[發明專利]一種氧化石墨烯增強橡膠復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710958043.4
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN109666198B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 趙新新;張在忠;趙永彬;程金杰
• 申請（專利權）人: 山東歐鉑新材料有限公司
• 主分類號: C08L9/02
• 分類號: C08L9/02;C08L91/06;C08K13/06;C08K5/098;C08K3/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

1.一種橡膠復合材料，其特征在于，由包括以下原料制得：

橡膠 80~120 重量份；

氧化石墨烯硬脂酸鋅復合材料 1~3 重量份；

氧化鋅 3~5 重量份；

硬脂酸 0~3 重量份；

炭黑 40~60 重量份；

其他助劑 6.5~16 重量份；

所述橡膠為丁腈橡膠；

所述其他助劑包括硫化劑、增塑劑、防老劑、促進劑和微晶蠟中的一種或多種；

所述硫化劑為0.5~3重量份；

所述增塑劑為7~8重量份；

所述防老劑為1~3重量份；

所述促進劑為2~5重量份；

所述微晶蠟為1~3重量份；

所述橡膠復合材料的制備方法，包括以下步驟：

1）將橡膠、氧化石墨烯硬脂酸鋅復合材料、氧化鋅、硬脂酸、炭黑和其他助劑進行開煉混煉后，再進行硫化，得到橡膠復合材料；

所述開煉混煉的時間為10~20min；

所述開煉混煉的溫度為40~70℃；

所述硫化的溫度為150~200℃；

所述硫化的壓力為10~20MPa；

所述硫化的時間為3~25min。

2.根據權利要求1所述的橡膠復合材料，其特征在于，所述硫化劑包括硫磺類硫化劑、硫磺給予體類硫化劑、金屬氧化物硫化劑和有機過氧化物類硫化劑中的一種或多種；

所述增塑劑包括鄰苯二甲酸酯類增塑劑、脂肪族二元酸酯類增塑劑、磷酸酯類增塑劑和聚酯類增塑劑中的一種或多種；

所述防老劑包括防老劑4010NA、防老劑RD、防老劑BLE、防老劑MB、防老劑D和防老劑124中的一種或多種；

所述促進劑包括促進劑DM、促進劑CZ、促進劑NOBS、促進劑TMTD、促進劑TETD、促進劑NS和促進劑M中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的橡膠復合材料，其特征在于，所述氧化石墨烯硬脂酸鋅復合材料具體為硬脂酸鋅和復合在硬脂酸鋅表面的氧化石墨烯組成的復合材料；

所述硬脂酸鋅為片狀硬脂酸鋅；

所述氧化石墨烯的厚度為0.1~0.5nm；

所述硬脂酸鋅與所述氧化石墨烯的質量比為1000：（1~50）；

所述氧化石墨烯硬脂酸鋅復合材料的片徑為4~12μm；

所述氧化石墨烯硬脂酸鋅復合材料的厚度為30~70nm 。

4.根據權利要求1所述的橡膠復合材料，其特征在于，所述氧化石墨烯硬脂酸鋅復合材料的制備方法具體為：

A）將氧化石墨烯、與水互溶的有機溶劑以及水經過分散后，得到氧化石墨烯分散液；

B）將上述步驟得到的氧化石墨烯分散液和鋅源混合后，得到前驅體溶液；

C）將上述步驟得到的前驅體溶液與硬脂酸進行反應后得到硬脂酸鋅/氧化石墨烯復合材料。

5.根據權利要求4所述的橡膠復合材料，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液中，氧化石墨烯的質量分數為0.5‰~5‰ ；

所述與水互溶的有機溶劑包括醇類溶劑、胺類溶劑、酮類溶劑和高分子聚合物溶劑中的一種或多種；

所述與水互溶的有機溶劑和水的質量比為（0.01~1）：1；

所述鋅源為鋅源溶液；

所述鋅源溶液的濃度為0.01~0.5mol/L；

所述鋅源包括乙酸鋅、氯化鋅、硝酸鋅、硫酸鋅和高氯酸鋅中的一種或多種；

所述氧化石墨烯與所述鋅源中鋅離子的質量比為1：（1~10）；

所述硬脂酸與所述鋅源中鋅離子的摩爾比為（1.5~2.5）：1。

6.根據權利要求4所述的橡膠復合材料，其特征在于，所述混合為超聲分散；

所述混合的溫度為20~60℃；所述混合的時間為10~60min；

所述反應的溫度為60~100℃；所述反應的時間為90~150min 。