[发明专利]石墨烯改性橡胶及其制备方法

说明书

本发明涉及石墨烯改性橡胶及其制备方法。所述石墨烯改性橡胶的原料组分按重量份计如下：3号烟片胶55～65份，丁苯橡胶SBR‑1502 35～45份，纳米氧化锌2.5～3.5份，硬脂酸1.3～1.8份，防老剂4010NA 1～1.5份，防老剂RD 2～2.5份，防老剂MB 1～2份，炭黑N220 45～55份，石油树脂8～10份，松焦油4～5份，硫磺1.5～2份，促进剂CBS 2～2.5份，促进剂TMTD 1～1.5份，促进剂DTDM 1～1.5份，石墨烯预分散乳聚丁苯胶母料4～8份，石墨烯预分散天然橡胶母料5～10份。本发明的石墨烯改性橡胶具有优异力学性能和较强的抗灼烧能力，用于制造输送带覆盖层，可以显著提高其使用寿命。

本申请是申请日为2018年5月15日，申请号为201810460324.1，发明名称为“抗灼烧输送带”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及橡胶技术，具体涉及石墨烯改性橡胶及其制备方法和在输送带中的应用。

背景技术

橡胶（Rubber）是一种在大变形下能迅速恢复变形并具高弹性的高分子材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度（Tg）低，分子量往往很大，大于几十万。橡胶分为天然橡胶与合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。橡胶制品已经广泛应用于工业或生活各方面。近年来，随着橡胶工业的迅速发展，对橡胶制品也提出了更高的要求，特别在交通运输、航空航天等高科技领域，对橡胶材料要求近乎苛刻，单一的橡胶材料已不能完全满足当下苛刻的性能要求。因此，橡胶材料必须向着功能化、多元化的方向发展。

纳米填料具有较大的比表面积和较强的填料-聚合物界面作用力。纳米复合材料具有更优异的力学、热学、电学和气/液阻隔性能。采用纳米复合填料改性橡胶是橡胶工业发展的趋势之一。

输送带主要由骨架材料、覆盖层及打底材料三大部分组成。橡胶输送带因其覆盖层为橡胶而得名，广泛应用于工业领域。橡胶输送带的覆盖层是决定其性能的关键部分，而力学性能则是决定使用寿命长短关键因素，所以力学性能是评判其优劣的重要指标。此外，一些特殊的场合，还需要橡胶输送带具有较强的抗灼烧能力。对于橡胶输送带来说，覆盖层采用纳米复合填料改性橡胶有望获得更优异的力学性能和更强的抗灼烧能力，从而适应日益严苛的工作要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了石墨烯改性橡胶。本发明的石墨烯改性橡胶具有优异力学性能和较强的抗灼烧能力，用于制造输送带覆盖层，可以显著提高其使用寿命，同时又可以获得承载高温物料的能力。对应地，本发明还提供了制备石墨烯改性橡胶的方法，以及覆盖层橡胶采用本发明的石墨烯改性橡胶的抗灼烧输送带。

对于橡胶而言：本发明的石墨烯改性橡胶的原料组分按重量份计如下：

与现有技术相比，本发明的石墨烯改性橡胶具有特定的组分和用量，取得了如下显著的进步：

1）加入石墨烯预分散乳聚丁苯胶母料和石墨烯预分散天然橡胶母料进行改性，显著提高了天然橡胶与丁苯橡胶并用橡胶的力学性能，试验表明，其中，磨耗量不超过120mm³，新月形撕裂力可以达到110N/mm以上，裤型撕裂力可以达到36N/mm以上。

2）石墨烯具有独特的力学性能，使用石墨烯预分散乳聚丁苯胶母料和石墨烯预分散天然橡胶母料进行改性，解决了橡胶输送带的诸多技术瓶颈问题，提高了如抗撕裂、耐磨等性能，保证了输送带的使用寿命。

3）本发明的石墨烯改性橡胶具有较强的抗灼烧能力，用其制造的输送带覆盖层可以承受800℃的物料，从而可以应用到一些特殊的高温场合，具有适用范围广的特点。

为进一步提高产品的力学性能，作为优化方案，前述石墨烯改性橡胶的原料组分按重量份计如下：