防霉橡胶材料配方

1、说 明 书 摘 要 本发明公开了一种具有抗菌防霉性能的工程橡胶材料及其制备工艺，属于橡胶材料技术领域，该工程橡胶材料由三元乙丙橡胶、促进剂M、硬脂酸、石蜡、碳黑N550、碳黑N330、石蜡油、促进剂、促进剂TRA 、促进剂BZ、促进剂TMTD、防老剂、纳米抗菌剂、硫磺构成；利用上述材料通过制备合炼胶、混炼、测试半成品胶料的硫化时间、选择最佳硫化时间将混炼的胶料装入模腔内硫化成型，即可制备成抗菌止水带橡胶成品。利用上述材料制成的橡胶成品耐老化性能大大提高，延缓了霉菌对材料的腐蚀，从而使橡胶分子链在较宽的自然环境范围下仍然保持橡胶材料的柔顺性、较高的抗张强度和弹性，提高了产品的使用寿命。 权 利

2、要 求 书 1、一种具有抗菌防霉性能的工程橡胶材料，由下列重量份的组分构成：三元乙丙橡胶 250、 ZnO 1015、促进剂M 2.53.5、硬脂酸 2.53.5、 石蜡 1.01.5、 碳黑N550 140160、碳黑N330 6575、石蜡油 110140、 促进剂CZ 4.04.5、促进剂TRA 1.52.0 、促进剂BZ 0.91.2、促进剂TMTD 1.01.5、防老剂RD 3.54.0、纳米抗菌剂 6.08.0、硫磺 1.21.8。 2、利用权利要求1所述的一种具有抗菌防霉性能的工程橡胶材料制备抗菌止水带橡胶的方法包括下列步骤：第一步：合炼胶将称量好的三元乙丙橡胶（EPDM）、碳黑

3、N550和碳黑N330、各三分之一重量份的ZnO和硬脂酸投入密炼机中，在130±10的密炼温度下密炼，然后打开上顶栓，开启翻转料仓，将混合料翻出，转入开炼机薄通打卷，停放冷却后，再加入二分之一重量份的硫磺等进行混炼形成合炼胶。第二步：混炼将合炼胶以及称量好的各三分之二重量份的ZnO和硬脂酸和石蜡油、纳米抗菌剂、二分之一重量份的硫磺和促进剂、防老剂RD、石蜡及石蜡油，再次投入密炼机中，在90100的密炼温度下，在料仓中捣匀，时间为35min,将混炼好的胶料翻出料仓加入到开炼机包辊捣匀后，薄通2-3次，薄通辊距调整为0.6-0.8mm，然后下片，下片厚度为6-10mm，待无气泡再下片；第

4、三步：测试半成品胶料的硫化时间；第四步：选择最佳硫化时间进行橡胶制品的硫化将混炼的胶料装入模腔内，温度175±5，时间7±1min,压力10-15MPa的平板硫化机上进行压模成型，制备成抗菌止水带橡胶成品。3、利用权利要求1所述的一种具有抗菌防霉性能的工程橡胶材料制备抗菌防霉盾构管片弹性密封垫的方法包括下列步骤：第一步：合炼胶将称量好的三元乙丙橡胶（EPDM）、碳黑N550和碳黑N330、各二分之一重量份的ZnO和硬脂酸和石蜡油投入密炼机中，在130±10的密炼温度下密炼，然后打开上顶栓，开启翻转料仓，将混合料翻出，转入开炼机薄通打卷，停放冷却后，再加入三分之一重

5、量份的硫磺等进行混炼形成合炼胶。第二步：混炼将合炼胶以及称量好的各二分之一重量份的ZnO和硬脂酸和石蜡油、纳米抗菌剂、三分之二重量份的硫磺和促进剂，再次投入密炼机中，在90100的密炼温度下，在料仓中捣匀，时间为35min,将混炼好的胶料翻出料仓加入到开炼机包辊捣匀后，薄通2-3次，薄通辊距调整为0.6-0.8mm，然后下片，下片厚度为6-10mm，待无气泡再下片；第三步：测试半成品胶料的硫化时间；第四步：选择最佳硫化时间进行橡胶制品的挤出硫化将混炼好的胶片裁切成长条，放入机筒口挤出硫化。微波硫化橡胶流水线使用前将温度调整为：机头70±5，机筒挤出段65±5，机筒塑化段60

