[發明專利]一種充油充氧化石墨烯二元乳液共沉橡膠及其制備方法

在審

• 申請號: 201610161713.5
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105778189A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 谷正;宋國君;王立;李培耀;李洋;孫常勇;宋文哲
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: C08L9/08
• 分類號: C08L9/08;C08L9/04;C08K3/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

技術領域

本發明涉及聚合物基納米復合材料技術領域，尤其涉及一種充油 充氧化石墨烯二元乳液共沉橡膠及其制備方法。

背景技術

氧化石墨烯是石墨烯的一種重要的衍生物，其結構與石墨烯大體 相同.氧化石墨烯二維基面上的極性官能團，如羥基和環氧基及邊緣 處的羰基和羧基，使氧化石墨烯具有良好的親水性，并易與一些極性 有機分子和聚合物形成納米復合材料.氧化石墨烯的親水性基團增強 了氧化石墨烯與基體材料間的界面相互作用，改善了復合材料的力學 性能，拓寬了其發展空間，有望成為聚合物納米復合材料的優質填 料。

將橡膠復合制得二元型復合材料，可以利用單種膠的優勢性能進 行互補，從而得到性能良好的橡膠合金，這已經成為橡膠改性的常用 手段。已有實踐表明，將天然橡膠和丁腈橡膠并用，一方面可以提高 天然橡膠的耐油性能和耐老化性能，另一方面可以提高丁腈橡膠的力 學性能、加工性能等。將天然橡膠與丁苯橡膠并用，一方面可以提高 天然橡膠的耐老化性、耐磨性、耐氣密性等，另一方面可以提高丁苯 橡膠的加工型、彈性以及降低其形變發熱量等。將丁腈橡膠與丁苯橡 膠并用，一方面可以提高丁腈橡膠的加工性能、耐磨性等，另一方面 可以提高丁苯橡膠的耐油性、氣密性等。

中國專利“機械混煉法制備氧化石墨烯/白炭黑/橡膠納米復合材 料的方法”(專利號：ZL201310157282.1)采用機械混煉法將氧化石 墨烯與白炭黑復合得到了高度分散、高度剝離的納米復合材料。中國 專利“一種氧化石墨烯/炭黑橡膠納米復合材料及其制備方法”(專利 號：ZL201310146476.1)將氧化石墨烯與天然膠乳混合，超聲分散后 絮凝制備了天然橡膠/氧化石墨烯母膠。中國專利“完全剝離的氧化 石墨烯/橡膠納米復合材料的制備方法”(專利號：ZL201110454000.5) 采用乳液復合與絮凝工藝相結合，或乳液復合與噴霧干燥工藝相結合， 制備了氧化石墨烯/橡膠納米復合材料。采用乳液絮凝或噴霧干燥工 藝制備橡膠/氧化石墨烯納米復合材料時會出現當氧化石墨烯填充量 大時，部分氧化石墨烯殘留在絮凝清液中，制備的復合材料的性能較 差的現象。而采用機械混煉法時，會出現粉塵飛揚、能耗增加、分散 不均勻等現象，難以將其應用于工業化生產。上述方法都是將單一品 種乳液聚合法生產的橡膠膠乳與氧化石墨烯混合，沒有涉及二元型乳 液共沉橡膠的制備。

油是橡膠制品中不可或缺的一個重要部分，油的加入可以降低混 煉時間、減少能耗，改善橡膠的加工性能。而且充油橡膠具有生熱小， 滯后損失少，低溫曲撓壽命長等優點。如果在乳液聚合法生產橡膠的 乳液絮凝階段，同時加入油和氧化石墨烯一起制備納米復合材料，低 分子的油可以有效的浸潤氧化石墨烯，使得氧化石墨烯更容易與橡膠 大分子鏈浸潤結合，可以很容易的使大量的氧化石墨烯均勻的分散于 橡膠中。而且可以起到二元型橡膠的相容劑的作用，使氧化石墨烯對 二元型乳液共沉橡膠起到有效的補強、耐磨、抗靜電作用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出了一種充油充氧化 石墨烯二元乳液共沉橡膠及其制備方法。它是將二種不同類型的橡膠 膠乳與氧化石墨烯懸浮液、油、防老劑混合均勻后，將其絮凝、脫水、 干燥即制備了充油充氧化石墨烯二元乳液共沉橡膠。

本發明采用如下技術方案：

本發明的充油充氧化石墨烯二元乳液共沉橡膠是由以下重量份 的原料組成：橡膠膠乳100、乳化油1-40、氧化石墨烯懸浮液1-20、 防老劑0.1-5。

優選：本發明的充油充氧化石墨烯二元乳液共沉橡膠是由以下重 量份的原料組成：橡膠膠乳100、乳化油3、氧化石墨烯懸浮液3、 防老劑1。

所述的橡膠膠乳是利用乳液聚合法生產的橡膠膠乳，是由丁苯橡 膠膠乳、丁腈橡膠膠乳、天然橡膠膠乳、氯丁橡膠膠乳中的任意兩種 組成的混合物。

所述的乳化油是將油經乳化劑和分散介質乳化而成的乳化油，含 油量1-40wt％；具體方法是：將油、乳化劑、水混合，30-60℃下高 速剪切乳化20-40分鐘，即制備了乳化油分散液；其中所述的油是芳 烴油、操作油、環烷油、機油、白油、花生油、棉籽油、菜籽油、棕 櫚油、動物油脂及其改性衍生物中的一種。