[發明專利]一種離子液體改性的氧化石墨烯/天然橡膠硫化膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201310035966.4
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103102514A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 賈紅兵;李峰;王經逸;熊曉剛;湯穎穎;許金樓;武濤
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08K13/06;C08K9/04;C08K9/02;C08K3/04;C08K3/22;C08K5/09;C08K3/06
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種離子液體改性的氧化石墨烯/天然橡膠硫化膠，其特征在于由以下步驟制備而得：

步驟一：制備氧化石墨：量取濃硫酸于四口燒瓶中，依次加入石墨、硝酸鈉攪拌；然后緩慢加入KMnO₄，反應完成后緩慢加入去離子水，將反應液轉移至燒杯中，加入去離子水稀釋；然后加入雙氧水溶液，抽濾，分別用鹽酸和去離子水洗滌，然后烘干，備用；

步驟二：制備離子液體改性氧化石墨烯：將由步驟一制得的氧化石墨在瑪瑙研缽中研磨成粉末，稱取氧化石墨粉末于研缽中，加入配好的離子液體-丙酮溶液，在瑪瑙研缽中研磨，然后放到烘箱中除去多余的丙酮，得到離子液體改性的氧化石墨稀；

步驟三：生膠塑煉：將天然橡膠生膠在雙輥上進行塑煉，得到塑煉膠；

步驟四：離子液體改性的氧化石墨烯/天然橡膠共混膠的制備：準備好天然橡膠塑煉膠、氧化鋅、硬脂酸、硫化促進劑、防老劑、硫化劑、增塑劑、離子液體改性的氧化石墨烯、炭黑作為原料，采用機械共混的方法在開放式煉膠機或密煉機上將原料進行混煉，得到離子液體改性的氧化石墨烯/天然橡膠混煉膠；

步驟五：將步驟四制備的離子液體改性的氧化石墨烯/天然橡膠混煉膠停放后，用硫化儀測定其正硫化時間，硫化制得離子液體改性的氧化石墨烯/天然橡膠硫化膠。

2.根據權利要求1所述的硫化膠，其特征在于：所述濃硫酸100-150mL，?KMnＯ₄10-20g，石墨5-10g，硝酸鈉2-5g，雙氧水溶液500-1000mL，鹽酸溶液2000-3000mL；天然橡膠100份，硫化劑1-3份，氧化鋅3-10份，硬脂酸1-3份，硫化促進劑0.5-1份，防老劑2-5份，增塑劑2-5份，離子液體改性氧化石墨烯1-4份，炭黑40-60份；其中雙氧水溶液的質量百分數為5%，鹽酸溶液的質量百分數為5%。

3.根據權利要求1所述的硫化膠，其特征在于：所述硫化劑為硫黃；硫化促進劑為促進劑M，即2-硫醇基苯并噻唑或N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺CZ或N-氧二亞乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺NOBS或為后兩者的混合物；防老劑為N-異丙基-N^’-苯基對苯二胺4010NA或2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體RD或為兩者的混合物；增塑劑為石蠟油或古馬隆樹脂；離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽、1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的硫化膠，其特征在于：步驟一中制備氧化石墨的方法為：量取100-150mL濃硫酸于四口燒瓶中，冰浴，降至0-4℃；依次加入5-10g石墨、2-5g硝酸鈉，攪拌15-30min；然后緩慢加入10-20g?KMnO₄，保持溫度20℃一下，然后升溫至35-40℃，保持2-4h；反應完成后緩慢加入200-400mL去離子水，在這個過程中，保持溶液溫度低于100℃，保持15-30min；將反應液轉移至燒杯中，加入700-1000mL去離子水稀釋，然后加入700-1000mL質量百分數為5%的雙氧水溶液后抽濾，分別用質量百分數為5%的鹽酸和去離子水洗滌，然后在真空烘箱中烘干，烘干溫度為60-80℃，備用。

5.根據權利要求1所述的硫化膠，其特征在于：步驟二中所述氧化石墨/離子液體的質量比為1：1-1：5；研磨時間為0.5h-1h；離子液體-丙酮溶液為將離子液體充分溶解于丙酮中制得。