[发明专利]一种基于喷雾干燥及热压硫化相结合制备石墨烯/橡胶复合材料的方法

摘要

一种基于喷雾干燥及热压硫化相结合制备石墨烯/橡胶复合材料的方法，属于石墨烯/橡胶复合材料技术领域。本发明要解决现有石墨烯/橡胶复合材料存在无法使用无环境压力的原始石墨烯为填充物，用简单的工艺流程均匀分散到非极性橡胶中的问题。方法：一、配制石墨烯分散液；二、配制石墨烯‑橡胶乳液；三、喷雾干燥法制备石墨烯/橡胶复合材料粉末；四、平板热压硫化石墨烯/橡胶复合材料。本发明能够利用无污染的原始石墨烯为原料，均匀分散到非极性橡胶基体中，可广泛地应用于工业生产中。

主权项

1.一种基于喷雾干燥法及热压硫化相结合来制备石墨烯/橡胶复合材料的方法，其特征在于一种基于喷雾干燥法及热压硫化相结合来制备石墨烯/橡胶复合材料的方法是按照下述步骤进行的：步骤一、按每毫升去离子水加入0.1～100mg石墨烯配比将石墨烯加入去离子水中并搅拌均匀，并在频率为10KHz～100KHz下超声处理20min～60min，得到石墨烯分散液；步骤二、按10‑500mL水中加入100g橡胶、1‑10g硫化剂、0.1‑15g促进剂、0‑100g补强剂、0.5‑10g防老剂、0‑50g软化剂、1‑20g活性剂、0.5‑50g发泡剂、0‑50g偶联剂配比将橡胶、硫化剂、促进剂份、补强剂、防老剂、软化剂、活性剂、发泡剂、偶联剂加入水到中，搅拌10‑30min，再与步骤一获得的石墨烯分散液一同加入到质量分数为10％～60％的丁苯橡胶乳液中，在搅拌速度为100r/min～800r/min的条件下，搅拌60‑300min，得到石墨烯‑橡胶混合乳液，石墨烯‑橡胶混合乳液的浓度为10mg/mL～500mg/mL，石墨烯与丁苯胶乳的质量比为(0.01‑800g)：1L；步骤三、喷雾干燥1‑5L石墨烯‑橡胶混合乳液，将进气温度调节为50‑240℃，石墨烯‑橡胶混合乳液的进料速度为10‑1000mL/h，使用惰性气体作为进气气体，进风风量为10‑500m3/h，进气流速为50‑1000L/h，反应时间为5‑50min，待收集器内温度降低后，收集得到石墨烯/橡胶复合材料粉末；步骤四、将步骤三制得的石墨烯/橡胶复合材料粉末放进模具中，热压硫化，待冷却后，块体取出，得到硫化成型的石墨烯/橡胶复合材料；其中，步骤二中硫化剂为硫粉(S),促进剂为二硫化二苯并噻唑(DM),补强剂为炭黑,防老剂为6‑乙氧基‑2,2,4‑三甲基‑1,2‑二氢化喹啉(中文别名：防老剂AW),软化剂为硬脂酸,活性剂为氧化锌,发泡剂为尿素,偶联剂为硅烷偶联剂KH550，步骤四在50‑300℃，5‑30MPa下热压硫化1s‑30min。