6、±5，螺杆温度55±5；热风硫化温度：一段230±5，二段210±5，三段210±5，四段200±5，待设定参数达到要求后，将裁好的胶料放入机筒口挤出硫化，制备成抗菌防霉盾构管片弹性密封垫成品。 说 明 书 一种具有抗菌防霉性能的工程橡胶材料及其制备工艺技术领域本发明属于橡胶材料技术领域，具体地讲涉及一种具有抗菌防霉性能的工程橡胶材料及其制备工艺。背景技术工程橡胶材料是指使用于地下工程管道中的连接密封接缝，基建工程的混凝土现浇时设有的永久性变形缝以及适用于地铁、隧道、涵洞、水利等工程中的具有高弹性的密封橡胶止水带所使用的橡胶材料。使用

7、于工程中的密封接缝、永久性变形缝、止水带等橡胶产品多处于潮湿及高、低温环境中，而由于各种原因导致从橡胶材料的内部析出或喷出配合剂，在上述环境中因霉菌或霉菌丝的侵蚀而产生物理穿透，从而导致橡胶产品使用寿命大大缩短，并对基建工程产生严重影响。通过观察、研究和分析发现，导致橡胶产品的配合剂从橡胶材料的内部喷出或析出的原因为：第一，制备橡胶产品时包括促进剂、硫化机、防老剂等在内的各种配合剂用量超过橡胶的溶解度，也就是超过所允许的最大限度的使用量时，配合剂可能喷出橡胶表面。第二，配合剂的溶解度是随温度而变化的温度低时其溶解度降低，反之升高：因此，在较高温条件下制备的橡胶产品，在低温环境中会有配合剂析出或

8、喷出。其三，橡胶材料是线形长分子，硫化后分子交联成网状结构橡胶材料在使用过程中，当局部受到压力或挤压拉伸时，会产生应力集中导致橡胶分子伸张或压缩变形，因此配合剂会在应力集中的区域发生喷出现象。其四，也是导致配合剂从橡胶材料内部喷出或析出的最主要的原因是橡胶材料的老化所致因为橡胶老化后其长分子或是网状结构分子的键断裂，分子量减少，吸附和束缚住配合剂微粒的能力降低，故易于析出表面。当配合剂从橡胶产品内部喷出或析出后，在高温、潮湿的环境中产生霉菌，则会使橡胶产品的耐老化性能会进一步降低。通过实验测试，目前所使用的密橡胶封接缝经过在70×168h后，其拉伸强度由17MPa降至13MPa, 显

9、然其出现老化，导致其柔韧性能同时变差，。上述产品裸露在施工外部的部分，因出现霉菌而影响其外观。发明内容本发明的目的就是提供一种抗老化、能够有效避免在高温和潮湿环境下不发生霉变的工程橡胶材料及其制备工艺。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：工程橡胶材料，由下列重量份的组分构成：三元乙丙橡胶 250、 ZnO 1015、促进剂M 2.53.5、硬脂酸 2.53.5、 石蜡 1.01.5、 碳黑N550 140160、碳黑N330 6575、石蜡油 110140、 促进剂CZ 4.04.5、促进剂TRA 1.52.0 、促进剂BZ 0.91.2、促进剂TMTD 1.01.5、防老剂RD 3.54

10、.0、纳米抗菌剂 6.08.0、硫磺 1.21.8。 利用上述材料制备抗菌止水带橡胶的方法包括下列步骤：第一步：合炼胶将称量好的三元乙丙橡胶（EPDM）、碳黑N550和碳黑N330、各三分之一重量份的ZnO和硬脂酸投入密炼机中，在130±10的密炼温度下密炼，然后打开上顶栓，开启翻转料仓，将混合料翻出，转入开炼机薄通打卷，停放冷却后，再加入二分之一重量份的硫磺等进行混炼形成合炼胶。第二步：混炼将合炼胶以及称量好的各三分之二重量份的ZnO和硬脂酸和石蜡油、纳米抗菌剂、二分之一重量份的硫磺和促进剂、防老剂RD、石蜡及石蜡油，再次投入密炼机中，在90100的密炼温度下，在料仓中捣匀，时间为

