[發明專利]一種基于純碳石墨烯與杜仲天然膠共混的橡膠復合材料的方法

在審

• 申請號: 202010791723.3
• 申請日: 2020-08-08
• 公開（公告）號: CN111961264A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 趙亮
• 申請（專利權）人: 高密市盛德新能源科技有限公司
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08K13/04;C08K3/04;C08K7/26;C08K3/22;C08K5/29;C08K5/54;C08J5/18;C08J3/215
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本發明公開了一種基于純碳石墨烯與杜仲天然膠共混的橡膠復合材料的方法，涉及橡膠復合材料技術領域。本發明橡膠復合材料的制備方法工藝中將石墨烯和杜仲天然膠進行混合分散，其次加入分散劑、硅烷偶聯劑、促進劑以及硫化劑，制得純碳石墨烯與杜仲天然膠共混的橡膠，通過煉膠和硫化制得純碳石墨烯與杜仲天然膠共混的橡膠復合材料復合材料，在制備的過程中使得石墨烯能在橡膠材料中均勻分散，有助于橡膠復合材料的力學性能、電性能以及導熱性等綜合性能；本發明方法工藝簡單成本低廉，生產效率高、可控性好，并且能夠制備高填充量的復合材料，能夠滿足不同工程的需要，解決了以往填充量過多，石墨烯難以分散均勻的問題。

技術領域

本發明涉及橡膠復合材料技術領域，具體為一種基于純碳石墨烯與杜仲天然膠共混的橡膠復合材料的方法。

背景技術

杜仲的果、葉、皮、根中均含有豐富的杜仲膠，基于杜仲膠獨特的結構與性能，可以開發出三大類不同用途的材料：橡膠高彈性材料、低溫可塑性材料及熱彈性材料，廣泛應用于橡膠工業、航空航天、國防、船舶、化工、醫療、體育等國民經濟各領域，產業覆蓋面極廣，石墨烯是一種由碳原子以雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，因此，石墨烯作為一種納米填料，與橡膠材料復合將帶來橡膠材料性能的大幅提升。

現有的石墨烯和杜仲膠作為補強材料，其提高橡膠材料性能的前提是石墨烯和杜仲膠在橡膠基體材料內要實現分散，保證石墨烯、杜仲膠與橡膠分子發生強相互作用，目前橡膠加工工藝中很難保證石墨烯的分散效果，在添加的過程中石墨烯自身容易發生團聚，導致石墨烯對橡膠材料的補強效果差，從而影響制備的橡膠復合材料的使用強度，為此，我們提出了一種基于純碳石墨烯與杜仲天然膠共混的橡膠復合材料的方法來解決上述問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于純碳石墨烯與杜仲天然膠共混的橡膠復合材料的方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于純碳石墨烯與杜仲天然膠共混的橡膠復合材料的方法，包括以下步驟：

S1、所需原料的備用：純碳石墨烯70-80份、白炭黑30-40份、杜仲天然膠60-80份、四氫呋喃20-25份、分散劑10-20份、硅烷偶聯劑10-20份、去離子水100份、防焦劑15-25份、促進劑30-40份以及硫化劑35-40份。

S2、純碳石墨烯溶液的制備：將步驟S1中的純碳石墨烯、白炭黑、蒸餾水和分散劑依次放入超聲分散機的內部，進行高速攪拌處理，制備成分散均勻的純碳石墨烯溶液，備用；

S3、杜仲天然膠溶液的制備：將步驟S1中的杜仲天然膠置于攪拌機中，并向攪拌機中加入四氫呋喃中，進行攪拌均勻，促進其溶解，獲得所需的杜仲天然膠溶液，備用；

S4、原料的混合：將步驟S2中制備的純碳石墨烯溶液加入到步驟S3中制備的杜仲天然膠溶液中，混合均勻，得到含有純碳石墨烯和杜仲天然膠混合溶液；

S5、混練均勻：依次向步驟S4中加入硫化劑、防焦劑、硅烷偶聯劑以及促進劑，攪拌均勻，將攪拌均勻的溶液加入密煉機中進行混煉處理，得到所需的混合液，備用；

S6、真空干燥：將步驟S5中混合液澆注成膜，放入真空烘箱中干燥至恒重，得到所需的含有純碳石墨烯和杜仲天然膠的薄膜；

S7、硫化成型：將步驟S6中含有純碳石墨烯和杜仲天然膠的薄膜用平板硫化儀進行硫化處理，制備得到純碳石墨烯與杜仲天然膠共混的橡膠復合材料。

進一步優化本技術方案，所述步驟S2中超聲分散機的超聲功率為50-80W,超聲時間為30-50min。

進一步優化本技術方案，所述步驟S2中的分散劑為十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯醇、十二烷基硫酸鈉中的任意一種或混合物。