一種非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠及其制備方法，本發(fā)明首先乳液聚合制備丙烯酸酯與丙烯腈的共聚物，然后將產(chǎn)物水解得到丙烯酸酯與丙烯酸鈉的共聚物，最后將樹脂干燥并交聯(lián)，得到吸水膨脹ACM橡膠。本發(fā)明采用化學(xué)合成法制備聚丙烯酸酯（ACM）吸水膨脹橡膠，提出了在橡膠的聚合過程中引入腈基，而后水解得到羧酸鈉親水基團，比起化學(xué)接枝法和物理共混法具有顯然更均勻的結(jié)構(gòu)，由于親水基團無法從橡膠主鏈上脫離，因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好，所得吸水膨脹橡膠的分子鏈上的親水基團為羧酸鈉，能夠在高溫環(huán)境中吸水膨脹，膨脹倍率高，力學(xué)強度好，能夠滿足復(fù)雜環(huán)境和特殊場合的要求。
【專利說明】一種非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠及其制備 方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子合成與性能領(lǐng)域，具體涉及一種非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯 吸水膨脹橡膠及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 吸水膨脹橡膠是一種吸水后產(chǎn)生膨脹變形的新型功能材料，是在橡膠基質(zhì)中引入 親水性功能基團制成的，它具有一定的吸水和保水能力，同時保持了橡膠（連續(xù)相）的高 彈性和較好的力學(xué)性能。
[0003] 吸水膨脹橡膠因為具有獨特的吸水膨脹密封、以水止水的特性，廣泛用作地鐵、隧 道、高速公路等建筑工程的工程變形縫、施工縫、管道接頭等密封止漏材料和水壩的現(xiàn)場快 速堵漏。
[0004] 目前，吸水膨脹橡膠的橡膠基材一般選用極性大、粘合性能好、彈性大和結(jié)晶度 高的橡膠，如氯丁橡膠（CR)、丁苯橡膠（SBR)、丁腈橡膠（NBR)、氯化聚乙烯橡膠（CPE)、乙 烯-醋酸乙烯酯橡膠（EVM)等。吸水膨脹橡膠的親水性物質(zhì)主要有聚氨酯預(yù)聚體、聚丙烯 酸系、聚丙烯酰胺系、聚乙烯醇系等合成高吸水性樹脂，以及改性高鈉基膨潤土、白炭黑、聚 乙烯醇等。
[0005] 聚丙烯酸系吸水樹脂的吸水能力強，有優(yōu)良的保水性，且在高吸水狀態(tài)下仍有很 高的強度，是目前在吸水膨脹橡膠中出現(xiàn)的較多的體系。但由于其結(jié)構(gòu)與橡膠相差較大，吸 水后吸水樹脂易從簡單的共混體系中析出，導(dǎo)致吸水能力和膨脹率下降。
[0006] 將多種不同類型的吸水樹脂混合使用比單獨使用一種吸水材料能更有效地提高 與橡膠的相容性，減少吸水樹脂的析出脫落，同時提高吸水膨脹橡膠的吸水性能和力學(xué)強 度。
[0007] 目前吸水膨脹橡膠的制備方法主要有兩種：物理共混和化學(xué)接枝。
[0008] 物理共混型吸水膨脹橡膠制備工藝簡單、原料來源廣泛、成本低廉，然而強極性吸 水樹脂本身凝聚力大，在橡膠中分散性不好且相容性差，浸水后吸水樹脂易從橡膠中脫 析出來，反復(fù)使用后膨脹率和拉伸強度下降，所以改善兩者相容性很關(guān)鍵，通常是加入 兩親性增容劑以改善體系內(nèi)部的相容性。比如：聚氧化乙烯-b_聚丙烯酸丁酯兩親性嵌段 共聚物可以做為天然橡膠和聚丙烯酸鈉的增容劑，其拉伸強度、斷裂伸長率和吸水膨脹性 能均有提1?。
[0009] 化學(xué)接枝型吸水膨脹橡膠是通過化學(xué)反應(yīng)把親水性基團或鏈段接枝到橡膠大分 子上得到的具有吸水能力的橡膠。與共混型相比，由于親水基團被以化學(xué)鍵結(jié)合到高分子 主鏈上，吸水膨脹橡膠微觀相容性和強度更好。然而化學(xué)接枝法反應(yīng)困難，工藝繁瑣，成本 較高?；瘜W(xué)接枝型吸水膨脹橡膠的制備又分為：原位生成吸水樹脂進行接枝和直接添加吸 水樹脂接枝的方法。比如：可以在EPDM橡膠中加入丙烯酸鈉單體，原位合成聚丙烯酸鈉吸 水樹脂并接枝到EPDM上；也可以直接添加聚丙烯酸鈉樹脂到EPDM中進行接枝反應(yīng)。
[0010]目前，無論是物理共混還是化學(xué)接枝型吸水膨脹橡膠都存在兩相相容性差，或者 沒有化學(xué)鍵連接，或者只有少量的化學(xué)鍵連接，存在內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，長期使用后吸水 樹脂析出，吸水膨脹率下降的問題，由于長期壓縮下的應(yīng)力弛豫，吸水樹脂析出，吸水 膨脹率大大降低。由于吸水膨脹橡膠耐久性不佳，適應(yīng)面不廣，無法滿足一些特殊環(huán)境 下的要求。
