[发明专利]具有抗溶剂性的石墨烯-丁基橡胶材料、其制法和应用

说明书

本发明公开了一种具有抗溶剂性的石墨烯‑丁基橡胶材料、其制法和应用。所述具有抗溶剂性的石墨烯‑丁基橡胶材料包括质量比为100∶10～30的丁基橡胶和石墨烯‑丁基橡胶母胶，所述石墨烯‑丁基橡胶母胶主要由改性石墨烯与丁基橡胶复合形成；优选的，所述石墨烯‑丁基橡胶母胶中，石墨烯所占的质量分数为5～10％。本发明通过将表面改性的石墨烯和丁基胶液进行混合后制成母胶，再以此母胶制成橡胶材料，可以使石墨烯在所获橡胶材料中无序排列且多向密布堆叠，从而更为有效的阻挡腐蚀介质逐步腐蚀并透过密封垫层。

技术领域

本发明涉及一种橡胶材料，特别涉及一种具有抗溶剂性的石墨烯-丁基橡胶材料、其制法和应用，属于材料技术领域。

背景技术

密封垫，是一种用于机械、设备、管道等内部有流体通过的地方，适用于内外部，起到密封作用的材料。目前，大多数密封垫为橡胶密封垫，其具有耐真空、耐强氧化剂和耐药品性等特点，被广泛的应用于国防和民生工业。而丁基橡胶作为合成橡胶的一种，它由异丁烯和少量异戊二烯两种单体聚合反应而成。丁基橡胶具有良好的化学稳定性、热稳定性、气密性和水密性。因此丁基橡胶通常被用于制造成各式垫圈。但是随着产业升级及产线发展，对于密封垫的防腐性能、耐磨性等要求也越来越高，传统的丁基橡胶己很难满足现实需求。

目前，已有许多专利与文献致力于用石墨烯改善丁基橡胶的性能，但它们多以改进的Hummer法制备的氧化石墨烯做原料，通过胺类或聚乙烯醇类等各类修饰剂对氧化石墨烯表面进行官能化，最后再用还原剂对氧化石墨烯进行化学还原。这些方法不仅步骤繁多，而且受到氧化石墨烯产能的制约，无法实现产业化。因此，行业内急需研发一种能够工业化量产的且具备高性能的丁基橡胶密封垫。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有抗溶剂性的石墨烯-丁基橡胶材料、其制法和应用，克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种具有抗溶剂性的石墨烯-丁基橡胶材料，包括质量比为100∶10～30的丁基橡胶和石墨烯-丁基橡胶母胶，所述石墨烯-丁基橡胶母胶主要由改性石墨烯与丁基橡胶复合形成；优选的，所述石墨烯-丁基橡胶母胶中，石墨烯所占的质量分数为5～10％。

进一步的，所述石墨烯-丁基橡胶母胶的制备方法包括：将由氧化石墨经热还原处理获得的热还原石墨烯分散于正己烷中，混合均匀，再加入脂肪烃类表面改性剂，之后于20～30℃进行砂磨处理2～6h，得到表面改性石墨烯的正己烷分散液，取出表面改性石墨烯的正己烷分散液至高速分散机内高速搅拌，再缓慢加入丁基橡胶的正己烷胶液共混分散，混合均匀后去除胶液中的溶剂，最后将胶块进行真空干燥。

本发明实施例还提供了一种具有抗溶剂性的石墨烯-丁基橡胶材料的制备方法，包括：

将80～100重量份的丁基橡胶，10～30重量份的石墨烯-丁基橡胶母胶，1～2重量份的硬脂酸，2～4重量份的氧化锌，1～2重量份的硫磺和1～2重量份的二硫化四甲基秋兰姆加入密炼机进行混炼，并在混炼后进行硫化，制得所述具有抗溶剂性的石墨烯-丁基橡胶材料。

进一步的，其中所述石墨烯-丁基橡胶母胶的制备方法包括：将由氧化石墨经热还原处理获得的热还原石墨烯分散于正己烷中，混合均匀，再加入脂肪烃类表面改性剂，之后于20～30℃进行砂磨处理2～6h，得到表面改性石墨烯的正己烷分散液，取出表面改性石墨烯的正己烷分散液至高速分散机内高速搅拌，再缓慢加入丁基橡胶的正己烷胶液共混分散，混合均匀后去除胶液中的溶剂，最后将胶块进行真空干燥。

本发明实施例还提供了由所述方法制备的具有抗溶剂性的石墨烯-丁基橡胶材料。

本发明实施例还提供了所述具有抗溶剂性的石墨烯-丁基橡胶材料于制备密封材料中的用途。

与现有技术相比，本发明的优点包括：