本發(fā)明專利技術(shù)提供一種柔性石墨改性的高性能吸水膨脹橡膠密封材料及其制備方法，含有以下重量份的原料組成：丁腈橡膠100份，柔性石墨8?16份，膨潤(rùn)土?碳酸鈣微球15?25份，SAP樹脂10?12份，芳砜綸短纖維6?10份，硬脂酸1?3份，異丙基三異硬脂酰基鈦酸酯4?6份，N?苯基?β?萘胺2?4份，促進(jìn)劑D1?3份。本發(fā)明專利技術(shù)所制備的柔性石墨改性的高性能吸水膨脹橡膠密封材料，在保留其較高的吸水性能的同時(shí)，具有優(yōu)良的耐高溫性、較好的壓縮回彈性，得到吸水橡膠密封材料具有良好的密封效果。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及高分子密封材料領(lǐng)域，特別涉及一種柔性石墨改性的高性能吸水膨脹橡膠密封材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
吸水膨脹橡膠(Water Swelling Rubber，簡(jiǎn)稱WSR)是上世紀(jì)70 年代末期由日本開發(fā)出的新型功能高分子材料。它吸水后可膨脹至自身重量或體積的數(shù)倍乃至數(shù)百倍，遇水時(shí)，能吸水發(fā)生體積膨脹并產(chǎn)生較大的膨脹壓力，在保持橡膠特有的彈性和強(qiáng)度的同時(shí)，還具有保持水的能力。吸水膨脹的特性使該材料在有效體積膨脹范圍內(nèi)可以起止水作用，與傳統(tǒng)的受壓封縫材料相比，既具備常規(guī)止水材料的密封作用，又可以在建筑縫變形時(shí)有效填充縫隙，起到以水止水的作用。在堵漏工程方面吸水膨脹橡膠已逐漸取代了傳統(tǒng)的水泥灌漿、鉀鈉水玻璃灌漿和環(huán)氧樹脂堵漏等做法，它已成功應(yīng)用于工程變形縫、施工縫、各種管道接頭、水壩等處的密封止水，并被防水界譽(yù)為“超級(jí)密封材料”和“雙保險(xiǎn)止水材料”。柔性石墨又稱膨脹石墨，是美國(guó)聯(lián)合碳化物公司于1963年首先研制成功的一種新型密封材料。如眾所周知的，由于柔性石墨耐高溫、耐腐蝕、抗輻照、密封性能好、蠕變松弛小，已在廣泛的溫度、壓力范圍內(nèi)取代石棉墊片，并替代某些高溫、高壓用特殊合金及金屬墊片，成為一枝獨(dú)秀的非石棉密封材料。但是柔性石墨密度低，比表面積很大，流動(dòng)性很差，雖然稍加壓力即能成型，但因材料填充困難，成型不易均勻；另一方面，柔性石墨是一種有孔隙材料，能吸一定的水或油，且對(duì)連接面有粘結(jié)性，若直接用它作為密封材料，要做到緊密密封較困難，用它直接作為某些容器設(shè)備、泵閥的密封材料也不夠理想，而采用柔性石墨復(fù)合材料可以改變以上弊端。甄捷，高山，張曉紅小組報(bào)道了一篇高性能柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)密封材料的配方設(shè)計(jì)，使用丁腈橡膠、柔性石墨和多種助劑為原料，設(shè)計(jì)了制備橡膠基柔性石墨復(fù)合密封材料的配方，研究結(jié)果表明采用新型柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)密封材料，回彈性好，拉伸強(qiáng)度高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)的目的在于提供一種柔性石墨改性的高性能吸水膨脹橡膠密封材料及其制備方法。本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種柔性石墨改性的高性能吸水膨脹橡膠密封材料，含有以下重量份的原料組成：丁腈橡膠100份，柔性石墨8-16份，膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球15-25份，SAP樹脂10-12份，芳砜綸短纖維6-10份，硬脂酸1-3份，異丙基三異硬脂?；佀狨?-6份，N-苯基-β-萘胺2-4份，促進(jìn)劑D1-3份。所述的膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球是由下述重量份的原料組成的：氯化鈣50-60份，碳酸鈉50-60份，十二烷基磺酸鈉5-12份，聚丙烯酰胺5-12份。