[發明專利]氧化石墨烯/羧基化丁苯橡膠母粒及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010598523.6
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111592701A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 范曉旭;曹建蘋;宋晨曉;劉海舟;李華民;陳韻吉
• 申請（專利權）人: 北京石墨烯研究院
• 主分類號: C08L13/00
• 分類號: C08L13/00;C08K3/04;C08K5/18;C08K7/26;C08K13/04;C08J3/22
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 司麗琦;于寶慶

本發明提供一種氧化石墨烯/羧基化橡膠母粒及其制備方法和應用，該制備方法包括：將羧基化橡膠膠乳進行干燥；向干燥后的羧基化橡膠膠乳中加入氧化石墨烯進行混煉，得氧化石墨烯/羧基化橡膠母粒。該制備方法工藝簡單，成本低，原料獲取方便，所得的氧化石墨烯/羧基化橡膠母粒可應用于各類橡膠基底中，有效增強石墨烯與橡膠的界面結合力和在橡膠中的分散性，在制備石墨烯/橡膠復合材料的領域中具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及橡膠材料技術領域，具體涉及一種氧化石墨烯/羧基化丁苯橡膠母粒及其制備方法和應用。

背景技術

橡膠具有寶貴的高彈性，用途十分廣泛，不僅可以滿足人們的日常生活、醫療衛生和文體生活等各方面的需要，還能滿足工農業生產、交通運輸、電子通訊和航空航天等各個領域的技術要求，是國民經濟與科技領域不可缺少的高分子材料之一。

隨著納米顆粒增強復合材料的應用越來越廣泛，其力學性能的研究成為研究者關注的焦點。石墨烯是單層碳原子sp²雜化堆積而成的一種蜂窩狀二維材料，具有超高的力學性能(楊氏模量～1.1TPa，斷裂強度124GPa)。近年來，越來越多的研究者嘗試將石墨烯引入橡膠中提高橡膠的綜合性能。而石墨烯在橡膠中的分散性及石墨烯和橡膠高分子之間的界面結合強度，是影響材料最終性能的兩個重要根本因素。

需注意的是，前述背景技術部分公開的信息僅用于加強對本發明的背景理解，因此它可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

發明內容

本發明的一個主要目的在于克服上述現有技術的至少一種缺陷，提供一種氧化石墨烯/羧基化丁苯橡膠母粒及其制備方法和應用，以解決石墨烯/橡膠復合材料制備過程中石墨烯在橡膠中分散性差，界面結合強度弱的問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明提供一種氧化石墨烯/羧基化橡膠母粒的制備方法，包括：將羧基化橡膠膠乳進行干燥；及向干燥后的羧基化橡膠膠乳中加入氧化石墨烯進行混煉，得氧化石墨烯/羧基化橡膠母粒。

根據本發明的一個實施方式，羧基化橡膠為羧基化丁苯橡膠。

根據本發明的一個實施方式，干燥處理的溫度為50℃～150℃。

根據本發明的一個實施方式，還包括加入助劑于干燥后的羧基化橡膠膠乳中進行混煉，助劑選自補強劑、防老劑中的一種或多種。

根據本發明的一個實施方式，補強劑選自炭黑、白炭黑中的一種或多種，防老劑選自胺類抗氧劑、酚類抗氧劑中的一種或多種。

根據本發明的一個實施方式，氧化石墨烯的厚度為1nm～50nm。

本發明還提供一種氧化石墨烯/羧基化橡膠母粒，采用上述方法制備得到。

根據本發明的一個實施方式，按重量份計，氧化石墨烯/羧基化橡膠母粒包括：羧基化橡膠100份、氧化石墨烯5～20份、補強劑5～30份和防老劑0.5～2份。

本發明還提供上述氧化石墨烯/羧基化橡膠母粒在制備石墨烯/橡膠復合材料中的應用。

由上述技術方案可知，本發明的有益效果在于：

本發明提出的氧化石墨烯/羧基化橡膠母粒的制備方法簡單，成本低，原料獲取方便，所得的氧化石墨烯/羧基化橡膠母粒，可應用于各類橡膠基底中，有效增強石墨烯與橡膠的界面結合力和在橡膠中的分散性，在制備石墨烯/橡膠復合材料的領域中具有良好的應用前景。

附圖說明

以下附圖用于提供對本發明的進一步理解，并構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。

圖1示出了本發明的氧化石墨烯/羧基化橡膠母粒的機理示意圖。