[发明专利]一种使用复合型纳米碳的橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种使用复合型纳米碳的橡胶复合材料，属于橡胶制品技术领域，由于其配方中使用了碳纳米管与石墨烯采用一定的重量比经特殊工艺相互混合而成的复合型纳米碳材料，该复合型纳米碳材料在3000倍~30000倍扫描电镜下呈现石墨烯与碳纳米管交叉混合，可以充分发挥橡胶配方中的碳纳米管和石墨烯的协同作用，避免直接将碳纳米管和石墨烯添加在含有大量再生胶粉或者大量再生炭黑的轮胎和橡胶制品中时，碳纳米管和石墨烯各自形成团簇而不能发生协同作用，采用复合型纳米碳材料提高了含有大量再生胶粉和再生炭黑的轮胎和橡胶制品的性能，实现了轮胎和橡胶制品中大量使用再生炭黑、再生胶粉而其性能并不发生降低。

本申请要求于2016年09月27日提交中国专利局、申请号为201610853832.7、发明名称为“一种碳纳米环保橡胶复合材料及其制备方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及橡胶制品技术领域，尤其涉及一种使用复合型纳米碳的橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

全球每年会产生大量的废旧轮胎，再生胶粉和再生炭黑是废旧轮胎处理的主要产物，但目前由于再生炭黑补强性能差、再生胶粉自身强度差的原因，导致他们不能在轮胎和橡胶制品中大量应用。

已有技术中为实现再生胶粉和再生炭黑在轮胎和橡胶制品中大量应用，同时还不降低轮胎胎面胶性能，避免大量使用再生炭黑、再生胶粉后会造成轮胎胎面胶强度大幅下降，通常选择直接在常规橡胶配方中分别添加碳纳米管和石墨烯。虽然碳纳米管具有优异的力学性能、电学性能和热力学性能；石墨烯也具有好的导热、导电性能，但是，直接在橡胶配方中分别添加碳纳米管和石墨烯，由于碳纳米管和石墨烯均为纳米级材料，其自身团聚现象非常严重、堆密度非常小，导致直接将两者分别用在材料中很难将二者均匀混合在一起，根本无法实现碳纳米管和石墨烯的协同作用，也无法充分改善含有大量再生胶粉和再生炭黑的轮胎和橡胶制品的性能。

发明内容

本发明提供一种使用复合型纳米碳的橡胶复合材料及其制备方法，旨在降低碳纳米管和石墨烯的团聚现象，充分发挥碳纳米管和石墨烯的协同作用，实现将碳纳米管和石墨烯添加在含有大量再生胶粉和再生炭黑的轮胎和橡胶制品中用于提高轮胎和橡胶制品的性能，实现大量使用再生炭黑、再生胶粉的轮胎胎面胶强度的改善。

本发明提供的具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种使用复合型纳米碳的橡胶复合材料，所述橡胶复合材料包括以下重量份的原料：橡胶100份、炭黑20～90份、硫磺1～3份、配合剂0.5～50份、复合型纳米碳材料1～20份或者实际含有1～20份的复合型纳米碳材料的复合型纳米碳材料橡胶母粒、促进剂0.1～5份，其中，所述复合型纳米碳材料中碳纳米管与石墨烯的重量比为：1～100:1，所述复合型纳米碳材料在3000倍～30000倍扫描电镜下呈现石墨烯与碳纳米管交叉混合。

第二方面，本发明提供一种使用复合型纳米碳的橡胶复合材料，所述橡胶复合材料包括以下重量份的原料：橡胶100份、再生炭黑20～90份、硫磺1～3份、配合剂0.5～50份、复合型纳米碳材料1～20份或者实际含有1～20份的复合型纳米碳材料的复合型纳米碳材料橡胶母粒、促进剂0.1～5份，其中，所述复合型纳米碳材料中碳纳米管与石墨烯的重量比为：1～100:1，所述复合型纳米碳材料在3000倍～30000倍扫描电镜下呈现石墨烯与碳纳米管交叉混合。

第三方面，本发明提供一种使用复合型纳米碳的橡胶复合材料，所述橡胶复合材料包括以下重量份的原料：橡胶100份、再生胶粉5～50份、硫磺1～3份、配合剂0.5～50份、复合型纳米碳材料1～20份或者实际含有1～20份的复合型纳米碳材料的复合型纳米碳材料橡胶母粒、促进剂0.1～5份，其中，所述复合型纳米碳材料中碳纳米管与石墨烯的重量比为：1～100:1，所述复合型纳米碳材料在3000倍～30000倍扫描电镜下呈现石墨烯与碳纳米管交叉混合。