具體步驟如下：（1）膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球的制備：①、配制氯化鈣溶液、碳酸鈉溶液、十二烷基磺酸鈉水溶液以及聚丙烯酰胺水溶液，其中氯化鈣和碳酸鈣溶液為相同濃度，其摩爾濃度在0.1-0.3mol/L之間，十二烷基磺酸鈉水溶液的摩爾濃度在10-20mmol/L之間，聚丙烯酰胺水溶液的質(zhì)量百分比濃度在1%-3%之間；②、將膨潤(rùn)土加入到適量去離子水中，攪拌均勻，邊攪拌邊加入聚丙烯酰胺水溶液，30-40℃下攪拌均勻；③、在配制好的氯化鈣溶液中，加入十二烷基磺酸鈉水溶液以及步驟②得到的混合溶液，在15-20℃溫度下超聲攪拌0.5-2小時(shí)，再加入碳酸鈉溶液繼續(xù)攪拌2-4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后離心得到沉淀物，用去離子水洗滌，干燥得到膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球，其中，氯化鈣溶液、碳酸鈉溶液、十二烷基磺酸鈉水溶液和聚丙烯酰胺水溶液的體積比為10：10：（1-3）：（1-3）；（2）煉膠：①、將丁腈橡膠、芳砜綸短纖維、柔性石墨、硬脂酸投入到密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，混煉溫度控制在125-160℃，混煉時(shí)間10-30分鐘；②、繼續(xù)加入異丙基三異硬脂酰基鈦酸酯、N-苯基-β-萘胺以及步驟（1）得到的膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球到密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，混煉溫度控制在100-140℃，混煉時(shí)間20-40分鐘，得到混煉膠，混煉膠出料后送入開煉機(jī)進(jìn)行散熱；（3）濾膠：將散熱后的混煉膠下條后送入濾膠機(jī)濾膠，濾網(wǎng)為80-100目，得到母膠；（4）捏合：①、將混煉膠投入到捏合機(jī)中，控制捏合室溫度在125-150℃，投入SAP樹脂捏合共混40-90分鐘；②、將捏合機(jī)的室溫降至70-80℃，投入促進(jìn)劑D繼續(xù)捏合共混20-30分鐘；將捏合后的混料經(jīng)捏合機(jī)下部的螺桿排料裝置過濾，排料。本專利技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）負(fù)載聚丙烯酰胺的膨潤(rùn)土與氯化鈣溶液中鈣離子形成絡(luò)合離子，再與碳酸鈉溶液中的碳酸根離子反應(yīng)生成膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球，提高吸水組分與橡膠基體的相容性，制備的防水橡膠密封材料具有優(yōu)異的吸水膨脹密封性能，同時(shí)具有較高的穩(wěn)定性；（2）本專利技術(shù)所制備的柔性石墨改性的高性能吸水膨脹橡膠密封材料，在保留其較高的吸水性能的同時(shí)，具有優(yōu)良的耐高溫性、較好的壓縮回彈性，得到吸水橡膠密封材料具有良好的密封效果。具體實(shí)施方式通過實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1稱?。憾‰嫦鹉z100公斤，柔性石墨9公斤，膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球20公斤，SAP樹脂12公斤，芳砜綸短纖維9公斤，硬脂酸2公斤，異丙基三異硬脂酰基鈦酸酯4公斤，N-苯基-β-萘胺5公斤，促進(jìn)劑D2公斤。所述的膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球是由下述重量份的原料組成的：氯化鈣60份，碳酸鈉60份，十二烷基磺酸鈉8份，聚丙烯酰胺8份。具體步驟如下：（1）膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球的制備：①、配制氯化鈣溶液、碳酸鈉溶液、十二烷基磺酸鈉水溶液以及聚丙烯酰胺水溶液，其中氯化鈣和碳酸鈣溶液為相同濃度，其摩爾濃度在0.2mol/L之間，十二烷基磺酸鈉水溶液的摩爾濃度在15mmol/L之間，聚丙烯酰胺水溶液的質(zhì)量百分比濃度在2%之間；②、將膨潤(rùn)土加入到適量去離子水中，攪拌均勻，邊攪拌邊加入聚丙烯酰胺水溶液，35℃下攪拌均勻；③、在配制好的氯化鈣溶液中，加入十二烷基磺酸鈉水溶液以及步驟②得到的混合溶液，在15℃溫度下超聲攪拌1小時(shí)，再加入碳酸鈉溶液繼續(xù)攪拌3小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后離心得到沉淀物，用去離子水洗滌，干燥得到膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球，其中，氯化鈣溶液、碳酸鈉溶液、十二烷基磺酸鈉水溶液和聚丙烯酰胺水溶液的體積比為10：10：2：2；（2）煉膠：①、將丁腈橡膠、芳砜綸短纖維、柔性石墨、硬脂酸投入到密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，混煉溫度控制在140℃，混煉時(shí)間20分鐘；②、繼續(xù)加入異丙基三異硬脂?