抗老化复合防水胶条及制备方法 技术领域 本发明属于防水胶条及制备方法技术领域， 尤其涉及一种抗老化复合防水胶条及 制备方法。
背景技术 在新建的客运专线中， 桥梁比例占线路总长的 70% 左右。如京津城际铁路桥梁总 长约线路总长 88%， 京沪高速铁路桥梁总长约线路总长 85%， 我国铁路桥梁多年的运营经验 表明， 桥梁出现各种影响结构耐久性病害的因素 90% 以上均与水害有关， 如碱骨料反映、 混 凝土碳化、 钢筋电化学锈蚀、 酸雨破坏、 冰融循环等。我国普通铁路桥梁接缝处一般不设置 伸缩装置， 接缝处污水顺梁端流至桥下， 腐蚀梁体及桥墩， 长此以往， 造成桥梁的使用寿命 大大缩短。如京广线唐庄特大桥由于含有有害介质的污水顺梁缝侵蚀梁体及桥墩， 导致梁 体及桥墩产生大量病害， 并于 2007 年对梁缝进行封堵。我国新建客运专线桥梁应达到 100 年使用寿命的耐久性目标， 因此设置有效的桥面防排水体系是保证结构耐久性的主要措施
之一， 为实现桥梁结构的耐久性目标， 客运专线桥梁设计时大多采用了双线整体桥面 （宽度 约 12 ～ 13m） ， 并在桥面上铺设防水层， 以防止污水侵蚀梁体。同时在桥梁接缝处设置伸缩 装置， 使梁缝之间形成连续、 密闭的防水体系。 目前使用的防水胶条， 存在耐老化性、 耐臭氧 性、 耐油渍性、 表面光泽差。 发明内容 本发明要解决的第一个技术问题就是提供存在耐老化性、 耐臭氧性、 耐油渍性、 表 面光泽好的抗老化复合防水胶条。
为解决上述问题， 本发明采用的技术方案为 ： 抗老化复合防水胶条， 包括横截面为 “U” 型的胶条本体和位于所述的胶条本体两端的封头， 在所述的胶条本体底部设置有排水 口， 在所述的胶条本体下方设置有与所述的排水口连通的排水管， 所述的胶条本体、 封头和 排水管包括有下列重量份的材料构成 ： 三元乙丙橡胶 100、 PVC 12— 18 增塑剂 17— 22 稳定剂 14— 18 填加剂 35— 46 促进剂 3.0— 3.5 纳米硫化助剂 4.2— 5.2 偶联剂 4.2— 5.3 ； 所述的胶条本体与所述的封头以及所述的胶条本体与所述的排水管采用二次硫化的 方法粘接在一起。
其附加技术特征为 ： 所述的填加剂为用硬脂酸处理轻质纳米碳酸钙 ； 在所述的胶条本体、 封头和排水管内还包括 0.9-1.1 重量份的槽法炭黑 ； 在所述的胶条本体、 封头和排水管内还包括 1.1— 1.3 份辅助隔热助剂 ； 所述的辅助隔热助剂为二氧化硅 ；
在所述的胶条本体、 封头和排水管内还包括 1.4-1.6 份紫外线吸收剂 ； 所述的紫外线吸收剂为 UV-531 ； 所述的偶联剂为硅烷偶联剂与氯化聚乙烯按 1:2 配合 ； 所述的促进剂为轻质纳米氧化锌和一步合成橡胶促进剂。
本发明要解决的第二个技术问题就是提供一种制备上述抗老化复合防水胶条的 方法。
为解决上述问题， 本发明采用的技术方案为 ： 该方法包括下列步骤 ： 第一步 选料 按照各原料的重量比称取制备胶条本体、 封头和排水管的原料， 并分成三份 ； 第二步， 塑胶捏合密炼 将用于制备胶条本体、 封头和排水管各一份原料分别加入塑胶密炼机中捏合， 捏合温 度控制在 120℃， 捏合时间控制在 70 分钟 ； 第三步， 进入炼塑机塑化 将捏合后的半成品加入炼塑机中， 在炼塑机中塑化的时间控制在 20 分钟， 炼塑机内的 温度控制在 170℃ ； 第四步， 切条 将炼塑合格的胶片， 