[發(fā)明專利]一種基于石墨烯的汽車輪胎胎面膠的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810897139.9
• 申請(qǐng)日: 2018-08-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109233027A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶傳凱;呂洪波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島領(lǐng)軍節(jié)能與新材料研究院
• 主分類號(hào): C08L9/06
• 分類號(hào): C08L9/06;C08L9/00;C08L91/00;C08K13/02;C08K3/04;C08K3/22;C08K5/09;C08K5/18;B60C1/00
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于石墨烯的汽車輪胎胎面膠的制備方法，包括以下步驟：1）氧化石墨烯的制備，2）石墨烯的制備，3）石墨烯/丁苯橡膠復(fù)合材料的制備，4）胎面膠的制備，所述胎面膠包括以下組分：丁苯橡膠、順丁橡膠、炭黑、石墨烯、環(huán)烷油、氧化鋅、硬脂酸、防老劑、硫磺、促進(jìn)劑；所述胎面膠的制備方法如下：按上述配方將膠料放入密煉機(jī)中進(jìn)行混煉加工，得到混煉膠，將制備的混煉膠置于輥筒擠出壓出機(jī)中進(jìn)行壓延后，通過(guò)后口型板壓出，得到半成品胎面。本發(fā)明所制備的胎面膠與傳統(tǒng)胎面膠相比，具有更優(yōu)異的性能，表現(xiàn)出高耐磨、低滾動(dòng)阻力的特點(diǎn)，延長(zhǎng)了使用壽命，符合綠色輪胎的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及胎面膠的制備方法領(lǐng)域，尤其是一種基于石墨烯的汽車輪胎胎面膠的制備方法。

背景技術(shù)

汽車輪胎是影響汽車綜合性能和安全性的關(guān)鍵零部件，汽車在高速行駛時(shí)，輪胎內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱，胎面、胎肩和三角膠是輪胎生熱較多，極易損壞的地方，胎面膠與行駛路面直接接觸，所以胎面膠受到的摩擦力、撕裂力和擠壓力相對(duì)較大，容易被磨損、刺破和崩花掉塊，導(dǎo)致其耐久度不夠，使輪胎的使用周期縮短。因此，如果能提高輪胎胎面的綜合力學(xué)性能和耐久度，就能延長(zhǎng)輪胎的使用壽命，改善現(xiàn)有輪胎的綜合性能，降低輪胎的使用成本。

石墨烯，是一種由sp²雜化的碳原子以六邊形周期排列形成的二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)納米片層材料，其厚度只有0.335nm，可作為其它維數(shù)碳材料的基本結(jié)構(gòu)單元。在其之前被發(fā)現(xiàn)的碳的其他維度的同素異形體都可看作是由石墨烯為基元經(jīng)過(guò)卷曲抑或堆疊形成。石墨烯獨(dú)特的二維單原子層共軛結(jié)構(gòu)和各種優(yōu)異的性能，引發(fā)了全世界范圍內(nèi)對(duì)其展開(kāi)的基礎(chǔ)理論、實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用的研究。石墨烯具有優(yōu)異的電學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。然而目前現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中，限于輪胎的工藝條件，石墨烯與橡膠的復(fù)合一般選擇機(jī)械共混法，直接機(jī)械共混雖然簡(jiǎn)單易行，但是很難將石墨烯剝離并均勻分散在橡膠基體中，且機(jī)械共混過(guò)程中高剪切力會(huì)打碎石墨烯片層，因此如何制備出高剝離石墨烯、分散性好的石墨烯/橡膠復(fù)合材料成為研究的難點(diǎn)和關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，本發(fā)明提供一種基于石墨烯的汽車輪胎胎面膠的制備方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種基于石墨烯的汽車輪胎胎面膠的制備方法，包括以下步驟：

1）氧化石墨烯的制備

①取3~5g硝酸鈉和8~10g可膨脹石墨依次放入三口燒瓶中，將三口燒瓶放置在0℃的冰水浴中，在攪拌條件下，向三口燒瓶中加入200~250mL濃硫酸，并攪拌均勻，然后向三口燒瓶中加入25~30g高錳酸鉀，繼續(xù)攪拌1.5~2.5h；

②將階段1）步驟①的三口燒瓶從冰水浴中取出，放置在常溫下，繼續(xù)攪拌反應(yīng)至反應(yīng)液呈深綠色，然后緩慢向三口燒瓶中滴加400~500mL去離子水，使反應(yīng)液逐漸變?yōu)樽攸S色；

③將階段1）步驟②的三口燒瓶放到100℃的開(kāi)水浴中，繼續(xù)攪拌反應(yīng)15~20min，然后向三口燒瓶中加入1~1.2L去離子水，攪拌均勻，然后在攪拌的條件下加入20~25mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的過(guò)氧化氫溶液，使反應(yīng)液的顏色由棕黃色變?yōu)榻瘘S色；

④將階段1）步驟③的反應(yīng)液放到離心機(jī)中進(jìn)行離心，將離心得到的反應(yīng)物用去離子水洗滌3~5遍，然后向洗滌后的反應(yīng)物中加入20~30mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的稀鹽酸，在攪拌的條件下繼續(xù)反應(yīng)20~30min，然后將反應(yīng)液離心，將離心得到的沉淀物用去離子水洗滌3~5遍，然后將產(chǎn)物放到40~50℃的烘箱中烘干，即可得到氧化石墨烯；

2）石墨烯的制備