[发明专利]一种石墨烯橡胶弹簧及其动态生热实时监测装置

权利要求书

1.一种石墨烯橡胶弹簧，其特征在于：所述橡胶弹簧由石墨烯橡胶基体与环状金属隔板相间排列组成，所述石墨烯橡胶基体内设置有光纤光栅温度传感器；

所述光纤光栅温度传感器由光纤和不锈钢毛细管组成，且光纤上的光栅栅区被封装在不锈钢毛细管内；所述光纤包括纤芯、包层、涂覆层和保护套，所述光纤上设置有若干光栅栅区；所述光纤光栅温度传感器与光纤引线的一端连接，光纤引线的另一端连接有光纤光栅引线接口；所述不锈钢毛细管表面镀有铜锌合金层；

所述石墨烯橡胶弹簧制备方法为：

(1)石墨烯橡胶基体的制备：将天然橡胶生胶、氧化锌、硬脂酸、炭黑、石墨烯石蜡油和防老剂在20min内依次加到密炼机中，密炼后得到共混物；然后将密炼共混物加到开炼机中，加入促进剂、硫磺进行混炼后即得石墨烯橡胶基体，所述天然橡胶生胶、氧化锌、硬脂酸、炭黑、石墨烯石蜡油、防老剂、促进剂、硫磺的添加比例以重量份计为100：4-6：1：10-40：0-5：1.5：1.5-3：1.5；

(2)充模和包覆：将步骤(1)制备好的石墨烯橡胶基体填充到排列且定位了环状金属隔板的模具中，使石墨烯橡胶基体与环状金属隔板相间排列，并将预先制备好的光纤光栅温度传感器置于石墨烯橡胶基体中，使光纤光栅温度传感器被石墨烯橡胶基体完全包覆；

(3)硫化成型：将步骤(2)中的含有石墨烯橡胶基体和光纤光栅温度传感器的模具置于硫化机上进行硫化，即得石墨烯橡胶弹簧，所述硫化的温度为140℃，时间为30min。

2.如权利要求1所述的石墨烯橡胶弹簧，其特征在于：需要用树脂对不锈钢毛细管端口进行封口。

3.如权利要求1所述的石墨烯橡胶弹簧，其特征在于：所述环状金属隔板由不锈钢制成。

4.如权利要求1或2所述的石墨烯橡胶弹簧，其特征在于：每个光栅栅区用独立的不锈钢毛细管封装，同一条光纤上相邻两个光栅栅区之间的距离为5-25mm，每个光栅栅区的轴向尺寸为5-7mm。

5.如权利要求1所述的石墨烯橡胶弹簧，其特征在于：所述不锈钢毛细管的外径为0.6-0.8mm、壁厚0.2-0.25mm。

6.如权利要求1所述的石墨烯橡胶弹簧，其特征在于：所述不锈钢毛细管的外径为0.6mm、壁厚0.2mm。

7.如权利要求1所述的石墨烯橡胶弹簧，其特征在于：所述防老剂包括：防老剂RD，即2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物和防老剂DMPPD，即N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺。

8.如权利要求1所述的石墨烯橡胶弹簧，其特征在于：所述密炼温度为100℃，时间为20min；所述混炼的辊温为45℃，时间为20min。

9.一种石墨烯橡胶弹簧动态生热实时监测装置，其特征在于：所述监测装置包括：如权利要求1-8任一项所述的石墨烯橡胶弹簧、光源、光纤光栅解调仪、光纤耦合器、计算机处理器；所述光纤光栅温度传感器与光纤引线的一端连接，光纤引线的另一端连接有光纤光栅引线接口，所述光纤光栅温度传感器依次通过光纤引线、光纤光栅引线接口与光纤耦合器连接，所述光纤耦合器还分别与光源和光纤光栅解调仪连接，光纤光栅解调仪与计算机处理器连接。