送入切条机， 切成胶条， 将制备胶条本体的胶条转入挤出机， 将制 备封头和排水管的胶条转入注胶机 ； 第五步， 胶条本体的挤出， 将挤出机的转速控制在 9 转 \ 分， 温度控制在 105℃， 微波硫化时间 25 分， 微波硫化温 度控制在 145℃， 挤出胶条本体 ； 第六步， 安装封头 将挤出硫化好的胶条本体嵌入封头模具中， 用注胶机将用于制作封头的原料注射到封 头模具内， 用于制作封头的原料的温度控制在 90℃， 封头模具的温度控制在 160℃， 封头 模具内的压力为 10 公斤力， 保压时间控制在时间 33 分钟， 然后冷却降温至 90 度， 开模 ； 第七步， 安装排水管 将挤出硫化好的胶条本体嵌入排水管模具中， 用注胶机将用于制作排水管的原料注射 到排水管模具内， 用于制作封头的原料的温度控制在 70℃， 排水管模具内的温度控制在 160℃， 排水管模具内的压力为 10 公斤力， 保压时间控制在时间 33 分钟， 然后冷却降温至 90 度， 开模 ； 第八步， 检验和包装。
本发明所提供的抗老化复合防水胶条与现有技术相比， 具有以下优点 ： 其一， 由于 抗老化复合防水胶条， 包括横截面为 “U” 型的胶条本体和位于所述的胶条本体两端的封头， 在所述的胶条本体底部设置有排水口， 在所述的胶条本体下方设置有与所述的排水口连通 的排水管， 所述的胶条本体、 封头和排水管包括有下列重量份的材料构成 ： 三元乙丙橡胶 100、 PVC 12— 18 增塑剂 17— 22 稳定剂 14— 18 填加剂 35— 46 促进剂 3.0— 3.5 纳米硫化助剂 4.2— 5.2 偶联剂 4.2— 5.3 ；所述的胶条本体与所述的封头以及所述的胶条本体与所述的排水管采用二次硫化的 方法粘接在一起， 这样， 拉断强度增加 1.7， 拉断伸长率增加 22%， 脆性温度降低 -18， 老化系 数增加 0.13， 其它性能和技术指标的对比情况见下表 ：解决了 PVC 树脂和 EPDM 三元乙丙橡胶、 纳米促进剂、 辅助促进剂材料、 增强纳米填充剂 的偶联效果， 又解决了复配偶联剂内部的效果搭配问题， 采用螺杆组合挤出工艺既解决了 纳米材料容易成团不易成型。工艺更加先进简化， 配方优越， 使产品既有塑料的光泽亮度、 抗老化和抗腐蚀能力， 又有橡胶的弹性， 韧性。较橡胶产品寿命可提高 2-3 倍。取消了平板 硫化工序， 使设备资金投入减少， 提高了工效， 降低了成本， 避免了废气污染， 同时也提高了 原材料的利用率， 增加了经济效益。在产品的挤出成型中， 根据挤出流量、 流速和模具的截 面等主要因素， 确定了不同规格的适宜挤出温度和转速。 使产品外观质量达到了光亮洁美。产品使用温度， 可达到 ±60℃， 使用寿命和气候环境适应性大大提高。 附图说明
图 1 为本发明抗老化复合防水胶条的结构示意图 ； 图 2 为本发明抗老化复合防水胶条的俯视图 ； 图 3 为本发明抗老化复合防水胶条的截面示意图。具体实施方式
下面结合附图对本发明的抗老化复合防水胶条和制备模具及制备方法结构和使 用原理做进一步详细说明。
