本發明專利技術提供一種稻殼炭粉改性的遇水膨脹防水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，稻殼炭粉8?16份，膨潤土?碳酸鈣微球15?25份，SAP樹脂10?12份，納米氧化鋅8?12份，硬脂酸1?3份，間苯二酚?甲醛樹脂3?5份，二正丁基二硫代氨基甲酸鋅4?6份，N,N’?亞甲基雙丙烯酰胺1?3份。本發明專利技術所制備的稻殼炭基改性的遇水膨脹防水橡膠密封材料中，高溫裂解后的稻殼炭pH呈堿性，與丁腈橡膠基體、膨潤土?碳酸鈣微球組合使用，提高吸水膨脹橡膠密封材料的耐酸堿性、力學強度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及高分子密封材料領域，特別涉及一種稻殼炭粉改性的遇水膨脹防水橡膠密封材料及其制備方法。
技術介紹
吸水膨脹橡膠(Water Swelling Rubber，簡稱WSR)是上世紀70 年代末期由日本開發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倍乃至數百倍，遇水時，能吸水發生體積膨脹并產生較大的膨脹壓力，在保持橡膠特有的彈性和強度的同時，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可以起止水作用，與傳統的受壓封縫材料相比，既具備常規止水材料的密封作用，又可以在建筑縫變形時有效填充縫隙，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的水泥灌漿、鉀鈉水玻璃灌漿和環氧樹脂堵漏等做法，它已成功應用于工程變形縫、施工縫、各種管道接頭、水壩等處的密封止水，并被防水界譽為“超級密封材料”和“雙保險止水材料”。稻殼炭是農業生產剩余物稻殼在無氧或缺氧條件下經高溫裂解形成的一種物質，具有高度的穩定性和較高的吸附能力。公開號為CN 102585835A的中國專利中，公開了一種利用農作物秸稈的炭化產物制成的土壤保水劑中涉及到稻殼炭用于保水材料制備，但是存在不足之處：其僅將稻殼炭粉碎過60目篩，并與丙烯酰胺成品混合，因此所制備的吸水保水材料只是將炭材料與丙烯酰胺簡單混合，但兩者實際處于游離狀態，致使吸水材料效果存在不足。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種稻殼炭粉改性的遇水膨脹防水橡膠密封材料及其制備方法。本專利技術所要解決的技術問題是通過以下技術方案實現的：一種稻殼炭粉改性的遇水膨脹防水橡膠密封材料，含有以下重量份的原料組成：丁腈橡膠100份，稻殼炭粉8-16份，膨潤土-碳酸鈣微球15-25份，SAP樹脂10-12份，納米氧化鋅8-12份，硬脂酸1-3份，間苯二酚-甲醛樹脂3-5份，二正丁基二硫代氨基甲酸鋅4-6份，N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺1-3份。所述的膨潤土-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）稻殼炭粉的制備：稻殼在溫度為275-400℃，以及氧氣體積含量小于等于5%的條件下，炭化30-90分鐘得到炭化物，將所得炭化物粉碎，過180-250目篩，得到稻殼炭粉；（2）膨潤土-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，表面活性劑水溶液的摩爾濃度在10-20mmol/L之間，聚丙烯酰胺水溶液的質量百分比濃度在1%-3%之間；②、將膨潤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，再加入碳酸鈉溶液繼續攪拌2-4小時，反應結束后離心得到沉淀物，用去離子水洗滌，干燥得到膨潤土-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）；（3）煉膠：①、將丁腈橡膠、間苯二酚-甲醛樹脂、步驟（1）得到的稻殼炭粉投入到密煉機中進行混煉，混煉溫度控制在125-160℃，混煉時間10-30分鐘；②、繼續加入納米氧化鋅、硬脂酸、二正丁基二硫代氨基甲酸鋅到密煉機中進行混煉，混煉溫度控制在100-140℃，混煉時間20-40分鐘，③、接著加入步驟（2）得到的膨潤土-碳酸鈣微球填料繼續混煉，控制混煉溫度在140-180℃，混煉60-90分鐘，得到混煉膠，混煉膠出料后送入開煉機進行散熱；（4）濾膠：將散熱后的混煉膠下條后送入濾膠機濾膠，濾網為80-100目，得到母膠；（5）捏合：①、將混煉膠投入到捏合機中，投入SAP樹脂捏合共混40-90分鐘，控制溫度在125-150℃；②、將捏合機的室溫降至70-80℃，投入N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺繼續捏合共混20-30分鐘；將捏合后的混料經捏合機下部的螺桿排料裝置過濾，排料。