[0011] 眾所周知，共混型吸水膨脹橡膠吸水后質(zhì)量流失率高于接枝型，但接枝型吸水膨 脹橡膠的質(zhì)量流失率也較高，比如：丙烯酸鈉原位接枝丁腈橡膠制備的吸水膨脹橡膠質(zhì)量 流失率在6~15wt%，因此，這些吸水膨脹橡膠難以反復(fù)吸水，一次吸水后性能就會快速下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸 酯吸水膨脹橡膠及其制備方法，本發(fā)明首先乳液聚合制備丙烯酸酯與丙烯腈的共聚物，然 后將產(chǎn)物水解得到丙烯酸酯與丙烯酸鈉的共聚物，最后將樹脂干燥并交聯(lián)，得到吸水膨脹 ACM橡膠。
[0013] 本發(fā)明的目的是：（1)用化學(xué)合成法制備具有吸水膨脹能力的聚丙烯酸酯吸水膨 脹橡膠(即ACM橡膠)，使得親水基團均勻分布在分子鏈上，得到結(jié)構(gòu)不同于共混型和接枝型 的合成型吸水膨脹橡膠。（2)用化學(xué)合成法制備具有吸水膨脹能力的ACM橡膠，得到比共混 型和接枝型耐久性好，可以反復(fù)吸水，不存在吸水樹脂析出問題的吸水膨脹橡膠。
[0014] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)： 一種非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠的制備方法，它包括以下步驟： (1) 將乳化劑、丙烯酸乙酯、丙烯腈和水加入干燥的反應(yīng)釜中得到乳液，攪拌并通氮氣 排氧，升溫至6(T90°C后，加入占上述乳液總重量0. 2 wt%的引發(fā)劑，反應(yīng)Olh ; 其中，所述乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸鈉的混合物，乳化劑用量為所 述乳液總重量的〇. 5?2wt% ;丙烯腈占乳液總重量的疒20wt%，丙烯酸乙酯占乳液總重量的 8?36wt%，余量為水； (2) 將所得乳液干燥除水，得到丙烯酸酯-丙烯腈共聚物樹脂，將丙烯酸酯-丙烯腈共 聚物樹脂加入氫氧化鈉水溶液中進行水解，水解溫度7(T95°C，水解時間2飛h ;其中氫氧化 鈉水溶液濃度為40wt%，樹脂與氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量比為1 :2. 5,水解完畢，取出產(chǎn)物用 去離子水洗至中性，得到共聚物樹脂； (3) 將環(huán)氧交聯(lián)劑或多羥基交聯(lián)劑加入所述共聚物樹脂中，所述交聯(lián)劑的用量為共聚 物樹脂的1飛wt%，室溫下在雙輥開煉機上軋片，然后轉(zhuǎn)移至硫化機上進行硫化，硫化溫度為 12(T160°C，硫化壓力為5-10MPa，硫化時間3(Γ90分鐘，得到聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠。
[0015] 對上述技術(shù)方案的進一步改進：所述乳液中還含有丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯和丙 烯酸-2-乙基己酯，其中丙烯酸丁酯占乳液總重量的0. l~34wt%，丙烯酸甲酯占乳液總重量 的0. 1?16wt%，丙烯酸-2-乙基己酯占乳液總重量的0. 1?8wt%。
[0016] 對上述技術(shù)方案的進一步改進：所述步驟（1)中壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫 酸鈉的質(zhì)量比為2~3:1。
[0017] 對上述技術(shù)方案的進一步改進：所述步驟（1)中引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過 氧化苯甲酰或異丙苯過氧化氫-四乙烯五胺中的一種。
[0018] 對上述技術(shù)方案的進一步改進：所述步驟（1)中攪拌30min，轉(zhuǎn)速150r/min。
[0019] 對上述技術(shù)方案的進一步改進：所述步驟（3)中環(huán)氧交聯(lián)劑為雙酚A型環(huán)氧樹脂、 三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、四氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、丁二醇二縮水甘油醚、乙二醇 二縮水甘油醚或丙三醇三縮水甘油醚中的一種或幾種。
