[发明专利]氧化石墨烯/羧基化丁苯橡胶母粒及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种氧化石墨烯/羧基化橡胶母粒及其制备方法和应用，该制备方法包括：将羧基化橡胶胶乳进行干燥；向干燥后的羧基化橡胶胶乳中加入氧化石墨烯进行混炼，得氧化石墨烯/羧基化橡胶母粒。该制备方法工艺简单，成本低，原料获取方便，所得的氧化石墨烯/羧基化橡胶母粒可应用于各类橡胶基底中，有效增强石墨烯与橡胶的界面结合力和在橡胶中的分散性，在制备石墨烯/橡胶复合材料的领域中具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及橡胶材料技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯/羧基化丁苯橡胶母粒及其制备方法和应用。

背景技术

橡胶具有宝贵的高弹性，用途十分广泛，不仅可以满足人们的日常生活、医疗卫生和文体生活等各方面的需要，还能满足工农业生产、交通运输、电子通讯和航空航天等各个领域的技术要求，是国民经济与科技领域不可缺少的高分子材料之一。

随着纳米颗粒增强复合材料的应用越来越广泛，其力学性能的研究成为研究者关注的焦点。石墨烯是单层碳原子sp²杂化堆积而成的一种蜂窝状二维材料，具有超高的力学性能(杨氏模量～1.1TPa，断裂强度124GPa)。近年来，越来越多的研究者尝试将石墨烯引入橡胶中提高橡胶的综合性能。而石墨烯在橡胶中的分散性及石墨烯和橡胶高分子之间的界面结合强度，是影响材料最终性能的两个重要根本因素。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种氧化石墨烯/羧基化丁苯橡胶母粒及其制备方法和应用，以解决石墨烯/橡胶复合材料制备过程中石墨烯在橡胶中分散性差，界面结合强度弱的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种氧化石墨烯/羧基化橡胶母粒的制备方法，包括：将羧基化橡胶胶乳进行干燥；及向干燥后的羧基化橡胶胶乳中加入氧化石墨烯进行混炼，得氧化石墨烯/羧基化橡胶母粒。

根据本发明的一个实施方式，羧基化橡胶为羧基化丁苯橡胶。

根据本发明的一个实施方式，干燥处理的温度为50℃～150℃。

根据本发明的一个实施方式，还包括加入助剂于干燥后的羧基化橡胶胶乳中进行混炼，助剂选自补强剂、防老剂中的一种或多种。

根据本发明的一个实施方式，补强剂选自炭黑、白炭黑中的一种或多种，防老剂选自胺类抗氧剂、酚类抗氧剂中的一种或多种。

根据本发明的一个实施方式，氧化石墨烯的厚度为1nm～50nm。

本发明还提供一种氧化石墨烯/羧基化橡胶母粒，采用上述方法制备得到。

根据本发明的一个实施方式，按重量份计，氧化石墨烯/羧基化橡胶母粒包括：羧基化橡胶100份、氧化石墨烯5～20份、补强剂5～30份和防老剂0.5～2份。

本发明还提供上述氧化石墨烯/羧基化橡胶母粒在制备石墨烯/橡胶复合材料中的应用。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果在于：

本发明提出的氧化石墨烯/羧基化橡胶母粒的制备方法简单，成本低，原料获取方便，所得的氧化石墨烯/羧基化橡胶母粒，可应用于各类橡胶基底中，有效增强石墨烯与橡胶的界面结合力和在橡胶中的分散性，在制备石墨烯/橡胶复合材料的领域中具有良好的应用前景。

附图说明

以下附图用于提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1示出了本发明的氧化石墨烯/羧基化橡胶母粒的机理示意图。