[发明专利]高拉伸强度、高耐磨性石墨烯／橡胶复合雨刮条及制备方法

说明书

本发明涉及一种高拉伸强度、高耐磨性石墨烯/橡胶复合雨刮条及制备方法，属于橡胶类聚合物复合材料制备技术及汽车配件产品领域。按重量份数计，采用下述组分：100份橡胶、0.5～5份石墨烯、1～5份分散剂、2～6份硫化剂、10～50份炭黑、1～5份硬脂酸、3～6份氧化锌、0.5～3份促进剂和0.5～3份防老剂。先将橡胶塑炼，在加料混炼过程中将石墨烯与其他填料一并加入橡胶中，最后通过硫化制得成品。与现有产品相比，本发明制备出的石墨烯复合雨刮条，具备较好的物理机械性能，以及具有优良的耐候、耐腐蚀等化学性能，提高其使用寿命。本发明具有原理科学，特点显著，无毒无害，性能优异，与现行的雨刮条生产的工艺匹配度高等优点。

技术领域

本发明涉及一种高拉伸强度、高耐磨性石墨烯/橡胶复合雨刮条及制备方法，属于橡胶类聚合物复合材料制备技术及汽车配件产品领域。

背景技术

在汽车的总和中，雨刮器是个比较小的零部件。但是据国际驾驶安全调查显示：雨天驾车，由雨刮器老化引起的交通事故率比平常高出大约5倍。好的雨刮器其雨刮条必须具备耐热、耐寒、耐酸碱、抗腐蚀、低噪音、拨水性强、质软不刮伤挡风玻璃等特点，能使视野清晰。

石墨烯自被发现到现在，得到广泛关注。石墨烯是一种碳原子以sp2杂化排列的单原子层二维晶体，呈六角环形片状体，形成蜂窝状晶体结构，它的厚度仅为一个碳原子，是目前世界上已知最薄、最坚硬、最具有韧性的材料。石墨烯具有很高的强度，碳原子之间的强大作用力使其成为目前力学强度已知最高的材料。它具有优异的力学性能、电性能、热性能等，石墨烯的加入使复合材料也拥有这些优异的性能。传统工艺中使用炭黑、碳纳米管等作为填料对橡胶材料进行补强，石墨烯的发现丰富碳基填料的种类，得到性能更为优异的复合材料。

橡胶材料是国民经济和高科技领域不可缺少、不可替代的关键材料之一，并广泛应用于众多领域。橡胶开发利用已经有100多年历史，随着航空器大功率和高速度化的不断发展和橡胶制品应用的多样化，以高承载、高阻尼和高可靠密封为代表的航空橡胶产品需要具有优异的抗静电性、导电性、气体阻隔性、耐介质性和高抗冲击性，这对橡胶材料提出更高的功能性需求。而石墨烯的加入有效地提升橡胶的力学性能、电性能、热性能、耐腐蚀性能和耐候等性能，扩大其应用领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高拉伸强度、高耐磨性石墨烯/橡胶复合雨刮条及制备方法，该方法通过石墨烯改性橡胶，使橡胶具有优异的力学性能、电性能、热性能、耐腐蚀性能和耐候等性能，再将其应用到雨刮条中，解决目前雨刮条较硬、耐候性差、易老化等缺点，提高其使用寿命以及对挡风玻璃的保护。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是：

一种高拉伸强度、高耐磨性石墨烯/橡胶复合雨刮条，按重量份数计，由下述组分经过混炼、热压和硫化成型制成，100份橡胶、0.5～5份石墨烯、1～5份分散剂、2～6份硫化剂、10～50份炭黑、1～5份硬脂酸、3～6份氧化锌、0.5～3份促进剂和0.5～3份防老剂。

所述的高拉伸强度、高耐磨性石墨烯/橡胶复合雨刮条，橡胶选用是氯丁橡胶、天然橡胶、丁基橡胶中的一种或两种并用胶。

所述的高拉伸强度、高耐磨性石墨烯/橡胶复合雨刮条，石墨烯为石墨烯、氧化石墨烯、氟化石墨烯、氧化氟化石墨烯、氮掺杂石墨烯、硫掺杂石墨烯的一种或两种以上混合。

所述的高拉伸强度、高耐磨性石墨烯/橡胶复合雨刮条，石墨烯层数为2～10层。

所述的高拉伸强度、高耐磨性石墨烯/橡胶复合雨刮条，石墨烯片径大小为4～500nm。

所述的高拉伸强度、高耐磨性石墨烯/橡胶复合雨刮条的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将橡胶放入开炼机，在转速为45～60r/min、室温下开炼2～5分钟；

步骤2，将石墨烯、分散剂加入开炼机中与橡胶进行混炼，使石墨烯在橡胶中分散均匀即可；