[0020] 對上述技術(shù)方案的進一步改進：所述步驟（3)中多羥基交聯(lián)劑為丁二醇、乙二醇、 己二醇、三羥甲基丙烷、甘油或季戊四醇中的一種或幾種。
[0021] 本發(fā)明還提供了利用所述的制備方法制得的非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水 膨脹橡膠。
[0022] 所述吸水膨脹橡膠的吸水倍率達到102-215%，吸水前邵A硬度為80-91，吸水后 邵A硬度35-55 ;吸水前拉伸強度13. 1?25. 6MPa，斷裂延長率80-409%，吸水后拉伸強度為 2. 8-3. 2MPa，斷裂延長率 99-245%。
[0023] 所述吸水膨脹橡膠質(zhì)量流失率為0. 2~0. 5wt%，反復(fù)吸水干燥10次后，質(zhì)量流失率 僅為1?1. 4wt%。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和技術(shù)效果是：針對上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用化 學(xué)合成法制備聚丙烯酸酯（ACM)吸水膨脹橡膠，提出了在橡膠的聚合過程中間接的引入親 水基團，使得親水基團"生長"在橡膠主鏈上，比起化學(xué)接枝法和物理共混法具有顯然更均 勻的結(jié)構(gòu)，由于親水基團無法從橡膠主鏈上脫離，因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好，可以反復(fù)多次吸水 膨脹，不存在吸水樹脂析出的問題。所得吸水膨脹橡膠的分子鏈上的親水基團為羧酸鈉， 能夠在高溫環(huán)境中吸水膨脹，膨脹倍率高，力學(xué)強度好，能夠滿足復(fù)雜環(huán)境和特殊場合的要 求。
[0025] 本發(fā)明制備的合成型ACM吸水膨脹橡膠具有比共混型和接枝型明顯優(yōu)越的穩(wěn)定 性，質(zhì)量流失率為〇. 2~0. 5wt%，反復(fù)吸水干燥10次后，質(zhì)量流失率僅為1. (Tl. 4wt%，大大低 于接枝和共混型吸水膨脹橡膠，反復(fù)多次吸水后性能保持基本不變。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明丙烯酸酯-丙烯腈共聚物水解前后的紅外譜圖。

【具體實施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0028] 實施例1 本實施例所述非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠的制備方法包括以下步 驟： 1.將乳化劑lwt%、丙烯酸乙酯32. 4wt%、丙烯酸甲酯3. 4 wt%、丙烯腈4 wt%、丙烯酸丁 酯0. 1 wt%、丙烯酸-2-乙基己酯0. 1 wt%、水59 wt%加入干燥的反應(yīng)釜中得到乳液，攪拌 并通氮氣30min，轉(zhuǎn)速150r/min，升溫至6(TC后，加入占上述乳液總質(zhì)量0. 2 wt%過硫酸銨 引發(fā)劑，反應(yīng)llh結(jié)束。
[0029] 其中，乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚（0P-10)和十二烷基硫酸鈉（SDS)混合物， 0P-10與SDS的質(zhì)量比為2 :1。
[0030] 從丙烯酸酯-丙烯腈共聚物水解前后的紅外譜圖（圖1)可以看出，水解后2250CHT1 處c = N吸收峰消失，說明丙烯腈在水解過程中基本全部轉(zhuǎn)化為丙烯酸鈉，而大部分丙烯 酸酯沒有發(fā)生水解。用凝膠滲透色譜（GPC)測試水解前后的分子量，水解前重均分子量為 12. 9X105,水解后為10. 5~11. 2X105,仍然具有較高的分子量，Mw/MjK解前為1. 34,水解后 為1.41，分子量分布略有變寬。
[0031] 2.將所得乳液干燥除水，得到丙烯酸酯-丙烯腈共聚物樹脂。將丙烯酸酯-丙烯 腈共聚物樹脂加入氫氧化鈉水溶液中進行水解，水解溫度90°C，水解時間5h。其中，所述氫 氧化鈉水溶液濃度為40wt%，共聚物樹脂與氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量比為1 :2. 5。水解完畢， 取出產(chǎn)物用去離子水洗至中性得共聚物樹脂。