如图 1、 图 2 和图 3 所示， 本发明抗老化复合防水胶条包括包括横截面为 “U” 型的 胶条本体 1 和位于胶条本体 1 两端的封头 2， 在胶条本体 1 的底部设置有排水口 3， 在胶条 本体 1 的下方设置有与排水口 3 连通的排水管 4。胶条本体 1、 封头 2 和排水管 4 包括有下 列重量份的材料构成 ： 三元乙丙橡胶 100、 PVC 12— 18 增塑剂 17— 22 稳定剂 14— 18 填加剂 35— 46 促进剂 3.0— 3.5 纳米硫化助剂 4.2— 5.2 偶联剂 4.2— 5.3 ； 胶条本体 1 与封头 2 以及胶条本体 1 与排水管 4 采用二次硫化的方法粘接在一起。
填加剂为用硬脂酸处理轻质纳米碳酸钙。
在胶条本体 1、 封头 2 和排水管 4 内还包括 0.9-1.1 重量份的槽法炭黑。
在胶条本体 1、 封头 2 和排水管 4 内还包括 1.1— 1.3 份辅助隔热助剂。
辅助隔热助剂可以为二氧化硅， 也可以为其他辅助隔热助剂。
在胶条本体 1、 封头 2 和排水管 4 内还包括 1.4-1.6 份紫外线吸收剂 ； 紫外线吸收剂为 UV-531。
偶联剂采用硅烷偶联剂与氯化聚乙烯按按 1:2 配合。
促进剂为轻质纳米氧化锌和一步合成橡胶促进剂。
实施例 1 第一步 选料 称取三元乙丙橡胶 100 千克 ； PVC12 千克 ； 增塑剂 17 千克 ； 稳定剂 14 千克 ； 填加剂 35 千克， 促进剂 3.0 千克， 纳米硫化助剂 4.2 千克， 偶联剂 4.2 千克 ； 并分成三份 ； 分别用于制 备胶条本体 1、 封头 2 和排水管 4 ； 第二步， 塑胶捏合密炼 将用于制备胶条本体 1、 封头 2 和排水管 4 各一份原料分别加入塑胶密炼机中捏合， 捏 合温度控制在 120℃， 捏合时间控制在 70 分钟 ； 第三步， 进入炼塑机塑化 将捏合后的半成品加入炼塑机中， 在炼塑机中塑化的时间控制在 20 分钟， 炼塑机内的 温度控制在 170℃ ； 第四步， 切条将炼塑合格的胶片， 送入切条机， 切成胶条， 将制备胶条本体 1 的胶条转入挤出机， 将 制备封头 2 和排水管 4 的胶条转入注胶机 ； 第五步， 胶条本体的挤出， 将挤出机的转速控制在 9 转 \ 分， 温度控制在 105℃， 微波硫化时间 25 分， 微波硫化温 度控制在 145℃， 挤出胶条本体 ； 第六步， 安装封头 将挤出硫化好的胶条本体嵌入封头模具中， 用注胶机将用于制作封头的原料注射到封 头模具内， 用于制作封头的原料的温度控制在 90℃， 封头模具的温度控制在 160℃， 封头 模具内的压力为 10 公斤力， 保压时间控制在时间 33 分钟， 然后冷却降温至 90 度， 开模 ； 第七步， 安装排水管 将挤出硫化好的胶条本体嵌入排水管模具中， 用注胶机将用于制作排水管的原料注射 到排水管模具内， 用于制作封头的原料的温度控制在 70℃， 排水管模具内的温度控制在 160℃， 排水管模具内的压力为 10 公斤力， 保压时间控制在时间 33 分钟， 然后冷却降温至 90 度， 开模 ； 第八步， 检验和包装。 实施例 2 第一步 选料 称取三元乙丙橡胶 100 千克 ； PVC18 千克 ； 增塑剂 22 千克 ； 稳定剂 18 千克 ； 用硬脂酸处 理轻质纳米碳酸钙 46 千克， 促进剂 3.5 千克， 纳米硫化助剂 5.2 千克， 偶联剂 5.3 千克 ； 并 分成三份 ； 分别用于制备胶条本体 1、 封头 2 和排水管 4 ； 第二步， 塑胶捏合 第二步， 塑胶捏合密炼 将用于制备胶条本体 1、 封头 2 和排水管 4 各一份原料分别加入塑胶密炼机中捏合， 捏 合温度控制在 140℃， 捏合时间控制在 50 分钟 ； 第三步， 进入炼塑机塑化 