11、35min,将混炼好的胶料翻出料仓加入到开炼机包辊捣匀后，薄通2-3次，薄通辊距调整为0.6-0.8mm，然后下片，下片厚度为6-10mm，待无气泡再下片；第三步：测试半成品胶料的硫化时间；第四步：选择最佳硫化时间进行橡胶制品的硫化将混炼的胶料装入模腔内，温度175±5，时间7±1min,压力10-15MPa的平板硫化机上进行压模成型，制备成抗菌止水带橡胶成品。利用上述材料制备抗菌防霉盾构管片弹性密封垫的方法包括下列步骤：第一步：合炼胶将称量好的三元乙丙橡胶（EPDM）、碳黑N550和碳黑N330、各二分之一重量份的ZnO和硬脂酸和石蜡油投入密炼机中，在130±1

12、0的密炼温度下密炼，然后打开上顶栓，开启翻转料仓，将混合料翻出，转入开炼机薄通打卷，停放冷却后，再加入三分之一重量份的硫磺等进行混炼形成合炼胶。第二步：混炼将合炼胶以及称量好的各二分之一重量份的ZnO和硬脂酸和石蜡油、纳米抗菌剂、三分之二重量份的硫磺和促进剂，再次投入密炼机中，在90100的密炼温度下，在料仓中捣匀，时间为35min,将混炼好的胶料翻出料仓加入到开炼机包辊捣匀后，薄通2-3次，薄通辊距调整为0.6-0.8mm，然后下片，下片厚度为6-10mm，待无气泡再下片；第三步：测试半成品胶料的硫化时间第四步：选择最佳硫化时间进行橡胶制品的挤出硫化将混炼好的胶片裁切成长条，放入机筒口挤出硫

13、化。微波硫化橡胶流水线使用前将温度调整为：机头70±5，机筒挤出段65±5，机筒塑化段60±5，螺杆温度55±5；热风硫化温度：一段230±5，二段210±5，三段210±5，四段200±5，待设定参数达到要求后，将裁好的胶料放入机筒口挤出硫化，制备成抗菌防霉盾构管片弹性密封垫成品。 具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。制备抗菌止水带橡胶的实施例14：实施例1 第一步：配料并合炼胶称取250公斤的EPDM、140公斤的碳黑N550、75公斤的碳黑N330、5.0公斤的氧化锌、1.2公斤的硬脂酸、0.

14、9公斤的硫磺和138公斤的石蜡油投入密炼机中，密炼温度控制在140，然后打开上顶栓，开启翻转料仓，将混合料翻出，转入开炼机薄通打卷，停放冷却后形成合炼胶；第二步：混炼将合炼胶以及9.5公斤的氧化锌、1.2公斤的石蜡、2.3公斤的硬脂酸、0.8公斤的硫磺、8.0公斤的纳米抗菌剂、3.0公斤的促进剂M、4.0公斤的促进剂CZ、1.8公斤的促进剂TRA、1.0公斤的促进剂BZ、1.2公斤的促进剂TMTD、3.5公斤的防老剂RD再次投入密炼机中，密炼温度为90，在料仓中捣匀时间为5min,将混炼好的胶料翻出料仓加入到开炼机包辊捣匀后，薄通2次，薄通辊距调整为0.6mm，然后下片，下片厚度为6mm，待无

15、气泡再下片，并取检验试片做性能测试，待检验合格后进行硫化。第三步：半成品物理性能测试结果 项目试验编号硫化条件拉伸强度MPa扯断伸长率 %硬度 邵尔A1#2#3#1#2#3#1#2#3#175×5min老化前15.816.314.2590595580626263老化后14.815.713.9520586540646163175×7min老化前16.217.015.8586618575605460老化后14.615.913.8509531479626163171×9min老化前15.816.215.2560590518636060老化后14.614.813.4530

16、510460646163自然空气中（放置2个月，目测）1#略有喷出物，2#良好，3#喷出明显通过以上测试结果可以看出：2#配方为最佳配比，硫化条件为175×7min。第四步：橡胶制品的硫化将混炼合格的胶料装入模腔内，温度175，时间7min,压力10MPa的平板硫化机上进行压模成型，制备成抗菌止水带橡胶成品。该抗菌止水带橡胶的物理性能检验结果如下：试验条件在70×168h测试：拉伸强度保持率为90%，比原来提高了15%，扯断伸长保持率86%，比原来提高了10%，防霉等级2级，比原来明显改善。实施例2第一步：配料并合炼胶称取250公斤的EPDM、150公斤的碳黑N550、65

