吸水膨胀橡胶特性及其生产技术

（２）吸水组分Ｂ／丁苯橡胶共混型ＷＳＲ的性 能指标：
拉伸强度，ＭＰａ：＞８．０；伸长率，％≥４００；吸水 膨胀率，％５０～１００，１００～１５０，１５０～２００；硬度 ６０～７０；
２）顺丁橡胶基ＷＳＲ，其性能指标是： 拉伸强度，ＭＰａ＞６．０；伸长率，％≥５００；吸水 膨胀率，％５０～１００，＞１００（可调）；硬度６０－－－７０； ３）聚氨酯基（ＰＵ）／橡胶共混型ＷＳＲ，其性能 指标是； 拉伸强度，ＭＰａ＞５．０；伸长率，％≥５００；吸水
２００６矩
焦书科等吸水膨胀橡胶特性及其生产技术
２３
吸水膨胀橡胶特性及其生产技术
焦书科。夏宇正 （北京化工大学材料科学与工程学院，北京 １０００２９）
１材料特性和应用
吸水膨胀橡胶（ＷＳＲ）是７０年代后期开发的 一种新型功能高分子材料，其特性是在保持橡胶 高弹性、耐压缩变形的同时赋予硫化胶以快速吸 水膨胀和保水性能，藉以克服橡胶发生永久变形 及水泥材料凝固时收缩，导致防水止漏不严，密封 性不好的耐久性密封问题，是各类防水止漏工程 最理想的嵌逢密封材料。是一类兼具橡胶弹性和 吸水膨胀双重功能的特种橡胶。
定性差（吸水组分会被水溶出），成本高，试用
ＰＵ／橡胶共混型ＷＳＲ的性能指标见表１。
表１ ＰＶ／橡胶共混型ＷＳＲ的性能
物性 拉伸强度，ＭＰａ 伸长率，％ 吸水后拉伸强度，ＭＰａ 吸水膨胀后伸长率，％ 净水中膨胀率，％
指标 ≥３．５ ≥５００ ≥２．１ ≥３００ ≥１５０
（２）吸水树脂／通用橡胶共混型ＷＳＲ的特性 是：吸水速率稍慢，吸收膨胀率稍低（２０％～ １５０％），硬度较大（６０～７０），但ＷＳＲ的拉伸强度 高（８～１２ＭＰａ），吸水后拉伸性能下降小（＜ ２０％），吸水膨胀稳定性好（吸水质量损失为０～ ３％，可反复吸水２０次性能不变），适用于淡水环 境，成本低，由于国内外尚无正式产品，故市售价 不详。
据此估算，年经济效益为１０００ｘ０．７－－７００万
元，年投资利润率为７００／１００＝７００％。
膨胀率，％５０～１００，＞１００（可调）；硬度５０－－－７５； ４）ＷＳＲ生产基本无三废污染环境
３．２技术内容 生产技术内容包括：提供制造配方、操作工
艺、生产设备和测试仪器清单，培训生产人员，协 助开车，直至取得合格产品。
４主要设备和效益估算
４．１主要设备（按１０００ｔ／ａ计）
开放式炼胶机（１８～２４寸） ２台；
挤压机（单、双螺杆）
１台；
连续硫化设备（或硫化罐） １套；
橡胶拉力机
１台；
吸水膨胀测试设备 １套；
４．２设备投资和生产厂房面（不包括水、电、汽公用工程和
厂房）７０～１００万元，生产厂房约５００ｍ２（不包括
原料和产品仓库和简单的化学试验室）。
４．３经济效益估算
上述三类ＷＳＲ生产所需原料和设备国内均
（３）吸水树脂／特种橡胶共混型ＷＳＲ的特性 是：吸水速率快，吸水膨胀倍率为１２０％，可反复 吸水膨胀，吸水膨胀后无吸水组分溶出，且其拉伸 性能基本不变。 ２．３市场需求量
