[发明专利]一种石墨烯增强橡胶的制备方法及其制备装置

说明书

本发明公开一种石墨烯增强橡胶的制备方法及其制备装置，其制备方法包括以下步骤：原料准备、制备混合溶液和制备增强橡胶；本发明通过加入石墨烯提高了制备出的橡胶的导热性和机械强度，而由于树枝状聚酰胺胺树形分子的分子链中含有大量的‑NH₂和‑CONH‑极性基团，使其具有很好的水溶性，从而提高了混合反应的速度，通过对石墨烯进行改性处理，从而提高了橡胶的绝缘性和阻燃性，同时提高了石墨烯与其他填料的协同作用，进一步提高了橡胶的导热系数，通过抗氧剂的加入，阻止了橡胶中聚合物的老化并延长了其使用寿命，通过氧化锌在制备过程中发挥硫化促进作用，并提高橡胶的综合性能，另外本发明制备工艺简单，易于操作，制备成本也不高。

技术领域

本发明涉及橡胶生产加工技术领域，尤其涉及一种石墨烯增强橡胶的制备方法及其制备装置。

背景技术

橡胶是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料，广泛应用于工业或生活各方面，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两种，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，在橡胶的制备过程中添加增强材料可以制备出综合性能较高的增强橡胶，增强橡胶由于其优异的性能而被广泛应用于汽车轮胎、软管和传送带等产品；

传统的一些增强橡胶的制备原料大都种类单一，导致制备出的增强橡胶在强度和韧性等综合性能上已逐渐不能满足市场的使用需求，且传统的增强橡胶还不具备良好的导热性能和绝缘性能，导致其在电子设备上的应用也受到了限制，另外现有的增强橡胶的制备方法大都工艺复杂，操作困难，制备成本也较高，因此，本发明提出一种石墨烯增强橡胶的制备方法及其制备装置以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种石墨烯增强橡胶的制备方法及其制备装置，其制备方法通过在制备过程中加入石墨烯粉提高了制备出的橡胶的导热性和机械强度，通过表面活性剂和二氧化硅对石墨烯进行改性处理，从而提高了增强橡胶橡胶的绝缘性和阻燃性，同时提高了橡胶制备过程中石墨烯与其他填料的协同作用，进一步提高了橡胶的导热系数，通过抗氧剂的加入，阻止了橡胶中聚合物的老化并延长了其使用寿命，通过氧化锌在制备过程中发挥硫化促进作用，并提高橡胶的综合性能，使制备出的石墨烯增强橡胶可以满足严格的使用需求。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种石墨烯增强橡胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：原料准备

通过计量称按以下重量份原料称取：石墨烯粉10～20份、去离子水100～120份、树枝状聚酰胺胺8～12份、二氧化硅5～10份、表面活性剂5～10份、天然橡胶乳液110～130份、氧化锌5～10份和抗氧剂4～8份；

步骤二：制备混合溶液

根据步骤一，先将规定重量份树枝状聚酰胺胺、二氧化硅、表面活性剂、石墨烯粉和去离子水加入低速搅拌机中进行混合搅拌，反应后得到改性石墨烯水溶液，接着将改性石墨烯水溶液与天然橡胶乳液直接聚合，再通过超声波分散机对聚合物进行混合搅拌并均匀分散，得到混合溶液；

步骤三：制备增强橡胶

根据步骤二，先对混合溶液进行干燥处理，得到混合胶液，接着将规定重量份的氧化锌、抗氧剂和混合胶液加入混炼设备进行混炼，混炼完成后制得石墨烯增强橡胶。

进一步改进在于：所述步骤一中，按以下重量份原料称取：石墨烯粉10份、去离子水100份、树枝状聚酰胺胺8份、二氧化硅5份、表面活性剂5份、天然橡胶乳液110份、氧化锌5份和抗氧剂4份。

进一步改进在于：所述步骤一中，按以下重量份原料称取：石墨烯粉20份、去离子水120份、树枝状聚酰胺胺12份、二氧化硅10份、表面活性剂10份、天然橡胶乳液130份、氧化锌10份和抗氧剂8份。

进一步改进在于：所述步骤一中，所述石墨烯粉通过机械剥离法制备而成，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。