将捏合后的半成品加入炼塑机中， 在炼塑机中塑化的时间控制在 30 分钟， 炼塑机内的 温度控制在 140℃ ； 第四步， 切条 将炼塑合格的胶片， 送入切条机， 切成胶条， 将制备胶条本体 1 的胶条转入挤出机， 将 制备封头 2 和排水管 4 的胶条转入注胶机 ； 第五步， 胶条本体的挤出， 将挤出机的转速控制在 13 转 \ 分， 温度控制在 80℃， 微波硫化时间 35 分， 微波硫化温 度控制在 105℃， 挤出胶条本体 ； 第六步， 安装封头 将挤出硫化好的胶条本体嵌入封头模具中， 用注胶机将用于制作封头的原料注射到封 头模具内， 用于制作封头的原料的温度控制在 70℃， 封头模具的温度控制在 150℃， 封头 模具内的压力为 10 公斤力， 时间控制在时间 27 分钟， 然后冷却降温至 90 度， 开模 ； 第七步， 安装排水管 将挤出硫化好的胶条本体嵌入排水管模具中， 用注胶机将用于制作排水管的原料注射
到排水管模具内， 用于制作封头的原料的温度控制在 70℃， 排水管模具内的温度控制在 150℃， 排水管模具内的压力为 10 公斤力， 时间控制在时间 27 分钟， 然后冷却降温至 90 度， 开模 ； 第八步， 检验和包装。
实施例 3 第一步 选料 称取三元乙丙橡胶 100 千克 ； PVC16 千克 ； 增塑剂 20 千克 ； 稳定剂 16 千克 ； 用硬脂酸 处理轻质纳米碳酸钙 40 千克， 促进剂 3.3 千克， 纳米硫化助剂 4.6 千克， 硅烷偶联剂 1.5 千 克； 氯化聚乙烯按 3.1 千克 ； 并分成三份 ； 分别用于制备胶条本体 1、 封头 2 和排水管 4 ； 第二步， 塑胶捏合密炼 将用于制备胶条本体 1、 封头 2 和排水管 4 各一份原料分别加入塑胶密炼机中捏合， 捏 合温度控制在 130℃， 捏合时间控制在 60 分钟 ； 第三步， 进入炼塑机塑化 将捏合后的半成品加入炼塑机中， 在炼塑机中塑化的时间控制在 25 分钟， 炼塑机内的 温度控制在 160℃ ； 第四步， 切条 将炼塑合格的胶片， 送入切条机， 切成胶条， 将制备胶条本体 1 的胶条转入挤出机， 将 制备封头 2 和排水管 4 的胶条转入注胶机 ； 第五步， 胶条本体的挤出， 将挤出机的转速控制在 11 转 \ 分， 温度控制在 90℃， 微波硫化时间 30 分， 微波硫化温 度控制在 125℃， 挤出胶条本体 ； 第六步， 安装封头 将挤出硫化好的胶条本体嵌入封头模具中， 用注胶机将用于制作封头的原料注射到封 头模具内， 用于制作封头的原料的温度控制在 80℃， 封头模具的温度控制在 155℃， 封头 模具内的压力为 10 公斤力， 时间控制在时间 30 分钟， 然后冷却降温至 90 度， 开模 ； 第七步， 安装排水管 将挤出硫化好的胶条本体嵌入排水管模具中， 用注胶机将用于制作排水管的原料注射 到排水管模具内， 用于制作封头的原料的温度控制在 80℃， 排水管模具内的温度控制在 155℃， 排水管模具内的压力为 10 公斤力， 时间控制在时间 30 分钟， 然后冷却降温至 90 度， 开模 ； 第八步， 检验和包装。
