[發明專利]一種GO/IIR高導熱復合材料制備方法

有效

• 申請號: 201910332687.1
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN109988366B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 邊慧光;謝苗;汪傳生;張萌;江瑞;王小明;田緒東
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C08L23/22
• 分類號: C08L23/22;C08K3/04;C09K5/14
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 白瑩;于正河

本發明屬于橡膠制備技術領域，涉及一種GO/IIR高導熱復合材料制備方法，基于干冰易升華的特點，將其引入到氧化石墨烯/丁基膠乳的混合液中，干冰在遇熱時體積瞬間能膨脹600?800倍，氣泡膨脹破裂產生的極大能量，類似于微型爆炸，爆炸沖擊波促使膠料分子鏈斷裂，降低膠料的粘度，從而有利于納米填料的分散。由于干冰升華吸收大量的熱，使橡膠分子鏈驟冷，剛性增加，導致轉子的剪切作用力更有效的傳導入橡膠內部，使氧化石墨烯團聚體破碎，帶動GO的分散，增大GO與IIRL中橡膠烴的接觸面積，提高GO/IIR復合材料的導熱性能；其工藝簡單可控，原理科學合理，能耗和生產成本低，操作性強，使用環境友好。

技術領域：

本發明屬于橡膠制備技術領域，具體涉及一種GO/IIR高導熱復合材料制備方法，以氧化石墨烯(GO)分散液和丁基膠乳(IIRL)為原料，采用干冰膨脹預分散絮凝法制備GO/IIR復合材料。

背景技術：

隨著航空、航天、電子電氣等高科技領域的快速發展,橡膠的導熱性能越來越受到重視。例如,高性能電子產品的橡膠密封件既要具備優良的導熱性能和絕緣性能，又要具備防潮、防塵和減震性能；化學工業生產和廢水處理等領域要求熱交換器橡膠墊圈具有良好的導熱性能、耐高溫性能和耐化學腐蝕性能；導熱橡膠具備以上優點，使其在導熱材料領域備受關注。

氧化石墨烯(GO)是石墨烯的衍生物，是石墨經過氧化后得到的具有原石墨結構中的碳原子雜化類型為sp2碳結構的二維材料。GO具有超薄的片層結構、大的比表面積，其表面含有大量的羥基、羧基等含氧基團，具有優異的力學、熱學和電學性能。這些性能使GO在添加到橡膠基體中時，能大幅度提高橡膠基復合材料的力學性能、熱學性能、導電性能等多種性能。但是GO的結構特點，導致GO片層極易團聚，不容易分散，極大的影響了GO在橡膠基體中發揮性能的效果。如何使GO在橡膠基體中均勻分散及增強GO與橡膠基體間的界面相互作用是目前要解決的難題之一。

丁基橡膠是合成橡膠的一種，由異丁烯和少量異戊二烯合成，丁基橡膠的氣密性好，還能耐熱、耐臭氧、耐老化、耐化學藥品，并有吸震和電絕緣性能，對陽光及臭氧具良好的抵抗性，可暴露于動物或植物油或是可氧化的化學物中，一般被應用在制作汽車輪胎以及汽車隔音用品里面，在建筑防水領域，丁基橡膠以環保的名號已經全面普及代替瀝青，在橡膠工業中占據重要地位，然而，丁基橡膠的結構特點使其硫化速度慢、互粘性差、與其它橡膠相容性差以及與補強劑之間作用弱，這些缺點制約了丁基橡膠的加工和應用，改善丁基橡膠的性能尤為重要。

干冰是固態的二氧化碳，在6250.5498KPa壓力下，把二氧化碳冷凝成無色的液體后在高壓下迅速凝固能夠得到干冰。二氧化碳常態下是一種無色無味的氣體，自然存在于空氣中，雖然二氧化碳在空氣中的含量相對很小，但它卻是人們所認識的最重要的氣體之一。干冰極易揮發，能夠升華為無毒、無味的，比固體體積大600-800倍的氣體二氧化碳。干冰膨脹法最常用于卷煙工業中煙絲的制造工藝，即干冰膨脹煙絲技術，具體工藝為將液態二氧化碳在恒定壓力下浸漬煙絲一段時間，然后快速冷卻，浸漬在煙草細胞中的液體二氧化碳，在瞬間釋放壓力后立即用不飽和蒸汽加熱煙絲，使固體二氧化碳升華為氣態，促使煙草細胞膨脹，干冰氣化是煙絲細胞結構膨脹的根本原因。