[發(fā)明專利]石墨烯天然橡膠高分子汽車坐墊復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911258780.9
• 申請(qǐng)日: 2019-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN110922650A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁天寧;丁德材;丁幼絲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建五持恒科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): C08L7/00
• 分類號(hào): C08L7/00;C08L9/00;C08K13/02;C08K3/04;C08K3/26;C08K3/22;C08J9/10
• 代理公司: 泉州協(xié)創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 35231
• 代理人: 鄭浩

本發(fā)明公開了一種石墨烯天然橡膠高分子汽車坐墊復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法，由包括以下重量份的原料制成：天然橡膠66～74份、異戊橡膠13～17份、聚烯烴彈性體9～12份、納米介質(zhì)4～6份、石墨烯1.5～1.8份、碳納米管1.8～2.2份、氧化鋅1.5～2份、熱穩(wěn)定劑3～4份、交聯(lián)劑1.5～1.8份、膨脹劑2～2.4份、發(fā)泡劑2～2.4份。本發(fā)明的石墨烯天然橡膠高分子汽車坐墊復(fù)合發(fā)泡材料的密度低，具有超輕性；且壓縮永久變形率低，回彈性好，耐用，使用過(guò)程中不易變形；拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率等力學(xué)性能好，很好地兼顧了超輕性和優(yōu)良的力學(xué)性能，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橡膠制品技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯天然橡膠高分子汽車坐墊復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法。

背景技術(shù)

天然橡膠(NR)是一種以順-1，4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物，其成分中91％～94％是橡膠烴(順-1，4-聚異戊二烯)，其余為蛋白質(zhì)、脂肪酸、灰分、糖類等非橡膠物質(zhì)。一般為片狀固體，相對(duì)密度0.94，折射率1.522，彈性模量2～4MPa，130～140℃時(shí)軟化，150～160℃粘軟，200℃時(shí)開始降解。常溫下有較高彈性，略有塑性，低溫時(shí)結(jié)晶硬化。有較好的耐堿性，但不耐強(qiáng)酸。不溶于水、低級(jí)酮和醇類，在非極性溶劑如三氯甲烷、四氯化碳等中能溶脹。

天然橡膠的結(jié)構(gòu)主要是大分子的鏈結(jié)構(gòu)，分子量及其分布和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，天然橡膠的大分子鏈結(jié)構(gòu)單元是異戊二烯，大分子鏈主要是由聚異烯構(gòu)成的，橡膠中含量占百分之九十七以上，其分子鏈上有醛基，每條大分子鏈上平均有一個(gè)，正是醛基在發(fā)生縮合或與蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)形成支化，交聯(lián)，使得橡膠貯存中粘度增加，天然橡膠大分子鏈上還有環(huán)氧基的，比較活躍。天然膠的大分子末端推斷一般為二甲基烯丙基，另一端為焦磷酸酯基，端基，分子鏈的醛基以及聚合的元素都很少，在天然橡膠的分子量及其分布方面，其分子量的范圍較寬，據(jù)國(guó)外報(bào)道，絕大多數(shù)分子量在三萬(wàn)個(gè)左右，天然的生膠，混煉膠，硫化膠的強(qiáng)度都比較高，一般天然橡膠強(qiáng)度可達(dá)三兆帕。天然橡膠的機(jī)械強(qiáng)度高主要原因在于它是自補(bǔ)強(qiáng)橡膠系列，當(dāng)拉伸時(shí)會(huì)使大分子鏈沿應(yīng)力方向取向形成結(jié)晶，晶粒分無(wú)定形大分子中起到了補(bǔ)強(qiáng)作用，未進(jìn)行擴(kuò)張的強(qiáng)度同樣高的原因?yàn)槠鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)中微小粒子的緊密凝集而致。

天然橡膠是橡膠材料中物理力學(xué)性能與工藝加工性能協(xié)調(diào)性最好的品種，目前已被廣泛應(yīng)用于日常生活、醫(yī)療衛(wèi)生、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)、科學(xué)試驗(yàn)、國(guó)防等領(lǐng)域。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)產(chǎn)品的性能提出了更高的要求，比如：橡膠發(fā)泡鞋底，傳統(tǒng)橡膠發(fā)泡鞋底重量大、耐磨性能達(dá)不到要求，并且抗熱收縮差，往往需要對(duì)其進(jìn)行改性。

石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是一種未來(lái)革命性的材料。近年來(lái)有不少利用石墨烯對(duì)橡膠材料進(jìn)行改性的研究，并取得了良好的效果。但在石墨烯的應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，石墨烯片層結(jié)構(gòu)存在較強(qiáng)的范德華力或者氫鍵燈相互作用，使其極易發(fā)生團(tuán)聚而不能均勻穩(wěn)定的分散。通常，人們通過(guò)化學(xué)接枝將羧基、羥基、氨基等一些有機(jī)官能團(tuán)街道石墨烯表面對(duì)其進(jìn)行改性，從而提高石墨烯在高分子聚合物中的分散性。但這種方法破壞了石墨烯的晶體結(jié)構(gòu)，極大地影響了石墨烯本身的性能。

此外，目前所使用的天然橡膠發(fā)泡材料還存在以下問(wèn)題：

1、壓縮永久變形率高，回彈率低，使用過(guò)程中容易變形，用作汽車坐墊材料，容易損壞；

2、要么質(zhì)量不夠輕，要么發(fā)泡后的拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能差，容易損壞，實(shí)用壽命短。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種石墨烯天然橡膠高分子汽車坐墊復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法，可有效解決以上問(wèn)題。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種石墨烯天然橡膠高分子汽車坐墊復(fù)合發(fā)泡材料，由包括以下重量份的原料制成：