[0032] 用元素分析法檢測水解后產(chǎn)物的變化，發(fā)現(xiàn)：C元素質(zhì)量分數(shù)降低13. 0%，Η元素降 低4. 6%，0元素增加8. 1%，Ν元素降低為0%。元素分析和紅外結(jié)果一致顯示：大部分C = Ν 水解后消失，轉(zhuǎn)化為羧酸鈉，而丙烯酸酯只有少量水解。
[0033] 3.將三羥甲基丙烷加入所述共聚物樹脂中，三羥甲基丙烷的用量占共聚物樹脂 的3 wt %，室溫在雙輥開煉機上軋片。然后轉(zhuǎn)移至硫化儀硫化，硫化溫度為120°C，硫化壓 力為5MPa，硫化時間60分鐘，得到本發(fā)明所述的ACM吸水膨脹橡膠。
[0034] 本實施例制備的吸水膨脹橡膠性能如下： 吸水倍率達到102%;吸水前邵A硬度為83,吸水后邵A硬度41 ;吸水前拉伸強度 13. IMPa，斷裂延長率81%，吸水后拉伸強度為2. 95MPa，斷裂延長率230%。本發(fā)明制備的 合成型ACM吸水膨脹橡膠質(zhì)量流失率為0. 2wt%，反復(fù)吸水干燥10次后，質(zhì)量流失率僅為 1. lwt%，大大低于接枝和共混型吸水膨脹橡膠。
[0035] 實施例2 本實施例所述非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠及其制備方法包括以下步 驟： 1.將乳化劑1 wt%、丙烯酸乙酯30 wt%、丙烯酸丁酯4.8 wt%、丙烯腈5 wt%、丙烯酸甲 酯0. 1 wt%、丙烯酸-2-乙基己酯0. 1 wt%、水59 wt%加入干燥的反應(yīng)荃中得到乳液，通氮 氣并攪拌30min，轉(zhuǎn)速150r/min，升溫至60°C后，加入0. 2 wt%過硫酸銨引發(fā)劑，反應(yīng)1 lh結(jié) 束。
[0036] 其中，乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚（0P-10)和十二烷基硫酸鈉（SDS)混合物， 0P-10與SDS的質(zhì)量比為2. 5 :1。
[0037] 2.將所得乳液干燥除水，得到丙烯酸酯-丙烯腈共聚物樹脂。將丙烯酸酯-丙烯 腈共聚物樹脂加入氫氧化鈉水溶液中進行水解，水解溫度95°C，水解時間6h。其中，所述氫 氧化鈉水溶液濃度為40wt%，共聚物樹脂與氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量比為1 :2. 5。水解完畢， 取出產(chǎn)物用去離子水洗至中性。
[0038] 3.將三羥甲基丙烷三縮水甘油醚加入水解后的共聚物樹脂中，三羥甲基丙烷三 縮水甘油醚的用量占共聚物樹脂的5 wt %，室溫在雙輥開煉機上軋片。然后轉(zhuǎn)移至硫化儀 硫化，硫化溫度為130°C，硫化壓力為5MPa，硫化時間60分鐘，得到ACM吸水膨脹橡膠。
[0039] 本實施例制備的吸水膨脹橡膠性能如下： 吸水倍率達到151%，吸水前邵A硬度為80,吸水后邵A硬度35 ;吸水前拉伸強度 14. 2MPa，斷裂延長率112%，吸水后拉伸強度為2. 8MPa，斷裂延長率245%。本發(fā)明制備的 合成型ACM吸水膨脹橡膠質(zhì)量流失率為0. 3wt%，反復(fù)吸水干燥10次后，質(zhì)量流失率僅為 1. 3wt%，大大低于接枝和共混型吸水膨脹橡膠。
[0040] 實施例3 一種非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠及其制備方法 1.將乳化劑1 wt%、丙烯酸乙酯30 wt%、丙烯酸甲酯1.8 wt%、丙烯腈8 wt%、丙烯酸丁 酯0.1 wt%、丙烯酸-2-乙基己酯0.1 wt%和水59 wt%加入干燥的反應(yīng)荃中得到乳液，通氮 氣并攪拌30min，轉(zhuǎn)速150r/min，升溫至60°C后，加入0. 2 wt%過硫酸鉀引發(fā)劑，反應(yīng)6h結(jié) 束。
[0041] 其中，乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚（0P-10)和十二烷基硫酸鈉（SDS)混合物， 0P-10與SDS的質(zhì)量比為2. 5 :1。
[0042] 2.將所得乳液干燥除水，得到丙烯酸酯-丙烯腈共聚物樹脂。將丙烯酸酯-丙烯 腈共聚物樹脂加入氫氧化鈉水溶液中進行水解，水解溫度95°C，水解時間2h。其中，氫氧化 鈉水溶液濃度為40wt%，共聚物樹脂與氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量比為1 :2. 5。水解完畢，取出 產(chǎn)物用去離子水洗至中性。
[0043] 3.將甘油加入水解后的共聚物樹脂中，甘油用量為6 wt %，室溫在雙輥開煉機上 軋片。然后轉(zhuǎn)移至硫化儀硫化，硫化溫度為130°C，硫化壓力為6MPa，硫化時間90分鐘，得 到ACM吸水膨脹橡膠。
