[发明专利]一种耐久性汽车雨刮片用石墨烯复合橡胶及制备方法

说明书

本发明属于新材料领域，提供了一种耐久性汽车雨刮片用石墨烯复合橡胶及制备方法。将对氨基水杨酸加入到磷酸盐缓冲溶液中，加入氧化石墨烯、AlCl₃催化剂，超声4h，加热至60℃再加入抗坏血酸还原剂，低分子环氧树脂液体超声30min，冷却至室温得到功能化石墨烯/低分子环氧树脂混合液，将天然橡胶（NR）放入开炼机中，依次加入硬脂酸，制备的功能化石墨烯/低分子环氧树脂混合液，二硫化钼、芳烃油，促进剂TMTD，交联剂DCP，及其余助剂混炼均匀后取出，得到石墨烯复合橡胶。

技术领域

本发明属于新材料领域，具体涉及一种耐久性汽车雨刮片用石墨烯复合橡胶及制备方法。

背景技术

汽车前风窗玻璃刮水器系统是汽车上的重要部件，又称雨刮器，用来清洁玻璃上的雨水、灰尘、雪等，保持驾驶员的视野清晰，直接影响司机雨、雪天行车的可靠性及安全性。

刮水器在刮刷过程中，雨刮片和玻璃直接接触，可保持挡风玻璃外表面清洁，是汽车不可缺少的零部件，它必须具备耐热、耐寒、耐酸碱、抗腐蚀、能贴合挡风玻璃、减轻马达负担、低噪声、拨水性强、质软不能刮伤挡风玻璃等特点。由于雨刮片刮刷一定时间以后有骨架雨刮片胶条就会出现磨损，所以需要及时进行更换，一般正常使用雨刮片，大概12个月左右更换次。

常用的雨刮片为金属材料和橡胶材料复合制造而成，按照结构的不同，主要可分为有骨架刮片和无骨平刮片两大类，所谓的有骨架，即雨刮胶条是通过骨架支撑进行固定并与玻璃进行贴合的分为胶条、支撑杆、支撑臂、连接件、接头、压片等部分，有骨雨刮片多装备在中低挡车型的雨刮系统中，如比亚的速锐、长安逸动、雪弗兰赛欧等，国外厂家有博世、法雷奥等，国内厂家有国雨、万江等。无骨平刮片是相对于有骨雨刮片来讲的。无骨雨刮片本身，是由雨刮胶条、无骨雨刮钢片、雨刮护套和塑料件种配件组成，主要应用在中高端车型上，比如大众速腾、雪铁龙C5等。目前国外有能力生产无骨刮片的厂家主要集中在博世、法雷奥，国内有辉门、山多力等厂家。

公开（公告）号CN106349701A，公开了一种雨刮用高强度耐磨硅橡胶材料，由以下重 量份的原料制得：苯基硅橡胶85-90份、聚醚醚酮40-50份、竹纤维15-30份、EVA树脂5-11份、 氢氧化铝3-8份、柠檬酸酯4-7份、乙二醇2-8份、三元乙丙橡胶12-20份、石墨5-8份、γ-缩水 甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷7-11份、磷酸三钙3-8份、丁腈橡胶5-8份、松焦油5-10份、羧甲 基纤维素钠5-10份。还包括聚四氟乙烯乳液11-14份。还包括四甲基二乙烯基二硅氧烷8-10份。还包括六甲基二硅氮烷10-20份。其制备方法为：先将各组分加入到真空捏合机或密炼机中混合均匀后，然后通过 开炼机将合成橡胶成型，最后将成型橡胶放入硫化机中的模具内进行硫化。

目前，无论是有骨雨刮片或者无骨雨刮片，其橡胶材料复合材料都存在着耐久性差的缺陷，在使用不到一年就会频繁更换，需要改进雨刮片材料的耐久性。石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键，并有如下的特点：碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp2键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10-10米，键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键（与苯环类似），因而具有优良的导电和光学性能。

石墨烯改性材料可提高其性能，但是石墨烯比表面积大极易团聚， 因此，改善石墨烯的分散性对雨刮片材料性能的提高有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有橡胶复合材料中石墨烯分散不均导致耐久性差的缺陷，本发明提出一种耐久性汽车雨刮片用石墨烯复合橡胶及制备方法。

本发明涉及的具体技术方案如下：