17、公斤的碳黑N330、4.5公斤的氧化锌、0.9公斤的硬脂酸、0.8公斤的硫磺和110公斤的石蜡油投入密炼机中，密炼温度控制在130，然后打开上顶栓，开启翻转料仓，将混合料翻出，转入开炼机薄通打卷，停放冷却后形成合炼胶；第二步：混炼将合炼胶以及7.0公斤的氧化锌、1.0公斤的石蜡、2.0公斤的硬脂酸、0.9公斤的硫磺、7.5公斤的纳米抗菌剂、3.5公斤的促进剂M、4.2公斤的促进剂CZ、1.6公斤的促进剂TRA、0.9公斤的促进剂BZ、1.5公斤的促进剂TMTD、4.0公斤的防老剂RD再次投入密炼机中，密炼温度为95，在料仓中捣匀时间为3min,将混炼好的胶料翻出料仓加入到开炼机包辊捣匀后，薄通

18、3次，薄通辊距调整为0.7mm，然后下片，下片厚度为8mm，待无气泡再下片，并取检验试片做性能测试，待检验合格后进行硫化。第三步：半成品物理性能测试结果 项目试验编号硫化条件拉伸强度MPa扯断伸长率 %硬度 邵尔A1#2#3#1#2#3#1#2#3#175×5min老化前15.916.214.3592596575616462老化后14.715.914.0517589548636364175×7min老化前16.217.015.5583617572626061老化后14.816.014.0505537483656265171×9min老化前15.716.415.05

19、65595520606061老化后14.415.113.6531520475626263自然空气中（放置2个月，目测）1#略有喷出物，2#良好，3#喷出明显通过以上测试结果可以看出：2#配方为最佳配比，硫化条件为175×7min。第四步：橡胶制品的硫化将混炼合格的胶料装入模腔内，温度175，时间7min,压力15MPa的平板硫化机上进行压模成型，制备成抗菌止水带橡胶成品。该抗菌止水带橡胶的物理性能检验结果如下：试验条件在70×168h测试：拉伸强度保持率为91%，比原来提高了16%，扯断伸长保持率88%，比原来提高了12%，防霉等级2级，比原来明显改善。实施例3第一步：配料

20、并合炼胶称取250公斤的EPDM、160公斤的碳黑N550、72公斤的碳黑N330、48.公斤的氧化锌、0.85公斤的硬脂酸、0.7公斤的硫磺和120公斤的石蜡油投入密炼机中，密炼温度控制在135，然后打开上顶栓，开启翻转料仓，将混合料翻出，转入开炼机薄通打卷，停放冷却后形成合炼胶；第二步：混炼将合炼胶以及8.0公斤的氧化锌、1.3公斤的石蜡、1.8公斤的硬脂酸、0.6公斤的硫磺、6.0公斤的纳米抗菌剂、2.5公斤的促进剂M、4.3公斤的促进剂CZ、2.0公斤的促进剂TRA、1.2公斤的促进剂BZ、1.0公斤的促进剂TMTD、3.8公斤的防老剂RD再次投入密炼机中，密炼温度为100，在料仓中捣

21、匀时间为3min,将混炼好的胶料翻出料仓加入到开炼机包辊捣匀后，薄通3次，薄通辊距调整为0.8mm，然后下片，下片厚度为10mm，待无气泡再下片，并取检验试片做性能测试，待检验合格后进行硫化。第三步：半成品物理性能测试结果 项目试验编号硫化条件拉伸强度MPa扯断伸长率 %硬度 邵尔A1#2#3#1#2#3#1#2#3#175×5min老化前15.616.414.1591599585626260老化后14.515.913.9532593545656465175×7min老化前16.417.015.7589620573616062老化后14.816.013.7510545481

22、646365171×9min老化前16.016.215.1565585517606162老化后15.014.913.2532520465626163自然空气中（放置2个月，目测）1#略有喷出物，2#良好，3#喷出明显通过以上测试结果可以看出：2#配方为最佳配比，硫化条件为175×7min。第四步：橡胶制品的硫化将混炼合格的胶料装入模腔内，温度175，时间7min,压力12MPa的平板硫化机上进行压模成型，制备成抗菌止水带橡胶成品。该抗菌止水带橡胶的物理性能检验结果如下：试验条件在70×168h测试：拉伸强度保持率为92%，比原来提高了17%，扯断伸长保持率88，比

