[发明专利]一种基于纯碳石墨烯与杜仲天然胶共混的橡胶复合材料的方法

说明书

本发明公开了一种基于纯碳石墨烯与杜仲天然胶共混的橡胶复合材料的方法，涉及橡胶复合材料技术领域。本发明橡胶复合材料的制备方法工艺中将石墨烯和杜仲天然胶进行混合分散，其次加入分散剂、硅烷偶联剂、促进剂以及硫化剂，制得纯碳石墨烯与杜仲天然胶共混的橡胶，通过炼胶和硫化制得纯碳石墨烯与杜仲天然胶共混的橡胶复合材料复合材料，在制备的过程中使得石墨烯能在橡胶材料中均匀分散，有助于橡胶复合材料的力学性能、电性能以及导热性等综合性能；本发明方法工艺简单成本低廉，生产效率高、可控性好，并且能够制备高填充量的复合材料，能够满足不同工程的需要，解决了以往填充量过多，石墨烯难以分散均匀的问题。

技术领域

本发明涉及橡胶复合材料技术领域，具体为一种基于纯碳石墨烯与杜仲天然胶共混的橡胶复合材料的方法。

背景技术

杜仲的果、叶、皮、根中均含有丰富的杜仲胶，基于杜仲胶独特的结构与性能，可以开发出三大类不同用途的材料：橡胶高弹性材料、低温可塑性材料及热弹性材料，广泛应用于橡胶工业、航空航天、国防、船舶、化工、医疗、体育等国民经济各领域，产业覆盖面极广，石墨烯是一种由碳原子以杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，因此，石墨烯作为一种纳米填料，与橡胶材料复合将带来橡胶材料性能的大幅提升。

现有的石墨烯和杜仲胶作为补强材料，其提高橡胶材料性能的前提是石墨烯和杜仲胶在橡胶基体材料内要实现分散，保证石墨烯、杜仲胶与橡胶分子发生强相互作用，目前橡胶加工工艺中很难保证石墨烯的分散效果，在添加的过程中石墨烯自身容易发生团聚，导致石墨烯对橡胶材料的补强效果差，从而影响制备的橡胶复合材料的使用强度，为此，我们提出了一种基于纯碳石墨烯与杜仲天然胶共混的橡胶复合材料的方法来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于纯碳石墨烯与杜仲天然胶共混的橡胶复合材料的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于纯碳石墨烯与杜仲天然胶共混的橡胶复合材料的方法，包括以下步骤：

S1、所需原料的备用：纯碳石墨烯70-80份、白炭黑30-40份、杜仲天然胶60-80份、四氢呋喃20-25份、分散剂10-20份、硅烷偶联剂10-20份、去离子水100份、防焦剂15-25份、促进剂30-40份以及硫化剂35-40份。

S2、纯碳石墨烯溶液的制备：将步骤S1中的纯碳石墨烯、白炭黑、蒸馏水和分散剂依次放入超声分散机的内部，进行高速搅拌处理，制备成分散均匀的纯碳石墨烯溶液，备用；

S3、杜仲天然胶溶液的制备：将步骤S1中的杜仲天然胶置于搅拌机中，并向搅拌机中加入四氢呋喃中，进行搅拌均匀，促进其溶解，获得所需的杜仲天然胶溶液，备用；

S4、原料的混合：将步骤S2中制备的纯碳石墨烯溶液加入到步骤S3中制备的杜仲天然胶溶液中，混合均匀，得到含有纯碳石墨烯和杜仲天然胶混合溶液；

S5、混练均匀：依次向步骤S4中加入硫化剂、防焦剂、硅烷偶联剂以及促进剂，搅拌均匀，将搅拌均匀的溶液加入密炼机中进行混炼处理，得到所需的混合液，备用；

S6、真空干燥：将步骤S5中混合液浇注成膜，放入真空烘箱中干燥至恒重，得到所需的含有纯碳石墨烯和杜仲天然胶的薄膜；

S7、硫化成型：将步骤S6中含有纯碳石墨烯和杜仲天然胶的薄膜用平板硫化仪进行硫化处理，制备得到纯碳石墨烯与杜仲天然胶共混的橡胶复合材料。

进一步优化本技术方案，所述步骤S2中超声分散机的超声功率为50-80W,超声时间为30-50min。

进一步优化本技术方案，所述步骤S2中的分散剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠中的任意一种或混合物。