准进行。通过下料速度与烘干的速度的配合，使橡胶制品均匀烘干，并减小资源的浪费。
46.实施例一：
47.基于上述构思，如图1中所示，本发明所提供的一种遇水膨胀橡胶的新型制备工艺的具体应用场景中，如图1所示，一种遇水膨胀橡胶的新型制备工艺，包括原料准备、密炼、硫化、烘干冷却工序，其中；
48.a、原料准备，将天然橡胶、丁苯橡胶、吸水树脂、水溶性聚氨酯、活性剂、双相补强剂、填充剂、固化剂、促进剂、加工助剂、除湿消泡剂、防老化剂、氧化锌、氧化镁、反应水、着色剂、硫化剂按照200:80:170:190：12：100:50：100：2：14：40:20：8：4： 5:10:25比例投入原料混合炉；
49.b、密炼，将通过原料混合炉初步混合的各组分原料加入密炼机中反复搅拌，使各组分原料均匀混合后输送至下一工序；
50.c、硫化，将通过密炼搅拌混合的原料加入微波硫化箱内进行硫化反应，通过微波使橡胶分子振荡摩擦而自行生热加速硫化反应；
51.d、烘干冷却，将上一工产生的胶料经抽胶泵抽送至振动筛均匀给料后至干燥箱进
行热风烘干，再冷却至室温即可。
52.在一个具体应用场景中，如图1所示，工序a中的水溶性聚氨酯可以用聚醚型聚氨酯预聚体进行替代使用，水溶性聚氨酯与聚醚型聚氨酯预聚体的使用比例为17:10。
53.在一个具体应用场景中，如图1所示，工序a中的双相补强剂为半补强硅酸盐类填料、硫酸钡、碳酸钙或白炭黑和陶土的混合物，工序a中的活性剂选用氧化镁或硬脂酸。
54.在一个具体应用场景中，如图1所示，工序a中的固化剂选用是二羟聚醚，工序a中的促进剂选用促进剂detu或促进剂na-22。
55.在一个具体应用场景中，如图1所示，工序a中的加工助剂选用聚乙烯蜡或聚乙二醇，工序a中的除湿消泡剂选用氧化钙。
56.在一个具体应用场景中，如图1所示，工序a中的防老化剂选用2-巯基苯并咪唑，工序a中的反应水选用醇胺类扩链剂。
57.在一个具体应用场景中，如图1所示，工序a中的着色剂选用氧化铁红、铬绿、镉黄或钛白粉，工序a中的硫化剂选用活性氧化锌、硫磺s、促进剂m、促进剂na-22或促进剂tmtd。
58.在一个具体应用场景中，如图1所示，工序c中的微波加热不存在通常加热硫化时因热传导不均导致的橡胶产品内外的温差，有益于提高制混炼胶的硫化质量，并起到大大缩短硫化时间的作用。
59.在一个具体应用场景中，如图1所示，工序c中微波加热硫化生产线对混炼胶进行挤出硫化成型，其橡胶挤出机的温度为60～65℃，工序c中微波硫化的微波温度为155～ 160℃。
60.在一个具体应用场景中，如图1所示，工序d中的热风烘干温度区间为90～105℃，烘干速度按照按5～6t/h胶料的下料标准进行。
61.本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
62.本领域技术人员可以理解实施场景中的遇水膨胀橡胶的制备工艺中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的遇水膨胀橡胶的制备工艺中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个遇水膨胀橡胶的制备工艺中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
63.以上公开的仅为本发明的具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。