[發明專利]一種二維定向排列填充橡膠復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010468162.3
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111499945B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 趙江華;張勇;張洪學;周平;崔玉葉;袁時超;陸炯;楊其振;周麗琰
• 申請（專利權）人: 江蘇通用科技股份有限公司
• 主分類號: C08L9/06
• 分類號: C08L9/06;C08L101/00;C08L23/16;C08K13/04;C08K7/06;C08K3/04;C08K3/22;C08K13/02;C08L7/00;B29B7/74;B29C35/02
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良

一種二維定向排列填充橡膠復合材料及其制備方法。本發明提供一種二維定向排列填充橡膠復合材料，包括如下重量份的原料：橡膠100份、填料30～60份、碳材料1～10份、ZnO 3～5份、硬脂酸2～3份、增塑劑1～10份、防老劑2～3份、硫磺1～2份、促進劑1～2份。本發明的二維定向排列填充橡膠復合材料的制備方法制備的橡膠復合材料，該材料使得一維、二維結構的碳材料在橡膠基體中定向排列，顯著改善了復合材料在二維方向上的的導電性能，并且抗拉性能、撕裂性能顯著改善。

技術領域

本發明涉及復合材料領域，尤其是一種二維定向排列填充橡膠復合材料及其制備方法。

背景技術

具有一維、二維結構的碳材料如石墨烯、碳納米管通常具有優異的導電性能，傳統的混煉方式制備方法使得這些材料在橡膠基體中呈現各向同性，其優異的導電性能難以充分發揮。

發明內容

本發明的目的是在于克服、補充現有技術中存在的不足，提供一種二維定向排列填充橡膠復合材料及其制備方法，使得碳材料在橡膠基體中定向排列，顯著改善了復合材料在二維方向上的的導電性能。本發明采用的技術方案是：

一種二維定向排列填充橡膠復合材料，其中，包括如下重量份的原料：橡膠100份、填料30～60份、碳材料1～10份、ZnO 3～5份、硬脂酸2～3份、增塑劑1～10份、防老劑2～3份、硫磺1～2份、促進劑1～2份。

優選的是，所述的二維定向排列填充橡膠復合材料，其中，所述碳材料具有一維結構或者二維結構。

優選的是，所述的二維定向排列填充橡膠復合材料，其中，所述碳材料選自碳納米管、碳纖維粉、石墨烯中的一種或者兩種；所述碳納米管、碳纖維粉的長徑比大于50。

優選的是，所述的二維定向排列填充橡膠復合材料，其中，所述填料選自炭黑、白炭黑中的一種或者兩種。

優選的是，所述的二維定向排列填充橡膠復合材料，其中，所述增塑劑為芳烴油或石油樹脂。

優選的是，所述的二維定向排列填充橡膠復合材料，其中，所述防老劑選自防老劑4020、防老劑RD中的一種或者兩種；所述促進劑為促進劑NS、促進劑CZ、促進劑D、促進劑DM中的一種。

一種二維定向排列填充橡膠復合材料的制備方法，其中，包括如下步驟：

1)按重量份計，依次將橡膠100份、填料30～60份、ZnO 3～5份、硬脂酸2～3份、增塑劑1～10份、防老劑2～3份加入混煉設備中進行母煉，得到母膠；

2)將母膠加入混煉設備中，依次加入硫磺1.0～2份、促進劑1～2份進行終煉得到復合材料膠料。

3)將復合材料膠料薄通，控制輥距，下片得到膠片，然后將膠片上表面的一半均勻分散碳材料，將不含碳材料的膠片上表面對折并覆蓋在含碳材料的膠片表面，壓緊，控制開煉機輥距，將對折膠片重新下片，重新調整輥距，再下片，如此重復數次，得到目標厚度的膠片后進行硫化，得到二維定向排列填充橡膠復合材料。

優選的是，所述的二維定向排列填充橡膠復合材料的制備方法，其中，所述混煉設備為密煉機或開煉機。

優選的是，所述的二維定向排列填充橡膠復合材料的制備方法，其中，所述當密煉設備為密煉機時，步驟1)母煉的時間為2～4min，在150～160℃條件下排膠，得到母膠；步驟2)控制母膠加入密煉機的填充系數為70％～75％，控制終煉時的排膠溫度為100～110℃，得到所述橡膠復合材料膠料。