[发明专利]轮胎用抗静电、耐磨石墨烯基橡胶

说明书

本发明涉及橡胶技术领域，尤其是一种轮胎用抗静电、耐磨石墨烯基橡胶。一种轮胎用抗静电、耐磨石墨烯基橡胶，其原料按照成分主要包括合成橡胶、石墨烯改性天然橡胶、填料和硫化体系，具体包括：石墨烯改性天然橡胶10‑20份，丁苯橡胶40‑50份，氢化丁腈橡胶15‑25份，氧化锌2‑3份，硬脂酸2‑5份，硬质炭黑30‑40份，石蜡油1‑2份，氮化铝5‑10份，硅灰石粉10‑15份，方解石粉10‑15份，增塑剂癸二酸二辛酯2‑6份，防老剂MB 1‑2份，防老剂264 0.2‑1份，甲基丙烯酸盐0.8‑1.5份，过氧化二异丙苯0.3‑0.5份，促进剂CZ 0.6‑1份，促进剂DM 1‑1.2份，硫磺粉0.4‑0.6份。本发明的轮胎用石墨烯基橡胶具有优异的抗静电和耐磨性能。

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，尤其是一种轮胎用抗静电、耐磨石墨烯基橡胶。

背景技术

橡胶，自从被人类认识使用以来，其应用范围日益扩大，几乎贯穿于人类的各行各业，给人类带来了极大的方便，橡胶因其有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点，广泛地应用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面。目前，我国汽车工业迅猛发展，与之密切关联的汽车轮胎业随之产量急增。随着科学技术的发展，人们对轮胎的性能提出了更高的要求。轮胎经常在复杂和苛刻的条件下使用，他在行驶时承受着各种变形、负荷力以及高低温作用，因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能，同时还要求具备高耐磨性。而现有轮胎往往耐磨性能仍然不足，且易老化，缩短了轮胎的使用寿命。另外，绝缘橡胶容易造成静电积累，影响轮胎的耐磨耐热性能，甚至可能造成车体的燃烧。

离子液体作为一种新型“绿色”溶剂，具有无蒸汽压、离子电导率高、热稳定性和化学稳定性好等优点。离子液体已经被应用于电化学、催化剂、复合材料合成和物质分离等领域。石墨烯，只有一个碳原子厚度的二维材料，既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料，而且也具有优异的导电性能。离子液体可以很好地改善石墨烯在复合材料的分散性，减少界面电阻。同时离子液体可以作为增塑剂来改善复合材料的力学性能，增加复合材料的导电性能。离子液体修饰石墨烯在橡胶聚合物中有很好的相容性，少量的添加石墨烯就可以显著提高橡胶的耐磨耐热性能。因此，将离子液体修饰石墨烯材料应用到橡胶领域，具有广阔的前景。

中国专利申请“一种氧化石墨烯橡胶复合材料”（申请号201310381784.2）采用氧化石墨烯和橡胶材料复合，虽然能很好地解决石墨、膨胀石墨的剥离程度不够的问题，但是氧化石墨烯自身的导热导电性能较差。

发明内容

为了克服现有的橡胶存在的不足，本发明提供了一种轮胎用抗静电、耐磨石墨烯基橡胶。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种轮胎用抗静电、耐磨石墨烯基橡胶，组成成分及其质量百分比为：合成橡胶25-55%；石墨烯改性天然橡胶5-15%，填料30-70%，硫化体系1-3%。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，合成橡胶包括丁苯橡胶和氢化丁腈橡胶，其中按照质量份数包括丁苯橡胶40-50份，氢化丁腈橡胶15-25份。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，石墨烯改性天然橡胶是使用天然橡胶与石墨烯经超声混合、絮凝、洗涤和干燥制得，其中按照质量份数天然橡胶乳液90.0-99.9份，石墨烯粉体0.1-10份。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，石墨烯改性天然橡胶中的石墨烯是离子液体修饰石墨烯的混合物，是直接将石墨烯加入到离子液体中超声搅拌半小时，其中离子液体选用的是咪唑类、吡啶类、季铵盐和季磷盐离子液体的一种或多种。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，石墨烯改性天然橡胶中的石墨烯包括1-5层的薄层石墨烯厚度为0.4-3nm或者10-20的石墨烯纳米片，厚度为4-8nm，中的一种或两种。