；佀狨?、N-苯基-β-萘胺以及步驟（1）得到的膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球到密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，混煉溫度控制在130℃，混煉時(shí)間30分鐘，得到混煉膠，混煉膠出料后送入開煉機(jī)進(jìn)行散熱；（3）濾膠：將散熱后的混煉膠下條后送入濾膠機(jī)濾膠，濾網(wǎng)為80目，得到母膠；（4）捏合：①、將混煉膠投入到捏合機(jī)中，控制捏合室溫度在140℃，投入SAP樹脂捏合共混60分鐘；②、將捏合機(jī)的室溫降至75℃，投入促進(jìn)劑D繼續(xù)捏合共混25分鐘；將捏合后的混料經(jīng)捏合機(jī)下部的螺桿排料裝置過濾，排料。經(jīng)測(cè)試：拉伸強(qiáng)度18.6MPa ；拉斷伸長(zhǎng)率621% ；強(qiáng)度84度；吸水膨脹率394%。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種柔性石墨改性的高性能吸水膨脹橡膠密封材料，其特征在于，含有以下重量份的原料組成：丁腈橡膠100份，柔性石墨8?16份，膨潤(rùn)土?碳酸鈣微球15?25份，SAP樹脂10?12份，芳砜綸短纖維6?10份，硬脂酸1?3份，異丙基三異硬脂酰基鈦酸酯4?6份，N?苯基?β?萘胺2?4份，促進(jìn)劑D1?3份；所述的膨潤(rùn)土?碳酸鈣微球是由下述重量份的原料組成的：氯化鈣50?60份，碳酸鈉50?60份，十二烷基磺酸鈉5?12份，聚丙烯酰胺5?12份。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種柔性石墨改性的高性能吸水膨脹橡膠密封材料，其特征在于，含有以下重量份的原料組成：丁腈橡膠100份，柔性石墨8-16份，膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球15-25份，SAP樹脂10-12份，芳砜綸短纖維6-10份，硬脂酸1-3份，異丙基三異硬脂酰基鈦酸酯4-6份，N-苯基-β-萘胺2-4份，促進(jìn)劑D1-3份；所述的膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球是由下述重量份的原料組成的：氯化鈣50-60份，碳酸鈉50-60份，十二烷基磺酸鈉5-12份，聚丙烯酰胺5-12份。2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種柔性石墨改性的高性能吸水膨脹橡膠密封材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：（1）膨潤(rùn)土-碳酸鈣微球的制備：①、配制氯化鈣溶液、碳酸鈉溶液、十二烷基磺酸鈉水溶液以及聚丙烯酰胺水溶液，其中氯化鈣和碳酸鈣溶液為相同濃度，其摩爾濃度在0.1-0.3mol/L之間，十二烷基磺酸鈉水溶液的摩爾濃度在10-20mmol/L之間，聚丙烯酰胺水溶液的質(zhì)量百分比濃度在1%-3%之間；②、將膨潤(rùn)土加入到適量去離子水中，攪拌均勻，邊攪拌邊加入聚丙烯酰胺水溶液，30-40℃下攪拌均勻；③、在配制好的氯化鈣溶液中，加入十二...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡光榮，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：安徽榮達(dá)閥門有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：安徽;34
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