23、原来提高了12%，防霉等级2级，比原来明显改善。实施例4第一步：配料并合炼胶称取250公斤的EPDM、145公斤的碳黑N550、68公斤的碳黑N330、4.0公斤的氧化锌、1.0公斤的硬脂酸、0.6公斤的硫磺和125公斤的石蜡油投入密炼机中，密炼温度控制在140，然后打开上顶栓，开启翻转料仓，将混合料翻出，转入开炼机薄通打卷，停放冷却后形成合炼胶；第二步：混炼将合炼胶以及6.0公斤的氧化锌、1.5公斤的石蜡、1.65公斤的硬脂酸、0.7公斤的硫磺、7.0公斤的纳米抗菌剂、2.8公斤的促进剂M、4.5公斤的促进剂CZ、1.5公斤的促进剂TRA、1.05公斤的促进剂BZ、1.1公斤的促进剂TMTD

24、、4.0公斤的防老剂RD再次投入密炼机中，密炼温度为95，在料仓中捣匀时间为4min,将混炼好的胶料翻出料仓加入到开炼机包辊捣匀后，薄通3次，薄通辊距调整为0.6mm，然后下片，下片厚度为7mm，待无气泡再下片，并取检验试片做性能测试，待检验合格后进行硫化。第三步：半成品物理性能测试结果 项目试验编号硫化条件拉伸强度MPa扯断伸长率 %硬度 邵尔A1#2#3#1#2#3#1#2#3#175×5min老化前15.916.214.1589597582626060老化后15.015.813.7520590545646363175×7min老化前16.217.015.9590620

25、576636161老化后14.516.013.9512535480656463171×9min老化前15.916.315.3565590517606060老化后14.815.013.2535510463626163自然空气中（放置2个月，目测）1#略有喷出物，2#良好，3#喷出明显通过以上测试结果可以看出：2#配方为最佳配比，硫化条件为175×7min。第四步：橡胶制品的硫化将混炼合格的胶料装入模腔内，温度175，时间8min,压力12MPa的平板硫化机上进行压模成型，制备成抗菌止水带橡胶成品。该抗菌止水带橡胶的物理性能检验结果如下：试验条件在70×168h测试：

26、拉伸强度保持率为91%，比原来提高了16%，扯断伸长保持率85%，比原来提高了近10%，防霉等级2级，比原来明显改善。本发明所提供的抗菌止水橡胶，与现有的技术相比具有以下优点：耐老化性能大大提高，从试验结果可以看出，延缓了霉菌对材料的腐蚀，从而使橡胶分子链在较宽的自然环境范围下，仍然保持橡胶材料的柔顺性、较高的抗张强度和弹性，从而提高了产品的耐久性。制备成抗菌防霉盾构管片弹性密封垫的实施例58实施例5第一、二、三步同实施例1第四步、将混炼的胶料装入模腔内，温度178，时间7min,压力15MPa的平板硫化机上进行压模成型，即制备成抗菌防霉盾构管片弹性密封垫成品。上述抗菌防霉盾构管片弹性密封垫的

27、物理性能检验结果如下：试验条件在70×168h测试：拉伸强度保持率为89%，比原来提高了近15%，扯断伸长保持率85%，比原来提高了近10%，防霉等级2级，比原来明显改善。实施例6第一、二、三步同实施例2第四步、将混炼的胶料装入模腔内，温度180，时间6.5min,压力12MPa的平板硫化机上进行压模成型，即制备成抗菌防霉盾构管片弹性密封垫成品。上述抗菌防霉盾构管片弹性密封垫的物理性能检验结果如下：试验条件在70×168h测试：拉伸强度保持率为88%，比原来提高了13%，扯断伸长保持率85%，比原来提高了9%，防霉等级2级，比原来明显改善。实施例7第一、二、三步同实施例3第四步、将混炼的胶料装入模腔内，温度175±5，时间7.5min,压力10MPa的平板硫化机上进行压模成型，即制备成抗菌防霉盾构管片弹性密封垫成品。上述抗菌防霉盾构管片弹性密封垫的物理性能检验结果如下：试验