[发明专利]一种耐硫化氢腐蚀的遇水膨胀橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐硫化氢腐蚀的遇水膨胀橡胶及其制备方法。

背景技术

遇水膨胀橡胶是一种能在保持橡胶高弹性的同时具有快速吸水和保水性能的防水密封材料，被广泛用于隧道、涵洞、地铁等地下工程中的变形缝、施工缝、沉降缝和盾构管片的防水密封。遇水膨胀橡胶主要由天然或合成橡胶、吸水性树脂、填充剂、软化剂、促进剂和防老剂等组成，具有良好的耐老化和耐腐蚀性能。然而，近年来在一些地下工程施工中发现了瓦斯等有害气体。瓦斯的主要成份为甲烷，并含有少量乙烷、丙烷，以及硫化氢、氨气、二氧化碳和一氧化碳等，其中硫化氢具有强烈的腐蚀作用，它通过与橡胶分子主链中的碳碳键及侧链中的活性基团反应使橡胶脆化。

现有橡胶中全氟醚橡胶、氟化磷腈橡胶、四丙氟橡胶和氢化丁腈橡胶等具有优良的耐硫化氢腐蚀性能，但这些橡胶均价格昂贵，不适宜用于生产遇水膨胀橡胶。而目前遇水膨胀橡胶均以水溶性聚氨酯预聚体、交联聚丙烯酸钠等吸水性材料与天然橡胶、氯丁橡胶等橡胶共混制得的，这些橡胶与吸水性材料耐硫化氢腐蚀性均较差，导致在较短的时间内遇水膨胀橡胶的性能就有很大程度的下降，大大影响了其密封性能，有可能造成建筑构造的漏水、渗水，从而导致密封失败。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐硫化氢腐蚀的遇水膨胀橡胶及其制备方法，制备的耐硫化氢腐蚀的遇水膨胀橡胶具有优良的耐硫化氢腐蚀能力。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种耐硫化氢腐蚀的遇水膨胀橡胶，其特征是它由天然橡胶、交联聚丙烯酸钠、有机化蒙脱土、氧化锌、填充剂、软化剂、硫化剂、硫化促进剂和防老剂组成；各原料质量份数为：天然橡胶100份、交联聚丙烯酸钠20～60份、有机化蒙脱土2～15份、氧化锌3～8份、填充剂20～35份、软化剂2～5份、硫化剂1～3份、硫化促进剂0.5～2份、防老剂0.5～1.5份。

所述有机化蒙脱土{为乙撑基双(十八烷基二羟乙基氯化铵)改性钠基蒙脱土}的制备方法为：按各原料质量份数为：钠基蒙脱土10份、蒸馏水200份、乙撑基双(十八烷基二羟乙基氯化铵)3份，选取钠基蒙脱土、蒸馏水和乙撑基双(十八烷基二羟乙基氯化铵)；将钠基蒙脱土加入到蒸馏水中，升温到80℃，搅拌1h形成悬浮液；然后加入乙撑基双(十八烷基二羟乙基氯化铵)到悬浮液中，搅拌6h；自然冷却至室温后，对悬浮液进行过滤，然后对沉淀物进行抽滤、水洗，最后将滤饼置于110℃烘箱中干燥8h，研磨过300目筛，得到有机化蒙脱土。

所述的填充剂是氧化铁红或陶土。

所述的软化剂为硬脂酸或二辛酯。

所述的硫化剂为硫磺。

所述的硫化促进剂为二硫化四甲基秋兰姆。

所述的防老剂为N-苯基-β-萘胺。

上述一种耐硫化氢腐蚀的遇水膨胀橡胶及其制备方法，其特征是它包括如下步骤：

1)按各原料质量份数为：天然橡胶100份、交联聚丙烯酸钠20～60份、有机化蒙脱土2～15份、氧化锌3～8份、填充剂20～35份、软化剂2～5份、硫化剂1～3份、硫化促进剂0.5～2份、防老剂0.5～1.5份，选取天然橡胶、交联聚丙烯酸钠、有机化蒙脱土、氧化锌、填充剂、软化剂、硫化剂、硫化促进剂和防老剂，备用；

2)将天然橡胶、交联聚丙烯酸钠、有机化蒙脱土在密炼机中进行密炼，密炼温度为100～120℃，密炼时间为5～10min；

3)向密炼机中依次加入填充剂、氧化锌、软化剂、硫化剂、硫化促进剂、防老剂，保持密炼温度为100～120℃，继续密炼5～10min，然后出料，经双辊开炼机压成薄片；

4)薄片在室温下停放24小时后，将薄片放入模具中，在平板硫化机中进行硫化，硫化温度为130～145℃，硫化压力为10～15MPa，硫化时间为10～30min，硫化结束冷却至室温，取出硫化胶，即制成耐硫化氢腐蚀的遇水膨胀橡胶。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过将有机化蒙脱土与橡胶、吸水性树脂进行混炼，使橡胶、树脂插层进入有机化蒙脱土层间，形成剥离型纳米复合结构，提高了遇水膨胀橡胶的阻隔性能，从而有效改善遇水膨胀橡胶的耐硫化氢腐蚀能力，延长其使用寿命。本发明制备的耐硫化氢腐蚀的遇水膨胀橡胶具有优良的耐硫化氢腐蚀能力。