实施例 4 第一步 选料 称取三元乙丙橡胶 100 千克 ； PVC16 千克 ； 增塑剂 20 千克 ； 稳定剂 16 千克 ； 用硬脂酸 处理轻质纳米碳酸钙 40 千克， 促进剂 3.3 千克， 纳米硫化助剂 4.6 千克， 硅烷偶联剂 1.5 千 克； 氯化聚乙烯按 3.1 千克 ； 槽法炭黑 0.9 千克 ； 辅助隔热助剂 1.1 千克 ； 紫外线吸收剂 1.4 千克 ； 并分成三份 ； 分别用于制备胶条本体 1、 封头 2 和排水管 4 ； 第二步， 塑胶捏合密炼 将用于制备胶条本体 1、 封头 2 和排水管 4 各一份原料分别加入塑胶密炼机中捏合， 捏合温度控制在 130℃， 捏合时间控制在 60 分钟 ； 第三步， 进入炼塑机塑化 将捏合后的半成品加入炼塑机中， 在炼塑机中塑化的时间控制在 25 分钟， 炼塑机内的 温度控制在 160℃ ； 第四步， 切条 将炼塑合格的胶片， 送入切条机， 切成胶条， 将制备胶条本体 1 的胶条转入挤出机， 将 制备封头 2 和排水管 4 的胶条转入注胶机 ； 第五步， 胶条本体的挤出， 将挤出机的转速控制在 11 转 \ 分， 温度控制在 90℃， 微波硫化时间 30 分， 微波硫化温 度控制在 125℃， 挤出胶条本体 ； 第六步， 安装封头 将挤出硫化好的胶条本体嵌入封头模具中， 用注胶机将用于制作封头的原料注射到封 头模具内， 用于制作封头的原料的温度控制在 80℃， 封头模具的温度控制在 155℃， 封头 模具内的压力为 10 公斤力， 时间控制在时间 30 分钟， 然后冷却降温至 90 度， 开模 ； 第七步， 安装排水管 将挤出硫化好的胶条本体嵌入排水管模具中， 用注胶机将用于制作排水管的原料注射 到排水管模具内， 用于制作封头的原料的温度控制在 80℃， 排水管模具内的温度控制在 155℃， 排水管模具内的压力为 10 公斤力， 时间控制在时间 30 分钟， 然后冷却降温至 90 度， 开模 ； 第八步， 检验和包装。
实施例 5 第一步 选料 称取三元乙丙橡胶 100 千克 ； PVC16 千克 ； 增塑剂 20 千克 ； 稳定剂 16 千克 ； 用硬脂酸处 理轻质纳米碳酸钙 40 千克， 轻质纳米氧化锌和一步合成橡胶促进剂 3.3 千克， 纳米硫化助 剂 4.6 千克， 硅烷偶联剂 1.5 千克 ； 氯化聚乙烯按 3.1 千克 ； 槽法炭黑 1.1 千克 ； 二氧化硅 1.3 千克 ； UV-531 紫外线吸收剂 1.6 千克 ； 并分成三份 ； 分别用于制备胶条本体 1、 封头 2 和 排水管 4 ； 第二步， 塑胶捏合密炼 将用于制备胶条本体 1、 封头 2 和排水管 4 各一份原料分别加入塑胶密炼机中捏合， 捏 合温度控制在 130℃， 捏合时间控制在 60 分钟 ； 第三步， 进入炼塑机塑化 将捏合后的半成品加入炼塑机中， 在炼塑机中塑化的时间控制在 25 分钟， 炼塑机内的 温度控制在 160℃ ； 第四步， 切条 将炼塑合格的胶片， 送入切条机， 切成胶条， 将制备胶条本体 1 的胶条转入挤出机， 将 制备封头 2 和排水管 4 的胶条转入注胶机 ； 第五步， 胶条本体的挤出， 将挤出机的转速控制在 11 转 \ 分， 温度控制在 90℃， 微波硫化时间 30 分， 微波硫化温 度控制在 125℃， 挤出胶条本体 ；第六步， 安装封头 将挤出硫化好的胶条本体嵌入封头模具中， 用注胶机将用于制作封头的原料注射到封 头模具内， 用于制作封头的原料的温度控制在 80℃， 封头模具的温度控制在 155℃， 封头 模具内的压力为 10 公斤力， 时间控制在时间 30 分钟， 然后冷却降温至 90 度， 开模 ； 第七步， 安装排水管 将挤出硫化好的胶条本体嵌入排水管模具中， 用注胶机将用于制作排水管的原料注射 到排水管模具内， 用于制作封头的原料的温度控制在 80℃， 排水管模具内的温度控制在 155℃， 排水管模具内的压力为 10 公斤力， 时间控制在时间 30 分钟， 然后冷却降温至 90 度， 开模 ； 第八步， 检验和包装。