[0044] 本實施例制備的吸水膨脹橡膠性能如下： 吸水倍率達到215%;吸水前邵A硬度為91，吸水后邵A硬度55 ;吸水前拉伸強度 25. 6MPa，斷裂延長率409%，吸水后拉伸強度為2. 77MPa，斷裂延長率99%。本發(fā)明制備的 合成型ACM吸水膨脹橡膠質(zhì)量流失率為0. 5wt%，反復(fù)吸水干燥10次后，質(zhì)量流失率僅為 1. 4wt%，大大低于接枝和共混型吸水膨脹橡膠。
[0045] 實施例4 一種非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠及其制備方法 1.將乳化劑2 wt%、丙烯酸乙酯25 wt%、丙烯酸甲酯2 wt%、丙烯酸丁酯0.1 wt%、丙 烯酸-2-乙基己酯3. 9wt%、丙烯腈8 wt%、水59 wt%加入干燥的反應(yīng)荃中，通氮氣并攪拌 30min，轉(zhuǎn)速150r/min，升溫至75°C后，加入0. 2 wt%過氧化苯甲酰引發(fā)劑，反應(yīng)10h結(jié)束。
[0046] 其中，乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚（0P-10)和十二烷基硫酸鈉（SDS)混合物， 0P-10與SDS的質(zhì)量比為3 :1。
[0047] 2.將所得乳液干燥除水，得到丙烯酸酯-丙烯腈共聚物樹脂。將丙烯酸酯-丙烯 腈共聚物樹脂加入氫氧化鈉水溶液中進行水解，水解溫度85°C，水解時間6h。其中，氫氧化 鈉水溶液濃度為40wt%，共聚物樹脂與氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量比為1 :2. 5。水解完畢，取出 產(chǎn)物用去離子水洗至中性。
[0048] 3.將甘油和乙二醇加入水解后的共聚物樹脂中，甘油用量為1 wt %，乙二醇用量 為5%，室溫在雙輥開煉機上軋片。然后轉(zhuǎn)移至硫化儀硫化，硫化溫度為130°C，硫化壓力為 6MPa，硫化時間90分鐘，得到ACM吸水膨脹橡膠。
[0049] 本實施例制備的吸水膨脹橡膠性能如下： 吸水倍率達到193%;吸水前邵A硬度為90,吸水后邵A硬度45 ;吸水前拉伸強度 20. 4MPa，斷裂延長率277%，吸水后拉伸強度為2. 91MPa，斷裂延長率139%。本發(fā)明制備的 合成型ACM吸水膨脹橡膠質(zhì)量流失率為0. 4wt%，反復(fù)吸水干燥10次后，質(zhì)量流失率僅為 1. 2wt%，大大低于接枝和共混型吸水膨脹橡膠。
[0050] 本發(fā)明制備的吸水膨脹橡膠性能如下：吸水倍率達到102-215% ;吸水前邵A硬度 為80-91，吸水后邵A硬度35-55 ;吸水前拉伸強度13. 1?25. 6MPa，斷裂延長率80-409%，吸 水后拉伸強度為2. 8-3. 2MPa，斷裂延長率99-245%。本發(fā)明制備的合成型ACM吸水膨脹橡 膠質(zhì)量流失率為〇. 2~0. 5wt%，反復(fù)吸水干燥10次后，質(zhì)量流失率僅為1~1. 4wt%，大大低于 接枝和共混型吸水膨脹橡膠。
[0051] 丙烯酸鈉親水單體均勻共聚合在聚丙烯酸酯橡膠分子主鏈中，可以反復(fù)多次吸水 膨脹，不存在吸水樹脂析出的問題。由此可見，本發(fā)明制備的合成型ACM吸水膨脹橡膠具有 比共混型和接枝型明顯優(yōu)越的穩(wěn)定性，可以反復(fù)多次吸水，性能保持基本不變。
[0052] 以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其進行限制；盡管參照前述實 施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對前述實施 例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或替 換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求保護的技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠的制備方法，其特征在于它包括以 下步驟： (1) 將乳化劑、丙烯酸乙酯、丙烯腈和水加入干燥的反應(yīng)釜中得到乳液，攪拌并通氮氣 排氧，升溫至6(T90°C后，加入占上述乳液總重量0. 2 wt%的引發(fā)劑，反應(yīng)Olh ; 其中，所述乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸鈉的混合物，乳化劑用量為所 述乳液總重量的〇. 