目前我国正在大规模兴建地铁、隧道、水坝、 泳池及海上采油等防水环境工程，而各种建筑、地 下室和泳池等的防水止漏又是多年来未获解决的 材料难题，汽车天窗和集装箱的防水密封等也急
２４
２００６年橡胶新技术交流暨信息发布会
需新型防水密封材料。有人估计这种功能材料的 需求量至少为３万ｔ／ａ，因此将通用橡胶用以制造 ＷＳＲ，不仅可为建设提供急需的新材料，社会效 益明显，而且可大幅度提高通用橡胶的附加值，经 济效益显著（丁苯胶基ＷＳＲ的成本价约１．８万 元／ｔ，市售价估计为２．５万元／ｔｌ顺丁胶基的 ＷＳＲ成本价约为１．６万元／ｔ，市售价估计为２．４ 万元／ｔ）。
２产品种类和市场需求量
２．１开发概况 ＷＳＲ最早是由日本旭电化工株式会社于
１９７６年作为建筑嵌缝止水材料而开发的，其试产 品为聚氨脂（ＰＵ）型，其后陆续有住友化工、三洋 化成、朝日株式会社等３０多家公司也开始生产聚 氨脂／橡胶共混型ＷＳＲ，到１９９１年日本总产耗量 达２８０００ｔ／ａ，８０年代后联邦德国的ＩＣＩ公司也推 出了ＰＵ型ＷＳＲ。９０年代初国内对ＰＵ／橡胶共 混型均有研究，但形成试产品者只有上海长宁橡 胶制品厂和上海隧道公司两家，生产的ＰＵ型 ＷＳＲ正在建筑和地铁工程中试用。 ２．２产品种类和特性
综合国内外文献资料和科技产品信息，依照
基础橡胶种类和产品特性，ＷＳＲ可分为：ＰＵ／橡
胶、吸水树脂／通用橡胶和吸水树脂／特种橡胶三
大类。
．
（１）ＰＵ／橡胶型的特性是：吸水速率快，吸水
膨胀倍率高（可达２５０％），适用于海水和水泥水
环境，但ＷＳＲ的强度低（＜４．２ＭＰａ），硬度小（４５
－－５５），吸水膨胀后强度降低１／３，且吸水膨胀稳
有供应，按目前各种原料的市售价格计算，每生产
ｌｔＷＳＲ，原料成本费约１．６～１．８万元／ｔ（不包括
能耗、设备折旧、工资和管理费）。目前聚氨酯
（ＰＵ）型ＷＳＲ市售价约为３．６万元／ｔ，而丁苯和
顺丁橡胶基的ＷＳＲ，国内尚无正式产品，从而也
无参考市售价，暂按２．５万元／ｔ计，粗略估计每
生产１ｔ的利税额为０．７万元。
３生产技术内容和产品性能指标
３．１产品及其性能指标 本生产技术是以吸水组分与橡胶共混法，生
产下述三类ＷＳＲ。 １）丁苯橡胶基ＷＳＲ （１）吸水树脂Ａ／丁苯橡胶共混型ＷＳＲ的性
能指标： 拉伸强度，ＭＰａ＞８．０；伸长率，％≥４００；吸水
膨胀率，％２０～５０，５０～１００，１００～１５０；硬度６０ ～７０；
由于这种材料是非极性橡胶与极性亲水组分 的结合体，因而它和非极性表面（如沥青、塑料、橡 胶）和极性表面（如水泥砂桨、钢筋水泥）均有良好 的浸润密合特性，同时材料又可反复吸水膨胀，保 水性能稳定，独具弹性和吸水膨胀双重功能，可长 期耐久密封，因而广泛用于隧道、地铁、涵洞、建 筑、地下室、泳池、地下工程、海上采油等工程设施 的防水止漏密封，同时也是汽车、集装箱、精密仪 器、药品、食品的防水、防潮包装等的理想密封材 料。