本專利技術有如下優點：（1）負載聚丙烯酰胺的膨潤土與氯化鈣溶液中鈣離子形成絡合離子，再與碳酸鈉溶液中的碳酸根離子反應生成膨潤土-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異的吸水膨脹密封性能，同時具有較高的穩定性；（2）本專利技術所制備的稻殼炭基改性的遇水膨脹防水橡膠密封材料中，高溫裂解后的稻殼炭pH呈堿性，與丁腈橡膠基體、膨潤土-碳酸鈣微球組合使用，提高吸水膨脹橡膠密封材料的耐酸堿性、力學強度。具體實施方式通過實施例對本專利技術作進一步說明。實施例1稱取：丁腈橡膠100公斤，稻殼炭粉9公斤，膨潤土-碳酸鈣微球20公斤，SAP樹脂12公斤，納米氧化鋅9公斤，硬脂酸2公斤，間苯二酚-甲醛樹脂4公斤，二正丁基二硫代氨基甲酸鋅5公斤，N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺2公斤。所述的膨潤土-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）稻殼炭粉的制備：稻殼在溫度為275-400℃，以及氧氣體積含量小于等于5%的條件下，炭化30-90分鐘得到炭化物，將所得炭化物粉碎，過180-250目篩，得到稻殼炭（2）膨潤土-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，表面活性劑水溶液的摩爾濃度在15mmol/L之間，聚丙烯酰胺水溶液的質量百分比濃度在2%之間；②、將膨潤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20℃溫度下超聲攪拌1.5小時，再加入碳酸鈉溶液繼續攪拌3小時，反應結束后離心得到沉淀物，用去離子水洗滌，干燥得到膨潤土-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；（3）煉膠：①、將丁腈橡膠、間苯二酚-甲醛樹脂、步驟（1）得到的稻殼炭粉投入到密煉機中進行混煉，混煉溫度控制在140℃，混煉時間20分鐘；②、繼續加入納米氧化鋅、硬脂酸、二正丁基二硫代氨基甲酸鋅到密煉機中進行混煉，混煉溫度控制在130℃，混煉時間30分鐘，③、接著加入步驟（2）得到的膨潤土-碳酸鈣微球填料繼續混煉，控制混煉溫度在160℃，混煉80分鐘，得到混煉膠，混煉膠出料后送入開煉機進行散熱；（4）濾膠：將散熱后的混煉膠下條后送入濾膠機濾膠，濾網為80目，得到母膠；（5）捏合：①、將混煉膠投入到捏合機中，投入SAP樹脂捏合共混80分鐘，控制溫度在140℃；②、將捏合機的室溫降至75℃，投入N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺繼續捏合共混25分鐘；將捏合后的混料經捏合機下部的螺桿排料裝置過濾，排料。經測試：拉伸強度17.9MPa ；拉斷伸長率609% ；強度78度；吸水膨脹率389%。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種稻殼炭粉改性的遇水膨脹防水橡膠密封材料，其特征在于，含有以下重量份的原料組成：丁腈橡膠100份，稻殼炭粉8?16份，膨潤土?碳酸鈣微球15?25份，SAP樹脂10?12份，納米氧化鋅8?12份，硬脂酸1?3份，間苯二酚?甲醛樹脂3?5份，二正丁基二硫代氨基甲酸鋅4?6份，N,N’?亞甲基雙丙烯酰胺1?3份；所述的膨潤土?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。
【技術特征摘要】
1.一種稻殼炭粉改性的遇水膨脹防水橡膠密封材料，其特征在于，含有以下重量份的原料組成：丁腈橡膠100份，稻殼炭粉8-16份，膨潤土-碳酸鈣微球15-25份，SAP樹脂10-12份，納米氧化鋅8-12份，硬脂酸1-3份，間苯二酚-甲醛樹脂3-5份，二正丁基二硫代氨基甲酸鋅4-6份，N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺1-3份；所述的膨潤土-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.根據權利要求書1所述的一種稻殼炭粉改性的遇水膨脹防水橡膠密封材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：（1）稻殼炭粉的制備：稻殼在溫度為275-400℃，以及氧氣體積含量小于等于5%的條件下，炭化30-90分鐘得到炭化物，將所得炭化物粉碎，過180-250目篩，得到稻殼炭粉；（2）膨潤土-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，表面活性劑水溶液的摩爾濃度在10-20mmol/L之間，聚丙烯酰胺水溶液的質量百分比濃度在1%-3%之間；②、將膨潤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...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡光榮，
申請(專利權)人：安徽榮達閥門有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34
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