5?2wt% ;丙烯腈占乳液總重量的疒20wt%，丙烯酸乙酯占乳液總重量的 8?36wt%，余量為水； (2) 將所得乳液干燥除水，得到丙烯酸酯-丙烯腈共聚物樹脂，將丙烯酸酯-丙烯腈共 聚物樹脂加入氫氧化鈉水溶液中進行水解，水解溫度7(T95°C，水解時間2飛h ;其中氫氧化 鈉水溶液濃度為40wt%，樹脂與氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量比為1 :2. 5,水解完畢，取出產(chǎn)物用 去離子水洗至中性，得到共聚物樹脂； (3) 將環(huán)氧交聯(lián)劑或多羥基交聯(lián)劑加入所述共聚物樹脂中，所述交聯(lián)劑的用量為共聚 物樹脂的1飛wt%，室溫下在雙輥開煉機上軋片，然后轉(zhuǎn)移至硫化機上進行硫化，硫化溫度為 12(T160°C，硫化壓力為5-10MPa，硫化時間3(Γ90分鐘，得到聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠的制備方法，其 特征在于：所述乳液中還含有丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸-2-乙基己酯，其中丙烯酸 丁酯占乳液總重量的〇. f 34wt%，丙烯酸甲酯占乳液總重量的0. f 16wt%，丙烯酸-2-乙基 己酯占乳液總重量的〇. 1?8wt%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠的制備方法，其 特征在于：所述步驟（1)中壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量比為2~3 :1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠的制備方法， 其特征在于：所述步驟（1)中引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過氧化苯甲?；虍惐竭^氧化 氫-四乙烯五胺中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠的制備方法，其 特征在于：所述步驟（1)中攪拌30min，轉(zhuǎn)速150r/min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠的制備方法，其 特征在于：所述步驟（3)中環(huán)氧交聯(lián)劑為雙酚A型環(huán)氧樹脂、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、 四氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、丁二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚或丙三醇三縮 水甘油醚中的一種或幾種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠的制備方法，其 特征在于：所述步驟（3)中多羥基交聯(lián)劑為丁二醇、乙二醇、己二醇、三羥甲基丙烷、甘油或 季戊四醇中的一種或幾種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的制備方法制得的非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸 水膨脹橡膠。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠，其特征在 于：所述吸水膨脹橡膠的吸水倍率達到102-215%，吸水前邵A硬度為80-91，吸水后邵 A硬度35-55 ;吸水前拉伸強度13. 1?25. 6MPa，斷裂延長率80-409%，吸水后拉伸強度為 2. 8-3. 2MPa，斷裂延長率 99-245%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的非共混型高穩(wěn)定性聚丙烯酸酯吸水膨脹橡膠，其特征在 于：所述吸水膨脹橡膠質(zhì)量流失率為0. 2~0. 5wt%，反復(fù)吸水干燥10次后，質(zhì)量流失率僅為 1 ?1. 4wt%〇
【文檔編號】C08F2/30GK104086699SQ201410315014
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】魏燕彥, 石耀東 申請人:青島科技大學(xué)