[发明专利]一种自修复型环保橡胶材料及其制备方法

权利要求书

1.一种自修复型环保橡胶材料，其特征在于，包括以下重量份的成分：丁基橡胶基体80-100份、自修复填料22-30份、增韧抗拉伸填料15-26份、硫化助剂分散体6-13份；其中，硫化助剂分散体由以下重量份的成分组成：氧化锌1-3份、膨润土4-6份、羧甲基纤维素钠0.2-0.8份、促进剂TMTD 0.6-1.2份、膨胀石墨1.5-2.5份；

所述自修复填料的制备方法包括以下步骤：

1）将聚醚多元醇330N与双氨基封端线性聚二甲基硅氧烷按照质量比1:0.9-1.1混合均匀后，100-110℃真空脱泡处理得到混合液a；其中，聚醚多元醇330N的羟值为55-58mg KOH/g，酸值≤0.15mg KOH/g，水份≤0.1%；双氨基封端线性聚二甲基硅氧烷的粘度为4500-4600mPa·s；

2）向混合液a中加入异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，升温至65-75℃并搅拌20-30min，再升温至100-110℃反应2-3h，静置至常温得到预聚体；其中，异佛尔酮二异氰酸酯的添加量为聚醚多元醇330N质量的5%-10%，二月桂酸二丁基锡的添加量为聚醚多元醇330N质量的0.5-3%；

3）将预聚体溶解于丙酮中得到预聚体溶液，预先使用丙酮溶解的3 ,3 '-二羟基二苯二硫醚缓慢滴加到预聚体溶液中，滴加完毕后，40-50℃搅拌40-60min，倒入聚四氟乙烯模具中，60-70℃真空交联12-16小时得到自修复填料；

所述增韧抗拉伸填料的制备方法如下：将氧化石墨烯与珍珠母分散液按照质量比1:6-8混合均匀，100-200W超声震荡10-20min得到分散体系，加入Tris缓冲溶液将分散体系pH值调节至8.5，倒入模具后真空抽滤，105-110℃真空干燥成固体状，粉碎成粒径1-2mm的粉末状即可；

所述珍珠母分散液的制备方法如下：选取珍珠蚌壳，切去表层杂质后使用20vt%的盐酸浸泡5-10min，再使用清水冲洗，预粉碎成长1-2cm、宽1-2cm的片状物，投入球磨机中，于35-45℃、300-400r/min下球磨2-3h得球磨料，加入球磨料质量10-12倍的去离子水，40-50℃下超声震荡10-20min即可；

所述氧化石墨烯的制备方法如下：向烧杯中依次加入1.2g膨胀石墨、20mL水、5mL体积浓度27.5％的双氧水、0.5g草酸，搅拌均匀后形成浆料，混合好的浆料通过增压泵以喷雾形式喷入215-225℃的汽化炉中，浆料气化形成气体并通过管道冷却吸收，分离出固体粉末，过滤，洗涤，干燥得到；其中，膨胀石墨的密度为1.92-1.95g/cm³，晶体粒径为50-60目，鳞片尺寸为280-300μm；

所述自修复型环保橡胶材料的制备方法如下：

S1、称取氧化锌1-3份、膨润土4-6份、羧甲基纤维素钠0.2-0.8份、促进剂TMTD 0.6-1.2份、膨胀石墨1.5-2.5份，混合均匀后得到混合料，混合料加入球磨机中，在40-50℃下以350-400r/min的转速球磨2-3小时得到硫化助剂分散体；

S2、将丁基橡胶基体、自修复填料、增韧抗拉伸填料投入橡胶开炼机中，混料20-30min，倒入聚四氟乙烯模具中，90-100℃抽真空处理1-2小时得到橡胶半成品；

S3、将硫化助剂分散体加入橡胶半成品中，120-130℃硫化20-30min，得到该自修复型环保橡胶材料。