实施例 6 第一步 选料 称取三元乙丙橡胶 100 千克 ； PVC16 千克 ； 增塑剂 20 千克 ； 稳定剂 16 千克 ； 用硬脂酸处 理轻质纳米碳酸钙 40 千克， 轻质纳米氧化锌和一步合成橡胶促进剂 3.3 千克， 纳米硫化助 剂 4.6 千克， 硅烷偶联剂 1.5 千克 ； 氯化聚乙烯按 3.1 千克 ； 槽法炭黑 1.0 千克 ； 二氧化硅 1.2 千克 ； UV-531 紫外线吸收剂 1.5 千克 ； 并分成三份 ； 分别用于制备胶条本体 1、 封头 2 和 排水管 4 ； 第二步， 塑胶捏合密炼 将用于制备胶条本体 1、 封头 2 和排水管 4 各一份原料分别加入塑胶密炼机中捏合， 捏 合温度控制在 130℃， 捏合时间控制在 60 分钟 ； 第三步， 进入炼塑机塑化 将捏合后的半成品加入炼塑机中， 在炼塑机中塑化的时间控制在 25 分钟， 炼塑机内的 温度控制在 160℃ ； 第四步， 切条 将炼塑合格的胶片， 送入切条机， 切成胶条， 将制备胶条本体 1 的胶条转入挤出机， 将 制备封头 2 和排水管 4 的胶条转入注胶机 ； 第五步， 胶条本体的挤出， 将挤出机的转速控制在 11 转 \ 分， 温度控制在 90℃， 微波硫化时间 30 分， 微波硫化温 度控制在 125℃， 挤出胶条本体 ； 第六步， 安装封头 将挤出硫化好的胶条本体嵌入封头模具中， 用注胶机将用于制作封头的原料注射到封 头模具内， 用于制作封头的原料的温度控制在 80℃， 封头模具的温度控制在 155℃， 封头 模具内的压力为 10 公斤力， 时间控制在时间 30 分钟， 然后冷却降温至 90 度， 开模 ； 第七步， 安装排水管 将挤出硫化好的胶条本体嵌入排水管模具中， 用注胶机将用于制作排水管的原料注射 到排水管模具内， 用于制作封头的原料的温度控制在 80℃， 排水管模具内的温度控制在 155℃， 排水管模具内的压力为 10 公斤力， 时间控制在时间 30 分钟， 然后冷却降温至 90 度， 开模 ； 第八步， 检验和包装。采 用 上 述 方 法 生 产 的， 拉 断 强 度 增 加 1.7， 拉 断 伸 长 率 增 加 22%， 脆性温度降 低 -18， 老化系数增加 0.13， 解决了 PVC 树脂和 EPDM 三元乙丙橡胶、 纳米促进剂、 辅助促进 剂材料、 增强纳米填充剂的偶联效果， 又解决了复配偶联剂内部的效果搭配问题， 采用螺杆 组合挤出工艺既解决了纳米材料容易成团不易成型。 工艺更加先进简化， 配方优越， 使产品 既有塑料的光泽亮度、 抗老化和抗腐蚀能力， 又有橡胶的弹性， 韧性。较橡胶产品寿命可提 高 2-3 倍。取消了平板硫化工序， 使设备资金投入减少， 提高了工效， 降低了成本， 避免了废 气污染， 同时也提高了原材料的利用率， 增加了经济效益。在产品的挤出成型中， 根据挤出 流量、 流速和模具的截面等主要因素， 确定了不同规格的适宜挤出温度和转速。 使产品外观 质量达到了光亮洁美。产品使用温度， 可达到 ±60℃， 使用寿命和气候环境适应性大大提 高。