[發明專利]碳材料增強橡膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201711395851.0
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN107955224B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 杜航;賀世家;趙鴻宇
• 申請（專利權）人: 新奧石墨烯技術有限公司
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L7/02;C08L9/00;C08K13/06;C08K9/04;C08K7/24;C08K3/04;C08K3/36;C08K5/09;C08K3/22
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發明公開了碳材料增強橡膠及其制備方法。該碳材料增強橡膠包括：100重量份的基體橡膠、10～50重量份的炭黑、1～10重量份的碳材料復合填料、1～10重量份的硅烷偶聯劑、1～10重量份的活性劑、1～5重量份的防老劑、1～3重量份的促進劑、1～3重量份的硫磺和0.1～0.3重量份的防焦劑；所述碳材料復合填料包括碳材料，所述碳材料為石墨烯、氧化石墨烯和碳納米管中的至少之一。該碳材料增強橡膠具有更好的導電、導熱及耐疲勞、耐屈撓性能。

技術領域

本發明涉及材料科學領域，具體而言，本發明涉及碳材料增強橡膠及其制備方法。

背景技術

在輪胎工業中大量使用高補強炭黑作為補強填料，提高橡膠的力學性能。但炭黑顆粒具有生熱大、導熱性能差的特點，膠料在長期高負荷使用中容易產生很高的內部溫升，從而導致脫肩、爆胎等情況的發生，威脅乘用安全。在正常行駛的同時，輪胎也承擔著將車體聚集的電荷導出消除的任務，因此輪胎材料對導電性能也有一定要求。

然而，現有的橡膠材料仍有待改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出碳材料增強橡膠及其制備方法。該碳材料增強橡膠具有更好的導電、導熱及耐疲勞、耐屈撓性能。

在本發明的第一方面，本發明提出了一種碳材料增強橡膠。根據本發明的實施例，該碳材料增強橡膠包括：100重量份的基體橡膠、10～50重量份的炭黑、1～10重量份的碳材料復合填料、1～10重量份的硅烷偶聯劑、1～10重量份的活性劑、1～5重量份的防老劑、1～3重量份的促進劑、1～3重量份的硫磺和0.1～0.3重量份的防焦劑；所述碳材料復合填料包括碳材料，所述碳材料為石墨烯、氧化石墨烯和碳納米管中的至少之一。

根據本發明實施例的碳材料增強橡膠，相對于現有的橡膠材料，具有導電、導熱及耐疲勞、耐屈撓性能。

另外，根據本發明上述實施例的碳材料增強橡膠還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，所述碳材料復合填料還包括親和改性劑；所述碳材料為石墨烯、氧化石墨烯和碳納米管中的至少之一，更優選地，所述碳材料為石墨烯和碳納米管質量0.5～2:1的混合物；所述親和改性劑為天然乳膠和/或液體橡膠。

在本發明的一些實施例中，所述碳材料復合填料還包括分散改性劑，所述分散改性劑為聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十六胺和聚N-乙烯基乙酰胺中的至少之一。

在本發明的一些實施例中，所述分散改性劑為所述碳材料質量的0.01～10％。

在本發明的一些實施例中，所述親和改性劑為天然膠乳、液體順丁橡膠、液體異戊橡膠、液體丁苯橡膠和液體丁腈橡膠中的至少之一。

在本發明的一些實施例中，所述親和改性劑的質量為所述碳材料質量的0.01倍以上。

在本發明的一些實施例中，所述碳材料增強橡膠還包括：高分散白炭黑，所述高分散白炭黑在所述碳材料增強橡膠中的重量份不大于30。

在本發明的一些實施例中，所述基體橡膠為天然橡膠、順丁橡膠和丁苯橡膠中的至少之一。

在本發明的一些實施例中，所述炭黑為炭黑N330、炭黑N234和炭黑N220中的至少之一；所述防老劑為防老劑4010NA、防老劑4020、防老劑RD、防老劑A和微晶蠟中的至少之一；所述促進劑為促進劑M、促進劑DM、促進劑CZ、促進劑NOBS、促進劑DZ、促進劑TMTD和促進劑TMTM中的至少之一；所述防焦劑為防焦劑CTP；所述活性劑為硬脂酸和氧化鋅混合物，其中硬脂酸和氧化鋅質量比1:1～1:3。