[發明專利]一種氧化石墨烯/丁晴橡膠納米復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910171943.3
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN109867832A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 徐毛清;俞輝;高杰亮;葉春初;徐益良;陳煒宗
• 申請（專利權）人: 江蘇康普印刷科技有限公司
• 主分類號: C08L9/02
• 分類號: C08L9/02;C08K13/02;C08K3/04;C08K3/36;C08K5/09;C08K3/22
• 代理公司: 重慶市諾興專利代理事務所(普通合伙) 50239
• 代理人: 劉興順

本發明公開了一種氧化石墨烯/丁晴橡膠納米復合材料及其制備方法，其原料按重量份包括有：氧化石墨烯15?25份、丁晴橡膠58?70份、白炭黑20?40份、偶聯劑3?5份、硬脂酸3?5份、納米氧化鋅15?22份、分散均勻助劑02?0.4份、抗氧化劑3?9份和增塑劑10?20份，先將丁晴橡膠放入密煉機塑煉20~50分鐘，溫度控制在90℃以下，冷卻至室溫，如此反復4次，然后加入氧化石墨烯混合。該氧化石墨烯/丁晴橡膠納米復合材料及其制備方法，加了氧化石墨烯/丁晴橡膠納米復合材料的母膠以后橡膠產品的物理性能指標明顯提高，避免了因氧化石墨烯由于其密度低，造成加料困難，在混合時容易發生物料混合不勻的問題。

技術領域

本發明涉及橡膠復合材料技術領域，具體為一種氧化石墨烯/丁晴橡膠納米復合材料及其制備方法。

背景技術

2004年，英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·蓋姆（Andre Geim）和康斯坦丁·諾沃消洛夫（Konstantin Novoselov）發現了石墨烯，它的力學特性是強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa，而利用氫等離子改性的還原石墨烯也具有非常好的強度，平均模量可大0.25TPa，由石墨烯薄片組成的石墨紙擁有很多的孔，因而石墨紙顯得很脆，然而，經氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨紙則會異常堅固強韌。現將其力學特性運用到丁晴橡膠（NBR）納米復合材料中，將明顯改進丁晴橡膠（NBR）納米復合材料的強度特性。

目前氧化石墨烯/丁晴橡膠（NBR）納米復合材料常用的混合物是炭黑（Carbon.nanotubes）、白炭黑（Silica）、偶聯劑（Couping reagent）、硬脂酸（Stearicacid）、氧化鋅（Zincoxide）、抗氧化劑2246（Rubber Antioxidant2246）、分散均勻助劑（WB212）；常用的制備方法有分層塑煉法、分段塑煉法和聚合混煉法。使用最為普遍的是分段塑煉法和聚合混煉法，然而在分段塑煉法和聚合混煉法的過程中丁晴膠會受到強力的剪切作用，填料會均勻地分散在聚合物熔體中，而氧化石墨烯由于其密度低，造成加料困難，在混合時容易發生物料混合不勻的問題，使生產無法有序正常的進行。

發明內容

（一）解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種氧化石墨烯/丁晴橡膠納米復合材料及其制備方法，解決了分段塑煉法和聚合混煉法的過程中丁晴膠會受到強力的剪切作用，填料會均勻地分散在聚合物熔體中，而氧化石墨烯由于其密度低，造成加料困難，在混合時容易發生物料混合不勻的問題，使生產無法有序正常進行的問題。

（二）技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種氧化石墨烯/丁晴橡膠納米復合材料，其原料按重量份包括有：氧化石墨烯15-25份、丁晴橡膠58-70份、白炭黑20-40份、偶聯劑3-5份、硬脂酸3-5份、納米氧化鋅15-22份、分散均勻助劑02-0.4份、抗氧化劑3-9份和增塑劑10-20份。

優選的，其原料按重量份包括有：氧化石墨烯17-27份、丁晴橡膠60-72份、炭黑22-42份、硬脂酸5-8份、納米氧化鋅17-24份、分散均勻助劑0.4-0.6份、抗氧化劑5-11份和增塑劑12-22份。

優選的，其原料按重量份包括有：氧化石墨烯19-29份、丁晴橡膠62-74份、炭黑24-44份、硬脂酸8-10份、納米氧化鋅19-26份、分散均勻助劑0.6-0.8份、抗氧化劑7-13份和增塑劑14-24份。

本發明還公開了一種氧化石墨烯/丁晴橡膠納米復合材料的制備方法，具體包括如下步驟：