[发明专利]一种石墨烯协同碳纳米管-硅橡胶复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于橡胶材料领域，更加具体地说，涉及到一种石墨烯协同碳纳米管－硅橡胶复合材料及其制备方法。 

背景技术

硅橡胶(Silicone Rubber，SR)作为高性能合成橡胶中的重要一员，在现代高新技术、航空航天等高科技领域有着不可替代的地位。硅橡胶是以Si-O键单元为主链，以有机基为侧链的聚合物。它与以C-C键单元为主链的聚合物在结构和性能上明显不同，是典型的半无机半有机聚合物，既具有无机高分子的耐热性，又具有有机高分子的柔顺性。硅橡胶与其他高分子橡胶相比最为显著的特征在于其优异的热稳定性，被广泛用作高温环境下的弹性材料，在航空航天、轻工、化工、纺织、机械、农业、交通运输、医疗卫生等领域得到大量的应用。但是随着我国航空航天以及国防军事事业的不断发展，对于材料的要求越来越高，特别是对于一些能够应用于更高温度的弹性材料的需求日益增长，因此进一步提升硅橡胶的热氧稳定性是有必要的。硅橡胶的降解主要包括侧基的氧化、断裂以及主链的成环降解，提高硅橡胶热氧稳定性的途径主要有改变硅橡胶主链和侧链的结构、改变硅橡胶的交联方式以及加入耐热添加剂等，其中又以添加耐热添加剂为最简便有效的方法。 

发明内容

本发明的技术目的在于克服现有技术的不足，提供一种石墨烯协同碳纳米管－硅橡胶复合材料及其制备方法，为了进一步提高硅橡胶复合材料的热氧稳定性，本发明首先制备一定量的石墨烯，然后将其按照一定比例同碳纳米管超声共混，将共混后的碳杂化材料作为添加剂与硅橡胶基体复合，提高硅橡胶复合材料的热氧稳定性。主要考察硅橡胶复合材料在一定温度下老化一定时间后力学性能的变化来衡量其热氧稳定性。 

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现： 

一种石墨烯协同碳纳米管－硅橡胶复合材料，由下述组分经过混炼、热压和硫化成型制成，100重量份甲基乙烯基硅橡胶生胶、38－42重量份白炭黑、10－15重量份六甲 基二硅氮烷、1-3重量份石墨烯、0.7－1重量份2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷、2.5－3重量份乙烯基硅油和1—3重量份碳纳米管。 

各个组分优选：100重量份甲基乙烯基硅橡胶生胶、40－42重量份白炭黑、10－12重量份六甲基二硅氮烷、2-3重量份石墨烯、0.7－0.8重量份2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷、2.5－2.7重量份乙烯基硅油、2—3重量份碳纳米管。 

一种石墨烯协同碳纳米管－硅橡胶复合材料的制备方法，按照下述步骤进行： 

步骤1，将100重量份甲基乙烯基硅橡胶生胶在30—50℃的双辊混炼机上混炼1～10min，使甲基乙烯基硅橡胶生胶均匀粘辊； 

步骤2，按顺序依次加入38－42重量份白炭黑、10－15重量份六甲基二硅氮烷和2.5－3重量份乙烯基硅油，混炼10～15min，将胶料混炼均匀； 

步骤3，向步骤2混炼均匀的胶料中加入1-3重量份石墨烯和1-3重量份碳纳米管，混炼5～10min以均匀； 

步骤4，向步骤3混炼均匀的胶料中加入0.7－1重量份2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷，混炼10－15min后打卷下片； 

步骤5，将经过步骤4混炼均匀的胶料装入模具，在温度160～200℃，压力5～12MPa的条件下热压5～15min硫化成型，冷却后得到硫化胶片； 

步骤6，将步骤5得到的硫化胶片置于190～220℃环境下3～5h；然后自然降温到室温20～25℃。 

所述步骤5中，将混炼胶装入模具，在温度185～195℃，压力8～10MPa的条件下热压10～15min硫化成型，冷却后得到硫化胶片。 

所述步骤6中，将硫化胶片置于200～220℃环境下3～5h；然后自然降温到室温，即得硅橡胶复合材料。